Текст книги "Занимательно об астрономии"

Автор книги: Анатолий Томилин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 19 страниц)

2. Астрономический арсенал

Примерно до середины сороковых годов нашего столетия единственным источником астрономической информации являлся свет. Собственный свет далеких звезд и отраженный от планет и комет, он содержал в себе все сведения о чужих мирах. И люди, хоть и не были уверены в природе света, научились неплохо пользоваться этим даровым носителем информации.

Незнание истинной природы света не помешало человечеству построить множество оптических приборов. Часть из них составляет астрономический арсенал, с которым автор и имеет желание познакомить своего читателя.

Телескоп-рефрактор– самая древняя конструкция оптического прибора. Глубины, питавшие первых изобретателей, до сих пор еще не раскопаны историками, и существует множество вариантов ответов на вопрос: кто же самый первый?

Упоминания о возможности сочетания линз для целей увеличения можно найти еще в сочинениях английского философа Роджера Бэкона, жившего в XIII веке. Однако ему даже в голову не приходило приложить плоско-выпуклую чечевицу к глазам. Он лишь советует накрывать предмет линзой, чтобы лучше его видеть. Святая простота!

Пропагандируя экспериментальный метод в своих сочинениях, Бэкон не очень заботился об отделении истины, проверенной опытом, от предположений и фантастических планов. Он пишет: «Таким образом, увеличивая зрительный угол, мы будем в состоянии читать мельчайшие буквы с огромных расстояний и считать песчинки на земле…»

К сожалению, следом за многообещающим XIII веком пришел страшный своей пустотой и парализованностью мысли век XIV. Наиболее выдающиеся усовершенствования этой эпохи касаются лишь орудий пытки да методов ведения инквизиторского допроса. Братья «монаси» весьма преуспели в многотрудных заботах о душах паствы своей.

Вновь упоминание о видении на расстоянии появляется лишь тремя столетиями позже. Сначала тоже как принципиально возможное действие в труде итальянского врача Фракастро из Вероны. А потом и в качестве описания результатов пользования несколькими стеклами для рассматривания удаленных предметов. Это описание впервые появилось в «безумнейшей из книг» Джамбатисты делла Порта, вышедшей под названием «Натуральная магия» в 1558 году.

Историки примечательно характеризуют этого человека: «Полудилетант, полуученый и в изрядной степени шарлатан».

В пятнадцатилетнем возрасте Порта издает этот обширный труд, в котором свалены в одну кучу как истинные физические события, так и совершенно невероятные вещи, суеверия и нелепости. И, несмотря на такое смешение правды с вымыслом, книга его сыграла весьма значительную и прогрессивную роль. Ее читали так жадно, как не читают сегодня нашумевший роман.

И все-таки настоящего телескопа еще не было. Зрительная труба, если ею и обладал Порта, должна была увеличивать слишком мало, ибо не в характере автора «магии» умолчать об открытиях, которые он мог бы сделать на небе.

В 1608 году Генеральным Штатам Голландии одновременно было предъявлено несколько требований от оптиков о выдаче патента на зрительную трубу. Однако ни одно из них не было удовлетворено.

Вместо патента правительство предложило гонорар за сделанные инструменты.

Слухи о возможности создания хороших зрительных труб быстро распространяются по Европе и попадают в Италию. Люди начинают увлекаться шлифованием линз. И наконец, Галилей направляет сделанную собственными руками трубу на небо. Телескоп-рефрактор был изобретен!

С незапамятных времен люди вели астрономические наблюдения невооруженным глазом. Инструменты предназначались в основном для измерения углов. С 1609 года наступает новый этап.

Примерно в это время Галилей писал в «Звездном вестнике»:

«Тому назад около десяти месяцев дошел до нас слух, что каким-то голландцем устроен инструмент, благодаря которому предметы, находящиеся на далеком расстоянии, кажутся как бы близ нас помещенными и могут быть рассматриваемы с ясностью. Действие этого удивительного снаряда подвергнуто было многим опытам, достоверности которых одни верили, другие нет. О том же самом несколько дней спустя известил меня письмом благородный галл Яков Бадовер из Лютеции. Все это так заинтересовало меня, что я посвятил все свои труды на изыскание научных начал и средств, которые делали возможным устройство инструмента подобного рода, и скоро нашел желаемое, основываясь на законах преломления света».

