Текст книги "Земля и небо"
Автор книги: Александр Волков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 12 страниц)
Двойная планета Земля – Луна
Светило ночи, ласковая богиня Селена, как ее звали древние греки, – Луна неизменно сопровождает Землю в ее беге вокруг Солнца.
Луна – ближайшее к нам небесное тело. Расстояние до нее всего 384 тысячи километров, по космическим масштабам – рукой подать!
По сравнению с Землей Луна невелика. Ее диаметр 3476 километров, чуть больше четверти земного, а поверхность равна площади Африки и Австралии, вместе взятых. Масса Луны в 81,3 раза меньше массы Земли. И все-таки Земля в сравнении со своей величиной обладает самым крупным спутником в семье планет Солнечной системы.
Тритон, спутник Нептуна, в 770 раз легче своей планеты; Титан, самый большой спутник Сатурна, в 4030 раз легче Сатурна; крупнейшая луна Юпитера, Ганимед, легче планеты в 12 200 раз. О других спутниках и говорить нечего: их массы в десятки и сотни тысяч раз меньше, чем массы планет, вокруг которых они обращаются. И поэтому многие астрономы называют систему Земля – Луна двойной планетой.
В самом деле, первые люди, которые стали бы рассматривать Землю с Венеры, увидели бы на ночном небе двойную звезду. Одна из них показалась бы очень яркой, а другая, расположенная рядом, хотя и гораздо более слабая, была бы хорошо заметна.
Земля, сопровождаемая Луной, движется вокруг Солнца.
Каким образом возникла двойная планета Земля – Луна? На этот счет существуют два предположения, или, выражаясь по-ученому, две гипотезы.
Первая такова. Несколько миллиардов лет назад и Земля и Луна независимо одна от другой образовались из сгустков космической материи в различных областях мирового пространства. А потом Луна в небесных странствиях неосторожно подошла слишком близко к Земле, и наша планета, пользуясь своей большей массой, захватила Луну в плен по законам притяжения и сделала спутницей.
По второй гипотезе, и Земля и Луна образовались из одного сгустка материи. И в начале своего существования эти два небесных тела были гораздо ближе друг к другу. Но постепенно Луна удалялась от Земли и заняла теперешнее положение. Младшая сестра продолжает удаляться от старшей, но пройдут многие миллионы лет, прежде чем это станет заметно.
Какое из двух предположений вернее, сказать трудно. Много еще придется поработать ученым, чтобы окончательно решить вопрос о происхождении Луны.
Солнечная система (без соблюдения масштабов величин Солнца и планет и расстояний между ними).
Лунные затмения
Из всех небесных явлений людей издавна больше всего страшили лунные и солнечные затмения.
На чистом небе ярко светит Луна. Вокруг нее ни облачка. И вдруг на сияющую поверхность Луны неизвестно откуда надвигается мрачная тень. Еще, еще… Вот уже большая часть лунной поверхности исчезла, а потом исчезает и все остальное. Правда, нельзя сказать, что Луны на небосводе нет: она все-таки видна в виде темно-багрового диска.
Лунное затмение объясняется тем, что Луна попадает в земную тень. Если тень, которую Земля отбрасывает от себя, закрывает Луну целиком, то получается так называемое полное затмение. А если она закрывает Луну не всю, то наступает частное лунное затмение.
Частное затмение не производит на наблюдателей такого сильного впечатления, как полное. Ведь серп Луны – привычное зрелище для нас.
В старину люди думали, что Луну во время затмения пожирает страшное чудовище – дракон. Некоторые народы так верили в это, что старались прогнать дракона стуком трещоток и грохотом барабанов. И когда Луна снова появлялась на небе, люди ликовали: значит, напуганный шумом дракон оставил свою жертву.
И у нас на Руси в старину лунные затмения считались грозными предвестниками бед.
В 1248 году летописец записал: «Было знамение на Луне: была кровавая вся и погибла… И в то же лето царь Батый двинул рать…»
Наши предки думали, что лунное затмение предсказало нашествие татарского хана Батыя.
