Текст книги "Журнал «Вокруг Света» №08 за 2010 год"
Автор книги: Вокруг Света Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 11 страниц)
Транзитная зона
Так выглядят с высоты птичьего полета мангры на юге Австралии – одни из самых южных на Земле. Фото: Jamie Robertson/NATURE PL /ALL OVER PRESS
В мире мангров четкая граница между сушей и морем нарушается. Здесь деревья шагнули за край земной тверди, а обитатели моря, как и их далекие предки, стоят перед выбором – какую из двух сред предпочесть.
Мангры – это сообщества вечнозеленых деревьев и кустарников, приспособившихся к жизни на литорали, или прибрежной полосе, заливаемой во время прилива морской водой. Кстати, манграми нередко называют и сами эти деревья и кустарники. Это около 54 видов, относящихся к 20 родам из 16 различных семейств. Хотя мангровые растения и существуют в условиях сильного засоления, избыток солей в тканях для них губителен, и все они научились тем или иным способом избавляться от них. Например, корни красного мангрового дерева, или ризофоры, обладают способностью к ультрафильтрации, «отсекая» до 90–97% солей, оставшиеся накапливаются в старых листьях, которые постепенно опадают. Складирование солей в старых листьях вообще широко распространено среди мангровых растений, но некоторые виды выводят их через специальные железы в основании листа или на его поверхности. Надо сказать, что любой тип добычи пресной воды требует от растения дополнительных усилий, потому мангры вынуждены экономить влагу, снижая ее испарение (транспирацию). Поэтому им свойственны некоторые признаки растений засушливых мест обитания – покрытые плотной кутикулой жесткие кожистые листья и погруженные в ткани листа устьица (поры).
Нелегко им достается не только питье, но и пропитание. Илистый грунт уже на небольшой глубине практически лишен кислорода и насыщен гуминовыми кислотами, сероводородом и другими продуктами анаэробного разложения органических остатков. В таком грунте обычным корням нечем дышать и трудно снабжать растение питательными веществами. Решение этих проблем в буквальном смысле слова находится на поверхности, и представители разных семейств пришли к нему независимо друг от друга: их корни распластаны в самом верхнем слое грунта, а кислород они получают непосредственно из воздуха. У целого ряда мангровых растений от горизонтальных корней вверх отходит множество узловатых конических выростов, пневматофоров, торчащих из ила и постоянно растущих вверх. На их концах есть отверстия, соединенные с межклеточными полостями, – через них подземные части растения и получают кислород во время отлива. Корни бругиеры из семейства ризофоровых дышат через корявые коленчатые изгибы, возвышающиеся над поверхностью грунта. А представители рода ризофора, растущие на мористой, наиболее часто и глубоко затопляемой части литорали, обзавелись многочисленными придаточными корнями, отходящими от нижней части их стволов и ветвей. Сначала они растут горизонтально, а потом по дуге опускаются вниз и, достигнув грунта, дают разветвления, так называемые ходульные корни. Благодаря им деревья имеют дополнительные опоры, чтобы противостоять натиску волн и ветров.
1. Проростки ризофоры, свисающие с ветвей, напоминают дротики, готовые вонзиться в илистое дно. Но если им не удастся укорениться и отлив унесет их в море, они легко перенесут многомесячное плавание. Остров Новая Гвинея. Фото: Tim Laman/NATURE PL/ALL OVER PRESS
2. Обезьяны питаются листьями, побегами и почками деревьев и кустарников. Их объемистые животы – настоящий завод по переработке целлюлозы. Остров Калимантан. Фото: Nick Garbutt/NATURE PL/ALL OVER PRESS
Необычные условия жизни заставили представителей семейства ризофоровых размножаться способом, не часто встречающимся у растений, – им свойственна вивипария, то есть живорождение. Сразу после оплодотворения в цветке начинает энергично развиваться зародыш, который через три месяца пробивает корешком оболочку семени, но еще около года висит на ветке, достигая в длину одного метра, а материнское растение снабжает его не только питательными веществами, но и пресной водой. Наконец увесистый проросток-переросток падает вниз, с размаху втыкается острым концом в ил и укореняется. Если его угораздило «десантироваться» во время прилива, что случается нередко, волны и течения уносят его в море. Вот тут-то ему и пригодится сэкономленный запас питательных веществ в семядолях, потому что странствие может затянуться надолго. Плотность тканей проростка такова, что в воде океанической солености он качается на волнах в горизонтальном положении, в клетках его зеленого корешка начинается процесс фотосинтеза, а почечка, хранящая листья, не пересыхает. Но если проросток прибьется к берегу, где вода немного опреснена и имеет меньшую плотность, он повернется корешком вниз, что поможет ему зацепиться за дно и укорениться.