В августе 1609 года Галилей принес в дар венецианскому дожу свой первый телескоп «как инструмент, полезный для употребления на суше и на море». С этого момента начинается «новая эра оптической астрономии».

Интересно отметить быстрое распространение зрительных труб по всему миру. В дошедшей до нашего времени «Расходной книге денежной казны» русского царя Михаила Федоровича за 1614–1615 годы есть запись о том, что купец московский Михайло Смывалов привез из-за границы царю «трубочку, что дальное, в нее смотря, видитца блиско».

В музеях нашей страны до сих пор хранится большое количество зрительных труб не только иностранного, но и отечественного производства, снабженных такими именами мастеров, как Нартов, Кулибин и Беляев. Увлекались изготовлением подобных инструментов и Петр I, и Брюсс, и Ломоносов. Русские традиции строительства оптических приборов имеют многовековую давность. Не на пустом месте возник проект величайшего в мире телескопа, подаренного ленинградцами Советской стране в день ее пятидесятилетнего юбилея.

Но об этом еще речь впереди.

3. Самый большой в мире телескоп-рефрактор

Самый большой в мире телескоп-рефрактор установлен в 1897 году в Йеркской обсерватории университета в Чикаго (США). Его диаметр D = 102 сантиметра, а фокусное расстояние – 19,5 метра. Представляете, сколько места ему надо в башне!

Главными характеристиками рефрактора являются:

1. Собирательная способность – то есть способность обнаруживать слабые источники света.

Если учесть, что человеческий глаз, собирающий лучи через зрачок с диаметром d примерно 0,5 сантиметра, в темную ночь может заметить огонек спички за 30 километров, то легко подсчитать, во сколько раз собирательная способность 102-сантиметрового рефрактора больше, чем у глаза.

Значит, любая звезда, на которую направлен 102-сантиметровый рефрактор, кажется в сорок с лишним тысяч раз ярче, чем если бы наблюдать ее без всякого инструмента.

2. Следующей характеристикой является разрешающая способность телескопа, то есть свойство инструмента воспринимать раздельно два близко расположенных объекта наблюдения. А так как расстояния между звездами на небесной сфере оцениваются угловыми величинами (градусы, минуты, секунды), то и разрешающая способность телескопа выражается в угловых секундах. Так, например, разрешающая способность йеркского рефрактора примерно равна 0,137 секунды.

То есть на расстоянии в тысячу километров он позволит свободно разглядеть два светящихся кошачьих глаза.

3. И последняя характеристика – увеличение. Мы привыкли к тому, что существуют микроскопы, увеличивающие предметы во много тысяч раз. С телескопами дело обстоит сложнее. На пути к четкому увеличенному изображению небесного тела стоят воздушные вихри атмосферы Земли, дифракция света звезд и оптические дефекты. Эти ограничения сводят на нет усилия оптиков. Изображение размазывается. Так, несмотря на то, что увеличение можно сделать и большим, как правило, оно не превышает 1000. (Кстати, о дифракции света – это явление связано с волновой природой света. Заключается оно в том, что светящаяся точка – звезда наблюдается в виде пятна, окруженного ореолом ярких колец. Это явление ставит предел разрешающей способности любых оптических приборов.)

Телескоп-рефрактор чрезвычайно сложное и дорогое сооружение. Существует даже мнение, что рефракторы очень большого размера вообще не практичны из-за трудностей при их изготовлении. Кто не верит в это, пусть попробует подсчитать, сколько весит линза объектива йеркского телескопа, и подумает, как ее укрепить, чтобы стекло не гнулось от собственной тяжести.

4. Телескоп-рефлектор

Главным недостатком рефракторов всегда были искажения, возникающие в линзах. Трудно получить большую стеклянную отливку совершенно однородной и без единого пузырька и раковины. Всего этого не боятся телескопы-рефлекторы– инструменты, основанные на принципе отражения. Вогнутое зеркало обладает прекрасными увеличительными свойствами. А сделать одну поверхность отливки идеальной куда проще, чем всю линзу.

Принцип отражения давно привлекал оптиков. Но во времена Галилея не умели делать хороших зеркал, да и шлифовать вогнутую поверхность нелегко. И потому отражательные инструменты давали мутные, нерезкие изображения.

«Я полагаю, – писал один из учеников Галилея, математик Бонавентуре Кавальери, в 1632 году, – что они (зеркальные телескопы-рефлекторы) никогда не дойдут до совершенства труб со стеклами…» И оптики продолжали строить длинные трубы, снабжая их линзами.