Как узнать растет или уменьшается серп Луны.
В 1471 году в летописи было записано: «Полночь была неясная, и как кровь на Луне и тьма была немалое время и опять понемногу прояснилось..»
Каждое затмение заносилось в историю как важное событие в жизни народа. Чтобы получилось лунное затмение, нужно, чтобы Солнце, Земля и Луна стояли на одной прямой линии и чтобы Земля находилась между Солнцем и Луной. Такое положение этих трех светил в небесном пространстве повторяется через определенные промежутки времени.
Астрономы в глубокой древности заметили, что через каждые 18 лет 11 дней 8 часов лунные затмения повторяются в том же порядке; достаточно записать порядок затмений, и можно с уверенностью предсказывать затмения на будущее время.
Я уже рассказывал, что в древности астрономами были по преимуществу жрецы. Научившись предсказывать затмения, жрецы обратили свои знания на пользу религии. Они обманывали народ, уверяя, что о приближении затмения им сообщают сами боги. Так они поддерживали религиозные суеверия.
Теперь искусство предсказывать затмения доведено до высокой точности, и имеется расписание лунных затмений на много лет вперед.
Отчего происходят лунные затмения.
Наука штурмует космос
Еще недавно возможность совершать межпланетные путешествия казалась такой далекой… Но в космическую эпоху техника шагает быстро, и то, что представлялось невозможным вчера, становится осуществимым сегодня.
Эпоха великих географических открытий тоже наступила не сразу. Прежде чем пуститься на поиски далеких континентов, люди открывали прибрежные острова и, плавая к ним, совершенствовали свое мастерство.
Так обстоит дело и с завоеванием космоса. Среди просторов Солнечной системы Луна самый близкий космический объект, и путь туда уже проложен.
Путешествия на Луну станут прекрасной школой космических перелетов. Но и при малости расстояния Земля – Луна (по космическим масштабам) разделяющее их пространство обладает многими свойствами Большого космоса.
А что, если нам совершить полет на Луну – в воображении, конечно? Чем бы нам для этого воспользоваться? Может быть, самолетом?
384 тысячи километров, отделяющие Луну от Земли, не такое уж большое расстояние. У нас есть самолеты, пролетающие в час 2500 километров. Это – «ТУ-144». Для такого самолета 384 тысячи километров просто пустяки.
Сделаем расчет. Разделим 384 тысячи километров на 2500 километров. Получим около 154 часов полета, примерно 6,4 суток. Надо запасти достаточно провизии, воды, а главное, побольше топлива для двигателя, чтобы хватило и на обратный путь.
К счастью, нашелся большой вместительный самолет. Все, что нужно, погрузили. Сели и поехали. Как приятно быть исследователем мирового пространства!
Самолет круто идет вверх. Вот стрелка указателя высоты показывает 5, 10, 15 километров… Земные предметы становятся все меньше: реки кажутся тоненькими извилистыми ниточками, леса – темными пятнами.
Но что такое? Наш самолет перестал набирать высоту.
– В чем дело? – кричим мы летчику.
– Воздух слишком разрежен, – отвечает летчик. – Двигатель уже не может нормально работать.
Ты смеешься: какую небылицу рассказал автор! Разве найдутся простаки, которые вздумали бы отправиться на Луну на самолете?
И ты, конечно, прав. Ты знаешь и то, как надо лететь на Луну: на ракете! Да, достичь Луны можно только в ракете, потому что только ракета способна разорвать оковы тяготения.
Оковы тяготения… А что это значит?
Ты отталкиваешься от пола и прыгаешь, но через долю секунды ты на полу. Спортсмен мечет молот; описав дугу в несколько десятков метров, молот падает на стадион. Зенитчики выстрелили в неприятельский самолет; снаряд поднялся на семь-восемь километров, и его осколки прилетели обратно… Все тела природы притягивает к себе Земля.