Вивипария свойственна и авиценнии (семейство акантовых), и эгицерасу (семейство мирсиновых), но у них проросток прорывает оболочку семени лишь после его опадения.
Главная особенность любых литоралей в том, что здесь сходятся пути обитателей суши и моря. Сухопутные животные посещают их во время отлива, морские – во время прилива, но немало здесь и постоянных жителей – морских животных, приспособившихся переносить резкую смену увлажнения. Наличие деревьев-амфибий многократно обогащает среду обитания мангровых литоралей. В их кронах кипит жизнь обычных обитателей балдахина тропического леса, начиная от беспозвоночных и заканчивая обезьянами. Внизу же обильный растительный опад и наносы ила создают питательную среду для развития микроорганизмов и обогащают рацион питания животных как вполне сухопутных, так и морских, сплетения корней служат им всем надежными убежищами, а густая тень и высокая влажность, царящие под пологом мангров, сильно облегчают жизнь морских животных, сделавших первый шаг к жизни на суше. Если большинство таких обитателей «обычной» литорали пережидают отлив в укрытиях, спасаясь от иссушения и многочисленных хищников, то в манграх они чувствуют себя значительно более комфортно.
1. Лабиринт мангровых зарослей в солоноватых прибрежных водах. Здесь проводят свои юные годы гребнистые, или морские, крокодилы. Остров Сулавеси, Индонезия. Фото: Jurgen Freund/NATURE PL /ALL OVER PRESS
2. Фото: Christophe Courtean/NATURE PL /ALL OVER PRESS
Жизненное пространство
Мангры распространены главным образом в тропических районах, отступая ближе к экватору там, где к берегам подходят холодные морские течения, и продвигаясь за пределы Северного и Южного тропиков вслед за теплыми течениями. По краям ареала они представляют заросли кустарников и могут разочаровать внешним сходством с затопленными половодьем ивняками. Самые впечатляющие мангровые леса с деревьями, достигающими 20–30 метров в высоту, можно увидеть в Восточном полушарии Земли, в зоне экваториальных тропических лесов. Далеко не каждое побережье им подходит. Для жизни они выбрали пологие песчаные и илистые побережья, на которые набегают ленивые волны, усмиренные близлежащими островами или барьерными коралловыми рифами, закрытые заливы и устья медленно текущих рек, где пресная вода смешивается с морской во время приливов. В таких местах мангры проникают вглубь суши, сменяясь тропическими лесами.
В непролазных мангровых зарослях останавливаются отдохнуть перелетные птицы, сюда прилетают на ночевку попугаи и голуби, многие виды птиц гнездятся здесь или кормятся на илистых отмелях во время отлива. Очень редкие представители приматов – обезьяны-носачи – обитают только в низинных тропических лесах и манграх острова Калимантан. Далеко от воды эти обезьяны никогда не отходят, и это единственные приматы (если не считать людей), которые охотно плавают и великолепно ныряют. Яванские макаки-крабоеды, питающие особую страсть к морепродуктам, не испытывают перебоев с деликатесами. Крабы и раки-отшельники – одни из самых заметных и многочисленных обитателей мангров по всему свету, и если вести себя тихо, их там можно увидеть повсюду. Самцы манящих крабов размахивают массивной яркоокрашенной клешней и выписывают замысловатые пируэты у своих норок, подзывая самок. Представители рода сезарма (Sesarma) ловко лазают по корягам и стволам мангровых деревьев. На открытых местах по песку стремительно проносятся бесплотные тени крабов-привидений. Окраска самого краба сливается с окружающим фоном. Раки-отшельники, собравшиеся вокруг какой-нибудь дохлой рыбешки, отталкивают друг друга обшарпанными панцирями и яростно размахивают клешнями, живо напоминая толпу разбойников, делящих добычу.