Но вернемся в старую Англию. 1667 год. В Лондоне только что прекратилась эпидемия чумы. Вернувшегося в Тринити-колледж Ньютона избирают младшим членом колледжа. А год спустя молодой магистр и не очень удачный профессор (Ньютон настолько плохо читал лекции, что студенты предпочитали на них не ходить) строит первую модель все-таки отражательного телескопа с зеркальцем в два дюйма. Телескоп – крошка, лилипут, но, оказывается, в него можно увидеть спутники Юпитера, что позволяют только солидные рефракторы. Окрыленный успехом и одновременно не удовлетворенный первыми результатами, Ньютон строит второй, более крупный прибор. (Кстати, его можно и сейчас видеть в коллекции Лондонского Королевского общества. Непременно посмотрите.)

Свой новый инструмент ученый посылает королю в 1671 году. Своевременный и очень разумный шаг. Вообще вопреки сложившимся легендам Исаак Ньютон вовсе не был лишенным честолюбия ученым-затворником, отнюдь. В течение своей жизни он принимал деятельное участие во многих комиссиях, был хозяином в Монетном дворе. Добрался до парламента. Правда, те же историки утверждают, что в анналах этого последнего учреждения сохранилось упоминание лишь о единственном случае, когда ученый попросил слова. Получив разрешение, Ньютон сказал: «Я прошу закрыть окно, потому что здесь страшно дует». После чего он сел на место и снова замолчал. Достоверность этого факта вряд ли превосходит «яблочный» случай. Но то, что король Карл II не отнесся к подарку безразлично, сомнений не вызывает. Не прошло и четырех месяцев со дня отправления посылки, как Ньютон был избран членом Лондонского Королевского общества. Вы скажете: «Всего-то за телескоп?» Удивляться этому не следует. В те времена телескопы были, пожалуй, самым распространенным хобби среди людей разных классов; так же как знание астрономии – непременным условием для того, чтобы считаться не только культурным, но и просто светским человеком. Мифология, астрономические термины и астрология так глубоко проникли в язык общества XVII века, что человек, незнакомый с этими предметами, мог просто не понять смысла разговора. А обсуждались астрономические проблемы в модных салонах, пожалуй, куда чаще, чем в наши дни на заседаниях астрономических обществ.

А теперь от первого и самого маленького рефлектора перейдем к последнему и самому большому.

ЛОМО—1967—БТА. Что значат эти шифры?

Мы с вами на Ленинградском оптико-механическом объединении. Здесь в сборочных цехах в год пятидесятилетнего юбилея Советской власти родился гигант: самый большой в мире телескоп-рефлектор. Его заводская марка «БТА» означает – «Большой телескоп с азимутальной монтировкой». То есть главная ось инструмента нацелена не как обычно для больших инструментов – параллельно земной оси, а точно в зенит.

Немного конкретных данных, чтобы похвастаться. Ведь такого нет ни у кого! Главное зеркало телескопа имеет диаметр 600 сантиметров! Это почти на целый метр больше американского маунт-паломарского великана, установленного в 1949 году (диаметр его свободного отверстия – 508 сантиметров).

Вес главного зеркала БТА – 42 тонны! А вся шестиметровая труба телескопа «тянет» примерно 280 тонн. Если прибавить платформы, площадки-палубы и такие мелочи, как лифты, электронный мозг, управляющий этой махиной, лаборатории и вспомогательные механизмы, вес телескопа возрастает до 850 тонн. По сути дела, это целый научно-исследовательский комбинат. Тут и фотоаппаратура для съемок небесных объектов и приборы для калориметрических измерений, инфракрасные приемники излучений и гигант спектрограф с дополнительным двухметровым зеркалом. Аппаратура для сложных поляриметрических исследований звезд и телевизионная установка, передающая изображение наблюдаемого объекта на экран центрального пульта управления. В общем чудес удивительного инструмента не перечтешь. В заключение можно упомянуть еще одну характеристику: конструкторы уверяют, что БТА ничего не будет стоить разглядеть спичку, зажженную на расстоянии… тысяч километров. Если перевести эту популяризацию на язык астрономических масштабов, то «радиус действия» нашего телескопа ожидается равным многим сотням тысяч миллиардов миллиардов километров. Ведь разговор идет о сравнении спички с Солнцем. Ученые обнаружат звезды, о существовании которых пока никто и не подозревает.