Прежде люди не надеялись порвать оковы тяготения. Лет девяносто назад известный французский астроном Фламмарион с горечью писал о Марсе: «Это – Новый Свет, которого не достигнет никакой Колумб…»
Но уже в те годы у русского революционера Николая Ивановича Кибальчича появилась мысль о ракетном аппарате, который мог бы поднять человека. В 1881 году он был приговорен царским правительством к смерти за участие в покушении на царя Александра II.
Сидя в тюрьме, за несколько дней до казни Кибальчич нарисовал свой летательный аппарат и сделал его описание (смотри рисунок). Но, казнив Кибальчича, царские чиновники положили рисунок в архив, и он был найден лишь после революции.
Набросок ракетного аппарата, сделанный Кибальчичем.
Один из проектов межпланетной ракеты.
Гениальный русский ученый Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935) всю свою долгую жизнь отдал созданию науки о движении ракет и о межпланетных путешествиях. Он придумал многоступенчатую ракету, которая может преодолеть земное тяготение. Эта ракета состоит из нескольких отдельных частей, или ступеней. Сначала горючее сгорает в нижней ступени, и ракета взвивается вверх с не очень еще большой скоростью. Когда в нижней ступени все горючее выгорело, она отделяется и падает на Землю. Начинает работать вторая ступень. Она сильнее разгоняет облегченную ракету. После ее отделения вступает в дело третья ступень, и скорость ракеты еще возрастает. Преодолеть притяжение Земли можно только при большой скорости.
Прыгун опускается после прыжка на пол, молот метателя падает на стадион, осколки снаряда сыплются на землю. Почему так получается? Да просто потому, что у них недостаточная скорость, чтобы улететь в мировое пространство.
Но заметь: прыгун подпрыгнул над полом на метр-два, молот поднялся на десять – двадцать метров, а снаряд достиг высоты уже в несколько километров. Скорость молота значительно превышает скорость прыгуна, а скорость снаряда во много раз больше скорости молота.
Снаряды самых дальнобойных орудий вылетают из них со скоростью около двух километров в секунду. Это очень много. Двигаясь с такой скоростью, можно из Ленинграда в Москву добраться за пять минут. И все-таки эта скорость недостаточна, чтобы снаряд вырвался из поля тяготения Земли. Описав в пространстве огромную дугу, он упадет.
Ученые высчитали, что ракета, запущенная со скоростью около 8 километров в секунду, не упадет, а станет вращаться вокруг Земли, сделается ее искусственным спутником. Время, в течение которого она будет вращаться вокруг Земли, зависит от высоты ее орбиты. С такой скоростью были запущены искусственные спутники Земли. Эта скорость называется первой космической скоростью.
А если сообщить космическому аппарату вторую космическую скорость, равную 11,2 километра в секунду, он оторвется от Земли. При еще большей скорости аппарат сможет достигнуть Венеры, Марса и других планет.
Если же сообщить космическому аппарату третью космическую скорость – 16,7 километра в секунду, – он покинет пределы Солнечной системы и удалится в межзвездные просторы.
Вторая и третья космические скорости являются минимальными, то есть наименьшими, для того чтобы ракета могла улететь от Земли и от Солнца. Понятно, эти скорости могут быть превышены, и чем они будут больше, тем быстрее совершится космическое путешествие.
Первые советские искусственные спутники Земли
«Первый в мире искусственный спутник Земли создан в Советской стране!»
«Самые дерзновенные мечты человечества становятся реальностью!»
Так сообщали газеты об одном из величайших научных остижений XX века – о запуске первого искусственного спутника Земли.
«Они сделали это первыми, – заявил американский ученый доктор Джозеф Каплан. – Это нечто фантастическое, и если они могли запустить такой спутник, они могут запустить и более тяжелые».
Предвидение американского ученого оправдалось очень скоро.