Крабы в еде непривередливы, но, например, у сезармин значительную часть рациона составляет опавшая мангровая листва. Уксусные крабы так активно объедают побеги мангровых растений, что на фермах в Юго-Восточной Азии, занимающихся разведением мангров, с ними борются как с вредителями. Побежденные уксусные крабы попадают на стол победителям. Манящие крабы – потребители ила, из которого они с помощью специально преобразованных ротовых придатков выбирают все съедобные частицы, а из остатков формируют маленькие продолговатые катышки, множество которых остается на песке к концу отлива.
Личинки всех этих ракообразных развиваются в морской воде, но, повзрослев, многие их виды становятся в той или иной степени независимыми от морской среды. Находясь на суше, они дышат жабрами, заботясь о том, чтобы жаберные полости были заполнены водой. Одни крабы нуждаются в регулярном обновлении этой воды, а другие виды научились ее аэрировать и подолгу обходиться одним и тем же запасом. Манящие крабы, например, пропускают через жаберные полости пузырьки воздуха, а крабы-сезармины, напротив, выдавливают затхлую воду наружу и прогоняют ее по прикрытым щетинками желобкам на теле.
1. Brandon Cole/NATURE PL/ALL OVER PRESS
2. Илистые прыгуны Шлоссера питаются только на суше. Их излюбленная пища – крабы. Однако размер манящего краба не позволяет рассматривать его в качестве обеда. Залив Пханг нга, Таиланд. Фото: Tim Laman/NATURE PL/ALL OVER PRESS
Мангры Старого Света – излюбленные места обитания илистых прыгунов, необычных рыб, у которых все самое интересное в жизни происходит не в воде, а на суше, где они проводят большую часть жизни. Именно там они кормятся насекомыми и мелкими крабами, а самцы выясняют отношения с соседями и красуются перед своими избранницами, раскрывая и складывая неожиданно яркий спинной плавник (хотя икрометание происходит все-таки в воде). Дышат прыгуны не только жабрами, но и всей поверхностью кожи, которая всегда должна оставаться влажной. Для неспешного ползания по илу эти забавные пучеглазые существа используют сильные грудные плавники, которые могут даже сгибаться в «локтях», потому что их каркас снабжен подобием сустава, но при необходимости илистый прыгун отводит вбок хвост и, оттолкнувшись им, совершает резкий скачок.
В прилив бесшумно прибывающая вода заливает мангры, и все, кого это не радует, спешат в места посуше, карабкаются по корням и стволам вверх, прячутся в укрытия, а в свои права вступают морские обитатели этих мест. Раскрываются створки раковинок усоногих рачков балянусов и моллюсков, облепивших корни мангров. Из сохраняющихся во время отлива лужиц и всяких укромных влажных мест выбираются морские звезды и ежи, распускают ловчие щупальца актинии. Из открытого моря приходят кормиться косяки рыб. Многие их виды нерестятся на мангровых мелководьях и проводят здесь первые месяцы жизни. Мангры служат также своеобразными садками, где развивается молодь креветок и других ракообразных, имеющих промысловое значение.
К сожалению, границы удивительного мангрового мира сокращаются на глазах – уже уничтожено более 20% мангровых лесов, бывших на Земле в 1980 году. Мангры вырубают на дрова, занятые ими побережья расчищают под фермы для разведения креветок и рыбы, солеваренные предприятия и просто под застройку. Мангры – тип лесной растительности мира, исчезающий быстрее других. Вселяет надежду только то, что в настоящее время в ряде стран мира они взяты под охрану и предпринимаются попытки их восстановления.
Ирина Травина
Лабиринты премудрости
Турецкие водолазы впервые обследовали водяные резервуары и 283 метра подземных коридоров, ветвящихся под храмом Святой Софии. Фото: LEVENT KULU
Нельзя сказать, чтобы храм Святой Софии был плохо обследован. В отличие от целой дюжины других византийских церквей Константинополя, превращенных османами в мечети и до сих пор недоступных научному исследованию, главная святыня православных является музеем с 1935 года. Хотя многие ее помещения по сей день для туристов закрыты, но ученыето изучили все до сантиметра. Впрочем, это касается лишь надземной части гигантского сооружения, а между тем про подвалы храма ходили самые удивительные легенды.