Отражательный телескоп принципиально не может иметь искажений, возникающих из-за преломления.

(Правда, вместо этого параболические рефлекторы имеют свою собственную аберрацию, которая стоит всех чужих. Речь идет о коме. Если параллельный пучок света падает на вогнутое зеркало рефлектора не прямо, а под некоторым углом, то зеркало не может собрать его в фокусе строго в точку. Вместо этого изображение будет похожим на небольшой кометный хвост. Отсюда и название – кома. Эта аберрация ограничивает угловое поле зрения отражательного инструмента. Так, например, у 508-сантиметрового рефлектора поле зрения всего 10 угловых минут.)

Конструкция же отражательного инструмента и проще и надежнее. Ведь его зеркало можно уложить на опору куда прочнее, чем закрепить линзу рефлектора. Правда, деформация поверхности зеркала за счет теплового расширения стекла в состоянии привести к искажениям даже большим, чем прогиб висящей линзы. Неприятна и проблема обновления зеркала. Алюминиевое или серебряное покрытие чрезвычайно нежно и лет через пять-шесть требует замены. А это означает полный демонтаж установки. Зеркало надо снять, обновить и поставить с ювелирной точностью на место. В противном случае вновь полученные негативы не будут соответствовать предыдущим. И все-таки именно телескопы-рефлекторы – сегодняшний день оптической астрономии. При этом системы и типы их бывают самые различные.

5. Камера Шмидта

Это тот же отражательный телескоп, но лишенный главного недостатка – аберрации комы. Изобретатель Бернард Шмидт установил перед фокальной плоскостью телескопа тонкую коррекционную пластинку сложной формы. Пластинка заставляет внешние лучи параллельного пучка немного разойтись. Это исключает возможность появления аберрации. Правда, диафрагма, удерживающая корректирующую пластинку, ограничивает световой поток, принимаемый телескопом. А это значительно ограничивает его радиус действия.

К недостаткам камеры Шмидта относится и необходимость увеличивать длину трубы вдвое против обычного рефлектора. (Коррекция производится на двойном фокусном расстоянии.) Есть и еще неприятности у телескопостроителей. Тем не менее инструменты системы Шмидта установлены во многих обсерваториях мира.

Самый крупный из телескопов такого типа – с диаметром зеркала 203 сантиметра – установлен в 1960 году в Таутенбургской обсерватории ГДР.

6. Менисковый телескоп системы Д. Д. Максутова

Примерно в сороковых годах нашего века арсенал древней науки пополнился еще одним новым типом телескопов. Советский оптик член-корреспондент Академии наук СССР Д. Д. Максутов предложил заменить линзу Шмидта, имеющую сложную по форме поверхность, мениском с двумя сферическими поверхностями. Эффект поразительный! Без ухудшения качества изображения длина телескопа снова уменьшилась. Сейчас рефлекторы системы Максутова установлены на ведущих обсерваториях нашей страны.

Но в общем-то каждый инструмент любого типа имеет свои достоинства и свои недостатки.

7. Методы, которые есть и которые будут

Богат приборный арсенал современной науки о звездах. И все-таки астрономы недовольны. А чем? Не у них ли лучшая техника современности и заинтересованность сильнейших умов планеты? Не у них ли обсерватории старые и новые? Да еще в горах, в неприступных, удаленных местах, куда одна только дорога обходится в копейку… Но стоп, выслушаем сначала претензии.

Первая жалоба – на недостаток информации.

Ну, милые… Оптическая астрономия, радиоастрономия. Чего еще? Оказывается, не устраивает… Земля! Родная планета, колыбель. На Луну им захотелось. А зачем? Из-за неспокойной земной атмосферы достаются, дескать, крохи. (Вы слышите – они смеют называть крохами то, что тысячелетиями питало гениев.) Может быть, дело не в атмосфере? Впрочем, кажется, вот пошли более убедительные доводы.

Жалуются физики: газовая оболочка, окружающая Землю, обладает чрезвычайно малой прозрачностью. Сквозь атмосферу на Землю попадает ничтожная часть излучения, приходящего из космоса. Если представить себе набор существующих в природе лучей в виде длинной линейки, на которой сверху нанесены длины электромагнитных волн, а внизу – соответствующие этим волнам частоты, то окажется, что используем мы из всего набора пустяк. Недаром известный американский астроном Г. Рессел мечтал: «После смерти все хорошие астрономы попадут на Луну». Что и говорить, на Луне условия наблюдений идеальные. Впрочем, все ли земные возможности исчерпаны?