Первое искусственное небесное тело, появившееся на свет 4 октября 1957 года, было маленьким. Его поперечник составлял 58 сантиметров, а вес немного больше 83 килограммов. Но и в этом объеме советские инженеры сумели поместить два коротковолновых передатчика. Их сигналы «бип-бип-бип» слушали радиолюбители всего мира. На спутнике была и различная научная аппаратура для исследования космического пространства.
Это было началом пути человека в космос. При запуске первого искусственного спутника Земли на орбиту советские ученые и техники встретились с большими научно-техническими трудностями: ведь околоземное пространство было еще совершенно не изучено.
Исследования, проведенные при помощи первого спутника, имели огромное значение для познания околоземного пространства. Результаты этих исследований позволили ученым совершенствовать последующие космические аппараты и подготовить полет человека в космос. Ученые получили данные и о плотности верхних слоев атмосферы, о прохождении радиоволн между спутником и Землей, а это было очень важно для установления связи с космическими аппаратами.
Советскую малютку-луну повсюду начали называть хорошим русским словом «спутник», и оно стало понятно взрослым и детям всего земного шара.
Мир не успел опомниться от восхищения и изумления, как советские люди еще больше удивили его. 3 ноября 1957 года они запустили второй искусственный спутник весом 508 килограммов, с многочисленными научными инструментами и с собакой Лайкой внутри него. Этим было доказано, что живое существо может выдержать скорость, с которой поднимается ракета.
Прошло немногим более полугода после полета второго спутника, и 15 мая 1958 года советские ученые запустили третий спутник, о котором за границей писали, что это целый летающий автомобиль. И в самом деле: вес третьего спутника был 1327 килограммов, в нем мог поместиться человек.
Какова судьба первых искусственных спутников?
Хотя на большой высоте воздух очень разреженный, он все же задерживает движение искусственных лун, они постепенно спускаются, попадают в плотные слои воздуха и там сгорают подобно метеорам. Но не надо об этом жалеть: спутники приносят науке огромную пользу. Наблюдая за ними в телескопы, слушая их радиосигналы, ученые узнают очень много нового о высоких слоях атмосферы, об окружающем Землю космическом пространстве, о Солнце и о том, как его лучи воздействуют на земную атмосферу.
Искусственные спутники Земли принесли людям множество ценнейших сведений об околоземном пространстве, о самых верхних слоях атмосферы и о том, что находится за ними. Таких сведений не могли дать ни стратостаты, поднимавшиеся на высоту всего до 30 километров, ни шары-зонды, ни запускаемые в отдельных точках Земли геофизические ракеты, которые хотя и взлетают высоко, на 200–300 километров, но тут же падают обратно.
Запуск первых искусственных спутников Земли стал огромной победой советской науки и техники. И после этого космическая техника пошла вперед гигантскими шагами.
К настоящему времени число искусственных спутников Земли и автоматических станций, запущенных в космос, исчисляется многими сотнями.
Одних только спутников серии «Космос» к середине 1972 года насчитывалось около 500. Они отправлялись в космос поодиночке, парами, а 25 апреля 1970 года одна ракета-носитель подняла в околоземное пространство сразу восемь спутников серии «Космос» – с № 336 до № 343.
Советский Союз и Соединенные Штаты Америки запускали космические аппараты и к Луне и в более далекие путешествия – к Венере и Марсу. Советские и американские автоматические межпланетные станции сообщили много интереснейших, ранее неизвестных данных о составе, плотности и о температуре атмосферы Венеры и Марса, передали ученым на Землю другую ценную научную информацию.
Во время полетов автоматических станций к Венере и Марсу были поставлены рекорды дальности межпланетной радиосвязи.
Радиопередатчики, установленные на этих станциях, передавали сигналы на расстояния в десятки и сотни миллионов километров, и хотя эти сигналы приходили на Землю очень слабыми, совершенная радиоаппаратура их улавливала и расшифровывала.
Слишком долго было бы рассказывать подробно обо всех запущенных учеными исследовательских космических летательных аппаратах.