Самую древнюю из них приводит русский паломник XIV века Стефан Новгородец, который в своем «хождении» утверждал следующее: «Тут же в великом алтаре есть колодец, который водой наполнился от святой реки Иордана. Вот как стало это известно: стражи церковные нашли в колодце ковш, а ковш этот признали своим странники русские. Греки же не поверили, тогда русские сказали: «Наш это ковш, – мы купались в Иордане и уронили его, а в дне его сокрыто золото». И разбили ковш, и нашли золото, и сильно изумились». А вот свидетельство очень серьезного, отнюдь не склонного к выдумкам испанского посла Гонсалеса де Клавихо, посетившего Константинополь в 1403 году: «В церкви (Св. Софии. – Прим. ред.) под землей находилась очень большая цистерна, и была она так велика, что говорили, будто в ней могли уместиться десять кораблей. Обо всех этих и многих других сооружениях этой церкви невозможно ни рассказать, ни написать вкратце». Еще два европейских путешественника уже в османское время спускались в резервуары под Св. Софией: англичанин Джон Ковель в 1676 году видел там высокое сводчатое помещение, в котором вода стояла на 17 футов (около 5 метров), а голландец Корнелиус де Брюин в 1698 году писал о 10 резервуарах, своды которых держались на 40 колоннах.
Иллюстрация Вадима Гусманова
Неисчерпаемый кладезь
В новейшее время на подземелья единственный раз (в 1945 году) покусились американские историки архитектуры Уильям Эмерсон и Роберт Ван Найс. Тогда было решено выкачать оттуда воду, но, несмотря на все усилия, ее уровень не понижался. В конце концов у помпы сгорел мотор, и ученым пришлось отказаться от своей затеи. Лезть под воду тогда никто не решился.
В прошлом году разрешение на погружение в темные глубины получил у дирекции Музея Св. Софии не археолог, а турецкий кинодокументалист Гексель Гюленсой с группой из двух водолазов и четырех спелеологов. Они должны были снять фильм «В глубинах Святой Софии». Первым открыли люк в полу главного нефа, поблизости от входа, и в воду спустили камеру, которая показала, что проход слишком узок для водолаза с баллонами на спине.
Тогда решили использовать для подачи кислорода шланги по 50 метров длиной. И вот два человека впервые за всю историю исследований в храме Божественной Премудрости опустились на дно колодца. Резервуар, как оказалось, имел 12 метров в глубину. На полу водолазы увидели два толстых куска дерева, напоминавших черенок от лопаты и ведро, которые рассыпались от первого прикосновения. Затем они спустились в другой колодец, ближе к центру здания. Первым делом на дне, покрытом толстым слоем ила, обнаружились... металлические фляжки с выбитой на них датой: «1917». Видимо, во время оккупации города Антантой их упустили английские солдаты, пытавшиеся набрать святой воды.
Разбитый светильник
На дне колодца были обнаружены осколки гигантского светильника. На всех посетителей храм Божественной Премудрости производил особое впечатление своей освещенностью. По словам Стефана Новгородца, «кандил множество неисчетно в Святой Софии». Робер де Клари, один из крестоносцев, захвативших город в 1204 году, насчитал в храме 100 светильников. Но ни одного экземпляра до нынешнего момента не находили.
Кроме того, водолазы нашли кусочки витражного стекла семи разных цветов. Поскольку их, как и лампу, лишь засняли камерой (разрешение на исследование было дано с условием, что все предметы останутся на своих местах), нельзя сказать, что это, возможно, остатки витража. Наконец, в стенах водолазы увидели две плотно замкнутые двери, но не пытались их открыть. Им было разрешено находиться под водой не более 50 минут. Нельзя исключить, что за дверями и скрываются те огромные цистерны, о которых рассказывают путешественники. Во всяком случае, сканирование храма показало наличие под ним обширного пустого пространства.
Наконец, последний спуск был осуществлен в сухой каменный коридор высотой 70 сантиметров, который начинался под нартексом Св. Софии и вел в двух противоположных направлениях: один на юго-запад, в сторону Ипподрома, второй на северо-восток, в направлении нынешнего дворца Топкапы. Первый через 50 метров разветвлялся надвое, но вскоре упирался в тупик. Видимо, он был сооружен не для существующего храма, а для его предшественника, сгоревшего в январе 532 года. Другой коридор также раздваивался. Один его рукав, постепенно сужаясь, выводил во двор Топкапы, а второй вел в две обширные камеры площадью 5 м2 с двухметровыми потолками. В каждой из них были обнаружены человеческие кости.
