Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

на исследование планет с авиалайнера Конвэр 990, получившего название «Галилео». В 1973 г. он потерпел крушение с большими человеческими жертвами. Его преемнику «Галилео II» также не повезло, поскольку он сгорел на взлетной полосе в 1985 г., но на сей раз никто не погиб. С 1968 г. НАСА финансировало Обсерваторию Лирджет, поднимавшую 30-сантиметровый рефлектор на высоту 15 километров. Это был прототип, вероятно, наиболее успешного предприятия такого типа, а именно – Воздушной обсерватории «Койпер» (ВОК), которая размещалась на модифицированном четырехмоторном военном реактивном транспортном самолете C-141. Начав свою работу в 1974 г., ВОК обычно несла на борту команду, включающую в себя от трех до семи специалистов, чей эксперимент проводился, оператора основного телескопа, оператора телескопа-гида и компьютерного оператора. Продолжительность полета могла достигать шести или семи часов. Обычно ВОК взлетала с аэродрома Моффетт в Калифорнии, но в некоторых случаях – с аэродромов на Гавайях, в Австралии и в Японии. В этом проекте удалось преодолеть громадные технические проблемы, особенно в вопросе достижения стабилизации (посредством применения гироскопов и особых техник пилотирования) и в вопросе устранения последствий воздушной турбулентности в поле зрения инструментов.

В 1970‐х гг. обсерватории на летательных аппаратах применялись в нескольких странах, в число которых входили Великобритания, Западная Германия, Индия и Япония. Изучение космической радиации развивалось полным ходом, равно как и планетные исследования. Используя ВОК, удалось осуществить замечательную серию исследований спектров планетных атмосфер. С ее помощью в 1977 г. были открыты кольца Урана (одновременно с открытием на наземном оборудовании вызываемого ими покрытия звезд), и, как и другие обсерватории на летательных аппаратах, она собрала много информации о собственном излучении планет. Например, от Юпитера, Сатурна и Нептуна, как выяснилось, поток излучения больше, чем, как это следует из вычислений, если бы это был только отраженный солнечный свет, из чего следовало наличие у них внутренних источников энергии. У Урана такого эффекта не обнаружено. Однако вскоре описываемый тип высотной астрономии ушел на второй план, уступив место космическим аппаратам. Приведем пример успеха, достигнутого в течение следующих трех десятилетий: в 2005 г. совместными усилиями космического телескопа «Хаббл» и телескопов «Кек» на Гавайях удалось обнаружить двенадцатое и тринадцатое кольца Урана (наиболее удаленное из них имеет ярко-голубой цвет, как и наиболее удаленное кольцо Сатурна – в обоих случаях это является следствием малого размера частиц колец).

ОБСЕРВАТОРИИ НА РАКЕТАХ И СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

Одним из побочных последствий многочисленных успехов астрофизики и космологии в период до начала Второй мировой войны стал выход из моды теоретических исследований в области небесной механики. Когда в послевоенный период случилось возрождение интереса к этой теме, то это произошло по причинам, которые поначалу имели малое отношение к астрономии, и отнюдь не она была в центре всеобщего внимания. Оно пришло вместе со «Спутниковой эрой», когда обсерватории впервые стали выводить за пределы земной атмосферы с помощью ракет. Давая этой эре такое название, мы, конечно, упрощаем положение дел, но для всего мира в целом выражение «космическая гонка» было больше связано с доставкой боеголовок, чем телескопов.

У военных ракет долгая история, уходящая своими истоками в Китай. Первые ракеты, успешно использованные в современной войне, сконструированы английским инженером Уильямом Конгривом. Они применялись во многих кампаниях наполеоновских войн и впоследствии их скопировали большинство европейских армий, чему способствовали сочинения Жака-Филиппа Меригона де Монжери, представившего в 1825 г. хорошо документированную историю и теорию ракет как боевого оружия. Ракетная техника оставалась придатком артиллерийского дела, хотя и со своей теорией, которая, скорее всего, разрабатывалась бы артиллерийскими специалистами с большим энтузиазмом, имей они более подходящее топливо для реактивных двигателей. Русский учитель Константин Эдуардович Циолковский внес несколько существенных улучшений в теорию; то же самое сделал Роберт Хатчингс Годдард из Вустера (штат Массачусетс), осуществив в 1926 г. первый успешный запуск ракеты на жидком топливе. Герман Оберт в Германии был одним из поклонников работ Циолковского и инициатором объединения энтузиастов в общество космоплавания, к которому принадлежал молодой Вернер фон Браун. По окончании Первой мировой войны Версальский договор ограничил Германию в разработке артиллерии малого калибра, в результате чего страна приложила значительные исследовательские усилия к развитию ракетной техники, призвав к сотрудничеству нескольких членов упомянутого общества. Именно Браун возглавил знаменитую немецкую военную программу, достигшую своего пика во время ракетного обстрела юга Англии сверхзвуковыми ракетами Фау-2 в 1944 и 1945 гг. Захваченное оборудование по их производству доставили в Соединенные Штаты, и 25 таких ракет предназначались для использования в научных целях.