Вы прочитаете об этом в специальных книгах, посвященных победному шествию космической эры.
Человек на космической орбите
Весенний день 12 апреля 1961 года никогда не будет забыт человечеством, даже если оно в своем победном шествии заселит Солнечную систему и направит путь к далеким звездам.
В десятом часу утра все радиостанции Советского Союза передали поразительную новость: в космосе находится советский человек!
И хотя полетами советских космических кораблей это событие было подготовлено, оно потрясло планету. Люди Земли затаив дыхание прислушивались к сообщениям, доносившимся из репродукторов:
«Пилотом-космонавтом космического корабля „Восток“ является гражданин Союза Советских Социалистических Республик летчик майор Гагарин Юрий Алексеевич».
Так впервые прозвучало и на века осталось в истории имя первого покорителя космоса. Услышав последнее сообщение, планета вздохнула свободно: «После успешного проведения намеченных исследований и выполнения программы полета 12 апреля 1961 года в 10 часов 55 минут московского времени советский корабль „Восток“ совершил благополучную посадку в заданном районе Советского Союза».
Один виток вокруг земного шара. Один оборот, продолжавшийся 108 минут, но эти минуты положили начало тысячам часов, уже проведенных людьми в космосе; эти минуты развернутся в долгие годы межпланетных, а впоследствии, быть может, и межзвездных перелетов.
Какая буря зашумела по газетным листам всего мира! Их украсили портреты первого советского космонавта, а скупые вначале подробности его биографии с волнением прочитывались в Австралии и Канаде, в ледяной Якутии и знойной Африке. Москва еще никогда не видела такой торжественной встречи, какая была устроена первому в мире космонавту. Впоследствии подобные встречи стали традицией и повторялись уже не раз.
Юрий Гагарин проложил дорогу в космос, за ним последовали сначала советские, а затем и американские космонавты.
В рамках этой книги нет возможности рассказать о многочисленных полетах в космос, совершенных после знаменательного дня 12 апреля 1961 года.
Первый космонавт Юрий Алексеевич Гагарин.
Сначала полеты космических кораблей были одиночными, а потом групповыми – по два и даже по три корабля сразу. Почин осуществления групповых полетов принадлежит советским людям. Советский же человек, летчик-космонавт Алексей Леонов, первым вышел из корабля «Восход-2» в открытый космос и находился там около 20 минут, пролетев над территорией Советского Союза расстояние в несколько тысяч километров. Это произошло 18 марта 1965 года.
Советские космонавты осуществили стыковку своих кораблей в космосе и положили начало строительству пилотируемых орбитальных станций, которым предстоит выполнять обширную, исключительно важную программу по исследованию околоземного пространства. Первой такой станцией была выведенная на орбиту в 1971 году станция «Салют».
Космонавт Алексей Леонов в открытом космосе.
Исследование Луны
Большое внимание ученые уделяли также исследованию Луны. Это не удивительно – ведь Луна ближайшая и самая удобная цель для космических полетов.
Ученые США свои главные усилия сосредоточили на организации лунной экспедиции, то есть полета космонавтов на Луну.
Первыми людьми, ступившими на почву Луны, были члены экипажа американского космического корабля «Аполлон-11» Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин. Это событие произошло 21 июля 1969 года.
Когда «Аполлон-11» приблизился к Луне, от него отделилась специальная лунная кабина; она-то и доставила космических путешественников на поверхность нашего спутника. В ней же, запустив двигатель, они вернулись на ожидавший их на окололунной орбите основной корабль после того, как ходили по Луне больше двух часов, собрали образцы лунных камней и почвы, оставили на поверхности Луны некоторые приборы для проведения научных экспериментов и сфотографировали пейзажи Моря Спокойствия, где прилунилась кабина. Всего лунная кабина находилась на поверхности нашего спутника 21 час 36 минут.
Полеты на Луну были повторены и другими американскими космическими кораблями «Аполлон».