Снова история нас уводит в конец XVIII и начало XIX века. Это было удивительное время гениальных одиночек, тонких и остроумных людей железной работоспособности. Для них все: труд, отдых, радость, сама жизнь – заключалось в преданности науке. Ни в одной эпохе невозможно найти человека, которому удалось бы совершить открытие так, между прочим. Слава награждает, но за это требует от человека его самого целиком, без остатка, будь он хоть трижды гений.

Итак, снова Англия. Маленькое местечко Слоу близ Виндзора. Здесь с 1783 года живет придворный инструментальный мастер Вильям Гершель – человек удивительной судьбы. Родившись в Ганновере в семье военного музыканта, Вильям унаследовал профессию отца и в семнадцать лет сделался гобоистом ганноверской гвардии. Спустя несколько лет Гершель удрал со службы и, перекочевав в Англию, стал сначала давать частные уроки музыки, а потом поступил на должность органиста в Галифаксе и в Бате.

Молодой органист был довольно видной фигурой в музыкальном мире пуританской Англии того времени. Но не музыка занимала его помыслы. После трудового дня музыканта, продолжавшегося нередко 14 часов, он все вечера свои отдавал изучению математики, языков, оптики и астрономии. Его желание воочию увидеть звезды было так сильно, что он пользовался даже антрактами во время концертов для наблюдений. Трудно представить себе, сколько и когда он отдыхал. После смерти отца он взял к себе сестру Каролину и младшего брата Александра, которые скоро разделили его увлечение астрономией. Брат вместе с ним шлифовал зеркала для телескопа, а Каролина в это время читала вслух, чтобы не пропадало зря время для ума. Сестра стала его ближайшей помощницей, а затем и самостоятельней наблюдательницей ночного неба, причем сделала несколько любопытных открытий.

В 1774 году удивительное семейство изготовило свой первый зеркальный телескоп. За несколько лет упорных трудов Вильям Гершель приобрел не только опыт, но и уверенность в своем увлечении. И 13 марта 1781 года неожиданно в созвездии Близнецов он обнаружил звезду с видимым диском. Сначала принял ее за комету, но вскоре, вычислив почти круговую орбиту, убедился в том, что открыта новая планета. В честь короля он назвал ее «звездой Георга», однако название не укрепилось и планету стали называть Уран. Это открытие сразу выдвинуло «подпольного астронома» в ряды знаменитостей. Король и весь двор убедились, что телескопы «музыканта» не только не уступают, но и значительно превосходят инструменты, установленные в Гринвичской обсерватории и в Виндзоре. Тогда-то и получил Гершель лестное предложение занять пост королевского инструментального мастера. При назначении была забыта сущая безделица – содержание. Оно оказалось столь незначительным, что «мастер» по-прежнему большее время вынужден был отдавать опостылевшей музыке. Правда, в конце концов бедственное положение Гершеля стало известно королю и было исправлено. Для астрономии наступил «золотой век».

Мы еще встретимся с астрономическими открытиями и работами Гершеля. Пока же – небольшое отступление от звезд.

Наблюдая Солнце через различные фильтры, Гершель решил измерить температуру в различных точках солнечного спектра. Для этой цели он пропустил луч через призму и стал передвигать обычный ртутный термометр с зачерненным шариком из области одного цвета в область другого. И вот первое открытие – красный цвет оказался значительно теплее голубого. Чудеса! И второе, еще удивительнее, – термометр продолжает нагреваться, даже будучи вынесенным за пределы красной полосы в темноту.

Ясно, что здесь имел место новый вид излучения – инфракрасное, которое подчинялось тем же законам, что и видимый свет, оставаясь невидимым. И он, Гершель, открыл это!

Новые лучи – еще один язык, на котором вселенная разговаривает с человеком. Нужно только научиться его понимать. Понадобилось более 100 лет, чтобы получить первые настоящие фотографии небесных тел в инфракрасных лучах. Успех был поразительный. На Венере открыт углекислый газ, а на Юпитере – водород.