Загадочные кости
Участники изысканий немедленно объявили, что ими найдены могилы святого Антинега (варианты: святого Антигена, святого Антигенета), якобы похороненного в храме Св. Софии в XIII веке, и патриарха Афанасия, якобы нашедшего упокоение там же двумя веками позднее. Византия знала двух патриархов Афанасиев, но ни один из них не был похоронен в храме Св. Софии. По всей видимости, во втором случае имеется в виду патриарх Арсений Авториан. Это был героический человек, скончавшийся в ссылке в 1273 году и до последнего вздоха проклинавший императора Михаила Палеолога за ослепление наследника престола, чьим защитником и покровителем поклялся быть патриарх.
Его непреклонность повлекла за собой лишение сана и вызвала многолетний раскол в византийской церкви, а перезахоронение тела патриарха в 1284 году в главном храме империи было призвано успокоить смуту, которая, впрочем, продлилась еще четверть века. Если найденный скелет действительно принадлежит Арсению, его было бы интересно исследовать с разных точек зрения.
Проблема, однако, в том, что многочисленные паломники писали о нетленном теле патриарха, хранившемся вовсе не в подполе, а в самой церкви, в открытой раке. Что же касается загадочного «Антинега», то здесь, наоборот, речь о чем-то легендарном. Антоний Новгородец в 1200 году писал: «Пришел ангел Господень во церковь (Св. Софии) и сказал (священнику) Анфиногену: «Бог послал меня за душой этого ребенка». И ответил ему святой Анфиноген: «Подожди, пока я вместе с ним закончу эту святую службу. <...> Ангел послушался, остановился и ждал, пока тот окончит службу. Иных гробов, кроме гроба (этого ребенка), во Святой Софии нет». Другой русский пилигрим, Зосима, называет мальчика «Кирик трехлетний».
Византийские гиды, водившие паломников по храму, наверняка показывали им какое-то конкретное место на полу, соответствовавшее «могиле Кирика», и если мы точно знаем, где она была, нам будет гораздо легче локализовать другие предметы и обряды, упоминаемые в отчетах пилигримов. Только для этого нужно было фиксировать в чертеже местоположение находок, а любители подземных приключений на такое неспособны. Скучно им это и незрелищно. Исследованием памятников должны заниматься археологи, а не дайверы или киношники, которым что Афанасий, что Арсений, что Кирик, что Антинег – все едино.
Итак, с точки зрения сенсаций обследование подземелий Св. Софии не оправдало себя. Не было обнаружено и тайных ходов, якобы связывавших храм с далеким дворцом Текфур Сарай или даже Принцевыми островами. Заявление Гюленсоя, что «внизу София еще более потрясающая, чем на поверхности», есть попытка скрыть разочарование. Что ж, поделом.
Сергей Иванов
Невидимые цвета вселенной
Рыбы не смогли бы пойти далеко в астрономии. Через толщу воды очень плохо видно. Как и через толщу атмосферы. Но в сравнении с рыбами у нас есть ряд преимуществ, например, способность поднять свои обсерватории над поверхностью нашей «реки»
Если бы атмосфера Земли вдруг перешла в жидкую фазу, оказалось бы, что мы живем на 10-метровой глубине. Большая удача, что сквозь такой толстый слой вещества вообще хоть что-то видно. О том, сколь многого мы не видим, долгое время даже не догадывались из-за ограниченных возможностей человеческого глаза: мы воспринимаем лишь крошечный диапазон электромагнитного излучения с длиной волны от одной трети до двух третей микрона, в который укладываются все известные нам цвета. В этом диапазоне особенно ярко светит Солнце, а атмосфера почти прозрачна.
Но в природе встречаются электромагнитные волны в миллиарды раз длиннее и в триллионы раз короче волн видимого света. И для большей части этого излучения наша атмосфера не прозрачнее бетонной стены. Чтобы увидеть Вселенную во всей красе, нам, как и рыбам, надо выбраться из привычной среды обитания туда, где нечем дышать, но зато и нет препятствий, чтобы смотреть. Или не выбираться самим, а послать туда «глаза»: спутники с телескопами.