Советские ученые пошли по другому пути: они поручили исследование Луны умным автоматам.
Такой путь намного дешевле и не подвергает опасности самое драгоценное – жизнь человека. До января 1972 года было запущено к Луне и на Луну девятнадцать советских лунников.
Первые лунники доставили много ценных сведений о Луне. Они сфотографировали ее поверхность и даже передали нам снимки невидимого с Земли лунного полушария.
Очень большую и важную работу произвели автоматические станции «Луна-16» и «Луна-17».
20 сентября 1970 года в 8 часов 18 минут по московскому времени автоматическая станция «Луна-16» мягко опустилась на поверхность Луны в районе Моря Изобилия. И тут началось самое удивительное: повинуясь радиокоманде с Земли, из аппарата выдвинулся бур. Он начал вращаться и взял пробу грунта, которая была затем помещена в специальный герметический контейнер.
От станции отделилась ее верхняя взлетная ступень с контейнером на борту. Она стартовала с лунной поверхности 21 сентября и 24 сентября мягко опустилась в намеченном районе Советского Союза.
«Впервые в истории освоения космического пространства лунный грунт доставлен на Землю с помощью автоматического аппарата», – говорилось в сообщении ТАСС.
Но наши конструкторы космических автоматов шагнули еще дальше.
В русских народных сказках рассказывается о самоходной тележке, которая возит героя по его приказу куда он хочет.
«Луноход-1»
Такую тележку доставили наши ученые на Луну 17 ноября 1970 года, и имя ее «Луноход-1».
Работа этого автоматического аппарата поистине изумительна. Где видано такое, чтобы водитель механического экипажа находился от него за 380 тысяч километров? А с «Луноходом-1» дело обстоит именно так! Он пускается в путь, поворачивается, обходит препятствия, идет задним ходом, останавливается – и все это происходит безотказно, точно по приказам водителя, нажимающего кнопки на пульте в центре дальней космической связи.
Для управления «Луноходом-1» нужны особые навыки, большое искусство.
Лунное Море Дождей стало свидетелем событий, каких оно не видело за миллиарды лет своего существования. Самоходный аппарат шел по его поверхности по крайне сложной трассе, взбирался на возвышенности, огибал или пересекал кратеры, не смущаясь сильным наклоном на одну сторону… И обо всех своих действиях докладывал на Землю.
«Луноход-1» снабжен множеством приборов. Тут и телекамеры, совершающие снимки лунной поверхности и передающие их в центр дальней космической связи, и рентгеновский телескоп, и другие приборы и навигационные устройства. На его борту установлен и отражатель для лазерной локации Луны, сконструированный французскими учеными: это хороший пример сотрудничества в космической области.
Перед наступлением первой лунной ночи «Луноход-1» был приведен в полную готовность к тому, чтобы безнаказанно перенести лунный холод. Для его стоянки выбрали ровную твердую площадку, закрыли панель солнечной батареи, которая дает энергию двигателям аппарата.
Началась долгая лунная ночь. Лишь изредка дежурный радиопередатчик оповещал землян, что на борту «Лунохода-1» все обстоит благополучно, ни один дерзкий метеор не повредил аппаратуру. Вокруг тележки свирепствовал невиданный на Земле мороз, но скрытые внутри нее приборы подогревались и были так хорошо защищены специальной термоизоляцией, что на рассвете нового лунного дня поступил доклад: все системы и агрегаты «Лунохода-1» готовы к новым рейсам по поверхности Моря Дождей. Новый день, новая плодотворная работа…
Десять с половиной месяцев проработал чудесный советский аппарат на Луне, доставляя ученым неисчислимую информацию о строении Луны, о прочности и химическом составе грунтов, о кратерах и воронках, о наблюдаемой на Луне деятельности Солнца… Пройдено более десяти километров по очень сложному, запутанному пути, детально исследована лунная поверхность на площади в 80 тысяч квадратных метров.