Инфракрасное излучение стало надежным источником информации астрономов, оно рассказывало о природе атмосфер планет и температуре на их поверхностях. Особенно быстрый прогресс в этой области начался после второй мировой войны. Правда, автор не берет на себя смелость утверждать, что прогресс этот обязан чистой и безусловно мирной науке – астрономии. Слишком привыкла наука XX века питаться крошками со стола Марса. Инфракрасная локация, инфракрасные боеголовки ракет самонаведения…

Выросли и первые барьеры: инфракрасное излучение самой Земли, а главное – атмосферы нашей планеты, поглощающее большую часть приходящих инфракрасных лучей. Все это чрезвычайно мешает наблюдениям. Вот если бы выбраться за ее пределы!

Так и здесь на повестку дня стала выходить проблема внеатмосферной астрономии.

Инфракрасная астрономия не удовлетворила аппетита исследователей. А человек жаден к знаниям. И эта жадность требовала новых источников информации.

Но вот слышатся голоса представителей оптической астрономии. И они недовольны? Человеку на Земле более миллиона лет, и все это время он смотрел на небо глазами. Радовался восходам и грустил с заходами Солнца. Восхищался алмазной россыпью звезд. А они?!

Атмосфера Земли никогда не бывает неподвижной и абсолютно прозрачной. В ней происходит непрерывное движение. Теплые слои перемешиваются с холодными, создают вихри, заставляют звезды мерцать. Стоит ли строить большие, огромные, гигантские телескопы, если вместо четкой картины чужой планеты с ясными деталями дрожащая атмосфера позволяет увидеть только мутное, более или менее яркое пятно с расплывшимися контурами? Каналы, открытые на Марсе Скиапарелли, не разглядеть. И уж тем более ни в один телескоп-гигант, установленный на поверхности Земли, не удастся увидеть ракету, прилунившуюся возле одного из кратеров нашего ночного спутника…

Становится понятной тенденция астрономов забираться в высокогорные районы. Там воздух чище, спокойнее. (И тем более понятны жгучие противоречия, разрывающие тех научных работников, которые вовсе не относятся с ненавистью к комфорту современных городов.)

Ладно, в горы так в горы. Что еще? Пожимают плечами. Спасибо хоть на том, что согласились принять в качестве небольшого подарка ленинградский БТА; согласились, но тут же заметили, что минимальные размеры предмета, которые разглядит этот уникальный прибор на поверхности Луны, будут не менее 60 метров. Так, может, вообще не строить таких гигантских телескопов? Пожалуйста, вместо одного БТА можно всех астрономов, включая и любителей, снабдить персональными портативными приборами типа ньютоновского рефлектора. Ах, нет! Оказывается, большие телескопы им все-таки нужны. Чем крупнее зеркало, тем больше света оно собирает. Тем ярче становятся слабые звезды, тем больше пресловутый радиус действия инструмента. Но вот новое ограничение. Оказывается, построить телескоп больше БТА вообще вряд ли когда-нибудь удастся. Причиной этому… земное притяжение. Шестиметровое зеркало весит 42 тонны! А допустимый прогиб его не должен превышать десятой доли длины световой волны, то есть ⁵/ _{100 000}миллиметра. Но ведь зеркало должно еще и передвигаться. М-да, задача… Конечно, можно принять силу тяжести как неизбежное зло. А можно…

Внимательный читатель, конечно, уже давно догадался, к чему клонится весь разговор. Тесно астрономии на Земле. В непрерывной погоне за информацией человечество с вожделением смотрит на ракеты. И примеряет астрономические инструменты к космосу. Забрасывает их на высоту в 20 километров на аэростатах.

Кстати, наши астрономические приборы уже не один раз поднимались на свидание с Солнцем и каждый раз благополучно возвращались на парашюте домой. Всего 20 километров вверх, а картина совершенно иная. И меняется не только вид небесных тел, но и спектр принимаемых электромагнитных колебаний по мере удаления от поверхности Земли становится все богаче и богаче.

Пожалуй, ракетная астрономия – это был бы выход. Нет помех атмосферы – раз. Не мешает сила тяжести – два. А главное – сколько новых источников информации: ультрафиолетовое излучение, рентгеновы лучи, гамма-лучи. Как же обстоят дела с этой гениальной идеей?

Говорить о принципе действия современных ракет вряд ли стоит. В общих чертах он слишком прост. А в деталях настолько секретен, что наивно предполагать увидеть книжку с подробным его описанием на прилавках магазинов.

Скажем лучше так: с запуском первого советского искусственного спутника, прокричавшего из заатмосферного пространства свое «бип-бип», началась эра изучения космоса из космоса (правда, еще в большей степени Земли из космоса, при этом с разными целями, но нас интересует только космос).