Утраченные приоритеты
На сегодня безоговорочное лидерство в области космических обсерваторий принадлежит NASA, но первой солнечной обсерваторией был «Спутник-2», выведенный на орбиту в Советском Союзе 3 ноября 1957 года, который регистрировал излучение в нескольких участках спектра – от жесткого ультрафиолета до мягкого рентгена. Изображений этот примитивный «телескоп» не давал, но тогда для дальнейшего развития космической техники достаточно было просто знать уровень жесткого излучения на орбите. Американцы запустили свои солнечные обсерватории «Пионер-5» и SOLRAD I только в 1960 году. А первая общеастрономическая обсерватория OAO-1 (Orbital Astronomical Observatory) была выведена ими на орбиту 8 апреля 1966 года. Сразу после запуска на ее борту возникли проблемы с электропитанием, и спутник вышел из строя, так и не приступив к наблюдениям. Вторую попытку NASA предприняло лишь в конце 1968 года, уже после того, как стартовал советский спутник «Космос-215», несущий восемь небольших 70-миллиметровых ультрафиолетовых телескопов и детектор рентгеновского излучения. Основной его задачей было изучение горячих звезд спектральных классов O и В, чье излучение по большей части приходится на ультрафиолетовый диапазон. Аппарат был устроен предельно просто: в полете он стабилизировался вращением и потому не мог получать изображения звезд, а лишь измерял их блеск в разных спектральных диапазонах. Этот запуск закрепил приоритет в области космического телескопостроения за Советcким Союзом, но детекторы излучения для этого спутника разрабатывались в Эстонии, что дает ей некоторые основания претендовать на соучастие в этом приоритете. «Космос-215» проработал всего полтора месяца, насколько хватило заряда батарей, после чего СССР на 15 лет утратил интерес к орбитальной астрономии (за исключением исследований Солнца, которыми занимались несколько спутников по программе «Интеркосмос»).
Лишь в 1980-х годах Советский Союз вновь вернулся к орбитальной астрономии. Были запущены обсерватории «Астрон», «Гранат» и «Гамма» для исследований в рентгеновском и гамма-диапазонах, а к станции «Мир» пристыкован астрофизический модуль «Квант» с обсерваторией «Рентген», которая, правда, использовалась довольно мало. С распадом СССР почти все астрономические проекты в космосе были вновь заморожены (за исключением солнечных обсерваторий «Коронас»).
Экстремальные кванты
Из более чем сотни обсерваторий, запущенных в космос за полвека, большинство вели наблюдения в рентгеновском диапазоне. Рентгеновское излучение испускается веществом с температурой в миллионы градусов. Такое бывает, например, когда газ падает на сверхплотный объект – нейтронную звезду или черную дыру, закручиваясь в диск и разогреваясь динамическим трением. Другой случай – солнечная корона. Здесь магнитные поля, питаемые энергией из глубин светила, нагревают крайне разреженное вещество до миллиона градусов и выше. А иногда на Солнце появляются активные области, рентгеновское излучение которых намного превосходит обычный фоновый уровень. Наконец, встречается и нетепловое, так называемое синхротронное рентгеновское излучение, возникающее, когда поток быстрых электронов попадает в сильное магнитное поле, например, молодой нейтронной звезды, закручивается под его влиянием и начинает тратить энергию на излучение.
Таким образом, в рентгеновском диапазоне можно наблюдать за веществом в самых экстремальных состояниях. Но и сами рентгеновские кванты – весьма экстремальны. Их энергии достаточно, чтобы оторвать от атома практически любой электрон, разрушить любую молекулу, а жесткий рентген может даже возбуждать атомные ядра. Обычным зеркалом фокусировать рентгеновское излучение можно с тем же успехом, что и поток автоматных пуль. Если мягкое рентгеновское излучение еще может отражаться от полированного металла при скользящем падении под углом менее одного градуса, то жесткий рентген и гамма-кванты регистрируются иначе. Для выбора направления используют узкие трубки, отсекающие кванты, приходящие сбоку, а приемником служит сцинтиллятор, в котором энергичные кванты ионизируют атомы. Вновь объединяясь с электронами, атомы испускают видимое или ультра фиолетовое излучение, которое регистрируют при помощи фотоэлектронных умножителей. По сути, в таких телескопах ведется подсчет отдельных квантов излучения и уже потом при помощи компьютера формируется изображение.
Изображение Солнца в рентгеновском диапазоне с новой орбитальной обсерватории SDO (Solar Dynamics Observatory). Большинство специализированных космических обсерваторий занимаются изучением Солнца. Некоторые из них, например SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), работают в точке Лагранжа L1 и никогда не попадают в земную тень. Но поскольку SDO должна передавать огромный поток данных, она помещена ближе к Земле – на геостационарную орбиту. Фото: NASA; NASA, ESA AND THE HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA)
Тепло и холод
Интерес астрономов к рентгеновскому и окружающим его ультрафиолетовому и гамма-диапазонам был столь велик, что за первые 15 лет развития космической астрономии не было запущено ни одной обсерватории для наблюдений в других диапазонах. Только в 1983 году NASA отправило на орбиту инфракрасную обсерваторию IRAS, которая за 10 месяцев построила первую в мире тепловую карту неба.