Сначала ракеты использовались для исследований в верхней атмосфере. Длиной 14 метров и весом 14 тонн, они могли достигать высоты 120 километров, а потому хорошо подходили для решения этой задачи. Для передачи данных во время полета были разработаны радиотелеметрические технологии; одна из первых трудностей – гашение скорости ракеты при посадке в целях сохранения оборудования, находящегося на борту (что вряд ли считалось серьезной проблемой для немецких ракетчиков). Уже в октябре 1946 г. с одной из модифицированных версий Фау-2s удалось получить первые спектры Солнца, обладавшие особой ценностью, поскольку они сделаны над озонным слоем, отсекающим бо́льшую часть ультрафиолета. Это осуществила группа из Морской научно-исследовательской лаборатории США под руководством Ричарда Таузи. Ракета поднялась на 80 километров, и сразу выяснилось, почему столь многочисленные попытки получить ультрафиолетовый спектр Солнца с помощью воздушных шаров в 1920‐х и 1930‐х гг. терпели неудачу: высота озонного слоя сильно недооценивалась.

Прошло несколько лет, прежде чем удалось разработать средства управления, позволяющие с достаточной точностью контролировать в полете научное оборудование, предназначенное для решения серьезных астрономических задач, но когда это научились делать, оказалось возможным получать солнечный спектр вплоть до рентгеновского диапазона. Если первая половина XX в. отмечена феноменальными астрономическими успехами, достигнутыми благодаря постройке все более крупных рефлекторов, то во второй половине столетия, в связи с разработками, имеющими место в радиоастрономии, еще бо́льшие успехи связаны с расширением диапазона принимаемых длин волн. На следующем этапе знание о Солнечной системе стало расти как снежный ком, так как оказалось возможным просто отправлять аппаратуру к интересующим астрономов небесным телам.

И Советский Союз, и Соединенные Штаты стали готовить много специалистов по космической технике, и вскоре вся эта отрасль стала предметом национальной гордости с открыто демонстрируемыми ценностями научно-исследовательской работы. Уже в 1954 г. оргкомитет Международного геофизического года воспользовался этой ситуацией и рекомендовал правительствам вывести на орбиту Земли в научных целях искусственные спутники. «Год», запланированный на период с 1 июля 1957 г. по 31 декабря 1958 г., получил поддержку шестидесяти шести государств. Важной частью этого плана стало исследование явлений, происходящих в верхней атмосфере. Советский Союз внес свой вклад благодаря развитию военной ракетной техники. В Соединенных Штатах администрация Эйзенхауэра встала перед выбором, что взять за основу: армейские ракеты «Юпитер» или военно-морские ракеты «Авангард»; выбор пал на последние. 4 октября 1957 г., использовав разновидность ракеты «семерка» в качестве ракеты-носителя, Советский Союз вывел на орбиту «Спутник-1» – первый искусственный спутник Земли. Подготовка «Авангарда» в Соединенных Штатах шла с большим опережением, и исполнители проекта понимали, что это больно бьет по советским амбициям, но были застигнуты врасплох этим успешным запуском. Всего месяц спустя «Спутник-2» вывел на орбиту собаку Лайка, и мировая пресса пришла в еще большее возбуждение. Технология не позволила вернуть собаку живой, но сороковая годовщина Октябрьской революции была широко и пышно отмечена. Масса «Спутника-2» превышала половину тонны, и страны Западного блока начали опасаться того, что советские инженеры разработали какое-то необычное новое топливо. (На самом деле, нет. Они просто сыграли