Перечислить научные задачи, которые ставятся перед каждым искусственным спутником, поистине невозможно. Ученые всех профессий хищно набрасываются на план очередного запуска, стараясь всеми правдами и неправдами протолкнуть побольше своих приборов. Увы, пока ИСЗ (так сокращенно обозначают искусственные спутники Земли) не обладают вместимостью парохода. А ведь и на этот вид транспорта достать билеты не всегда удается. Оставшимся за бортом приходится ждать следующего. Потом еще раз следующего. Космос моден. И потому сразу понадобился всем без исключения. Это и заставляет забрасывать в пространство все новые и новые спутники.

За несколько лет в пространство, окружающее нашу планету, уже выброшено такое количество железа, что, если бы все его собрать вместе, получилась бы неплохая космическая станция с обсерваторией и всеми удобствами, рассчитанная на экипаж из всех побывавших за пределами атмосферы космонавтов. По данным на август 1969 года, только Советский Союз запустил в околоземное пространство более 290 спутников серии «Космос», это не считая других серий, в том числе «Полет», «Электрон», «Протон», «Молния», автоматических межпланетных станций и космических кораблей разных типов. Вряд ли следует ожидать, что наши соперники – американцы уступят нам в этом.

Однако вывести на орбиту астрономическую обсерваторию, снабженную телескопом, и организовать получение и передачу информации на Земле задача довольно сложная даже для современной техники. Известно, что запуск первой орбитальной астрономической обсерватории, произведенный американцами в апреле 1966 года, постигла неудача. Четыре восьмидюймовых и один шестнадцатидюймовый рефлекторы грохнулись на Землю, превратившись в металлолом.

Трудностей много. Например, обеспечение точной работы механизма слежения. Главная задача его – выдержать неизменным направление телескопа на выбранный объект. Не следует забывать, что даже за пределами большей части атмосферы для фотографий понадобится экспозиция. И чем звезда слабее, тем выдержка должна быть больше. Если же при этом наша обсерватория станет дергаться в разные стороны, то результат будет примерно таким, как если бы вы снимали танцующих твист в полумраке новогоднего бала.

Кроме того, ракетная астрономия не ограничивает себя объемом информации, получаемой уже известными нам способами, то есть информацией, полученной в диапазонах спектра: в видимых лучах, в инфракрасном излучении и радиоволнах. Выход за атмосферу открывает вторую половину спектра электромагнитных колебаний: ультрафиолетовое излучение, рентгеновское, наконец, гамма-лучи.

В 1962 году в космосе был обнаружен первый таинственный источник рентгеновского излучения: не звезда и не туманность. Источник ни на что известное не был похож. А сегодня их открыли уже более десятка.

Недавно пришла первая победа – в июне 1966 года самый мощный из этих таинственных «нечто» из созвездия Скорпиона удалось отождествить с быстро меняющейся звездой тринадцатой величины. Не исключено, что это остаток вспышки неизвестной звезды – «Новой», как обычно их называют. Утверждение не вполне достоверное, однако позволяющее сделать вывод о развитии совсем нового раздела древней науки – Рентгеновской астрономии.

Из космоса к нам приходят два типа излучения: нейтральные частицы – фотоны и нейтрино, и частицы, электрически заряженные, – электроны, протоны и т. д. Путь заряженных частиц сложен, они движутся по спиралям, навиваясь на силовые линии магнитных полей в Галактике. Поэтому определить их источник чрезвычайно трудно. Другое дело – нейтрино с колоссальной проникающей способностью. По траекториям движения можно будет проследить место их возникновения – так сказать, «родильный дом» материи. А это значит отыскать главный механизм вселенной.

Источник нейтрино – бурлящее плотное ядро звезды. Свет тоже рождается в ядре в виде высокоэнергичных квантов рентгеновского излучения. Но пока он проберется сквозь неимоверную толщу светила, мало того, что растеряет часть своей энергии, главное – пройдут миллионы лет. А шустрые нейтрино, едва появившись, сразу проскакивают всю глубину звезды, будто это пустынный тракт. В окуляре нейтринного телескопа наше Солнце казалось бы не диском, а крошечной огненной точкой. Спектры нейтрино снабдили бы астрономов сведениями о реакциях в самом центре Солнца из первых рук. Астрономы-экспериментаторы получили бы возможность проникнуть в недра звезд.