Впрочем, основная причина такой задержки, конечно, не в недостатке интереса. На самом деле создать инфракрасный телескоп сложнее, чем рентгеновский. Да, здесь нет квантов с разрушительной энергией, и зеркала прекрасно отражают инфракрасное излучение. Вот только вдобавок эти зеркала сами его испускают. Если не принимать специальных мер, температура спутника на околоземной орбите составляет 200–300 градусов Кельвина, а значит, все его детали интенсивно светят как раз в том самом инфракрасном диапазоне, в котором планируется вести наблюдения.
Представьте, что линзы вашего фотоаппарата стали светиться, как лампы дневного света. Ясно, что ничего хорошего в кадре не получится. Поэтому всю оптику и детекторы орбитальных инфракрасных телескопов приходится охлаждать жидким гелием, запас которого привозится с Земли в сосуде Дьюара. И как только гелий заканчивается, телескоп выходит из строя. Поэтому раньше инфракрасные обсерватории обычно не работали больше двух лет. Но в последние годы благодаря совершенствованию криогенной техники срок работы обсерваторий удалось продлить. Новая европейская инфракрасная обсерватория «Гершель» рассчитана на три года эксплуатации. Столько же должна проработать микроволновая обсерватория «Планк», требования к охлаждению телескопа которой еще более жесткие.
Большие телескопы
Еще дольше, чем ИК-телескопы, не появлялись в космосе обычные инструменты видимого диапазона. Но тут причина была иная. В запуске такого инструмента просто не было большой необходимости, поскольку видимый свет неплохо наблюдается и с Земли. Впрочем, к 1989 году одна «космическая» задача в видимом свете все же созрела. Она касалась точного измерения координат большого числа звезд. Помехи от земной атмосферы оказались на порядок выше погрешностей измерительной техники. И тогда был запущен европейский астрометрический спутник «Гиппарх», определивший точные координаты и собственные движения примерно миллиона звезд. Это позволило измерить геометрические параллаксы, то есть расстояния до звезд, в радиусе нескольких сотен парсек от Солнца (вместо прежних десятков), а также значительно уточнить параметры вращения нашей Галактики.
А на следующий год пришла очередь знаменитого «Хаббла». С главным зеркалом диаметром 2,4 метра он долго оставался самым большим космическим телескопом, пока в прошлом году Европейское космическое агентство не запустило инфракрасный телескоп «Гершель» диаметром 3,5 метра. На Земле такого размера инструменты не могут полностью реализовать свою разрешающую способность: дрожание атмосферы размывает изображение. Но по иронии судьбы «Хаббл», выйдя на орбиту, дал изображение хуже, чем такой же наземный телескоп. Причиной оказалась ошибка в изготовлении главного зеркала. Проект мог бы закончиться полным провалом, если бы телескоп не был рассчитан на обслуживание астронавтами, которым удалось этот дефект исправить, установив специальный компенсатор. На сегодня «Хаббл» – старейшая космическая обсерватория. Стать долгожителем и до сих пор получать первоклассные научные результаты «Хабблу» позволили еще четыре пилотируемые миссии обслуживания. Каждый раз астронавты не только заменяли изношенные узлы, но и устанавливали усовершенствованное оборудование. Достаточно сказать, что первоначально разрешение ПЗС-матрицы основной камеры космического телескопа составляло всего 800 × 800 точек – как у современной дешевой веб-камеры. Во время последнего полета к «Хабблу» в мае прошлого года астронавты установили на нем новую камеру с матрицей 4096 × 4096 точек и еще одну инфракрасную ПЗС с разрешением 1024 × 1024 точки.
И все же серьезных перспектив у «Хаббла» уже нет. За время его жизни в телескопостроении случилась настоящая революция: системы адаптивной оптики позволили почти полностью избавиться от атмосферных помех при наблюдениях прямо с поверхности Земли. Поэтому нет смысла запускать на смену «Хабблу» новый большой телескоп видимого диапазона. Вместо этого в 2014 году в космос отправится 6,5-метровый инфракрасный телескоп «Джеймс Вебб».