Космическая эра
Подсчитано, что в современную эпоху за каждые 10—15 лет объем научной информации, имеющейся в распоряжении человечества, приблизительно удваивается. И это не простой статистический факт — это закон прогрессивного развития общества. Чтобы успешно удовлетворять разнообразные потребности человечества, наука и техника должны двигаться вперед именно с такой скоростью. Но для этого необходимо непрерывное увеличение объема полезной информации о явлениях окружающего нас мира. Чтобы выполнить это условие, нужно не только постоянно углублять обычные «земные» исследования, но и всемерно расширять область, из которой эта информация черпается.
На первых порах задача решалась с помощью пассивных наблюдений космических процессов с Земли. Когда же появились технические предпосылки для осуществления космических полетов, начался и непосредственный штурм космического пространства.
Как известно, этот штурм был начат в 1957 г. запуском первого советского искусственного спутника Земли и с тех пор успешно развивается.
Прорыв в космос явился важнейшим этапом в истории цивилизации, этапом, который должен оказать и уже оказывает огромное влияние на развитие науки и техники. Перед человечеством открылись увлекательнейшие перспективы, неизведанные возможности.
Значение выдающихся достижений науки состоит не только в том, что они позволяют решать всевозможные практические задачи, но прежде всего в том, что они дают возможность двигаться вперед более быстрыми темпами.
Целые тысячелетия понадобились людям, чтобы выяснить, что представляет собою наша Земля и какое положение занимает она во Вселенной. Сотни лет трудились они, чтобы заложить основы механики, физики, математики, астрономии, и этот титанический труд не пропал даром. Он подготовил тот поразительный бросок вперед, который совершила наука на протяжении последних десятилетий, бросок, который привел к осуществлению космических полетов.
Космические исследования заставили ученых пересмотреть ранее существовавшие представления о физике верхних слоев земной атмосферы, позволили сфотографировать невидимую с Земли сторону лунной поверхности, принесли ценнейшие сведения о планетах Марс и Венера, о первичных космических лучах, солнечной радиации, метеорной материн и межпланетной среде. Они пролили новый свет на механизм воздействия солнечной активности на геофизические процессы. Благодаря ракетам и спутникам родились новые методы изучения Вселенной — ультрафиолетовая и рентгеновская астрономия. Наконец, в результате осуществления мягкой посадки советских автоматических станций «Луна 9» и «Луна 13», а также американских станций «Сервейор» на поверхность нашего естественного спутника получены фотографии лунного пейзажа и другие ценнейшие сведения непосредственно с Луны.
Советский Союз по праву войдет в историю человечества как первооткрыватель космических дорог. Первый искусственный спутник Земли, первая лунная ракета, первые фотографии лунной поверхности с борта космического аппарата, первый полет человека в космос, первый групповой полет и первая женщина-космонавт, первый многоместный космический корабль и первый выход человека в открытый космос, наконец, первая мягкая посадка на поверхность другого небесного тела, создание первого искусственного спутника Луны, первый полет к Марсу, первый аппарат, достигший Венеры — вот вехи того замечательного пути, который проложили советские люди в космическое пространство.
В одной из предыдущих глав мы познакомились с новыми методами исследования Вселенной, которые стали возможными благодаря развитию ракетной техники и вынесению измерительной аппаратуры за пределы плотных слоев земной атмосферы.
Но изучение различных объектов Вселенной с помощью космической аппаратуры обладает еще одним важным преимуществом перед обычными астрономическими методами исследования.
Как мы уже знаем, все основные выводы астрономии носят косвенный характер. Они получены в результате анализа разного рода космических излучений, свойства которых непосредственно зависят от свойств их источников.
Можно сказать, что основная задача обычной астрономии и состоит в том, чтобы «проявить» ту «потенциальную» информацию о космических явлениях, которая содержится в физических свойствах окружающей нас среды, расшифровать ее. Но для этого необходимо знать связь между интересующим пас явлением и изменениями, которые оно через посредство среды вызывает в измерительном приборе.
Таким образом, изучаемое астрономическим методом космическое явление и результат подобного исследования представляют собой противоположные концы сложной цепи: явление — излучение — изменение в приборе — вывод. Однако истолкование реальных связей, которые существуют между различными звеньями этой цепи, далеко не всегда является однозначным. В одном случае мы не можем с достоверностью судить о том, какая связь имеется между свойствами излучения и природой явления, в других — не можем быть абсолютно уверены, что наблюдаемые изменения в приборе связаны именно с интересующими нас явлениями, а не являются помехами, которые вызваны посторонними причинами.
Доставка измерительной аппаратуры и приборов с помощью ракет и спутников в район изучаемых объектов ведет к значительному сокращению цепи «явление-вывод» и позволяет осуществлять научные исследования более непосредственно. Поэтому не случайно, что всего за несколько лет космической эры при посредстве ракет и спутников ученые получили обширные сведения о космических явлениях, на «добычу» которых прежними способами ушли бы долгие годы напряженного, а в ряде случаев и бесполезного труда. По мере дальнейшего совершенствования космической аппаратуры появится реальная возможность направлять автоматические межпланетные станции ко всем планетам солнечной системы, создавать вокруг этих небесных тел искусственные спутники, снабженные автоматической измерительной и радиопередающей аппаратурой.
Ракетные исследования позволяют решить еще одну важную задачу. Для того, чтобы выявить в ходе простого наблюдения физические свойства некоторой системы тел, надо иметь возможность наблюдать ее из разных геометрических пунктов, расположенных как внутри, так и вне этой системы. До осуществления космических полетов мы не могли этого сделать и только теперь человек получает реальную возможность доставлять измерительную аппаратуру в различные точки космического пространства, а также непосредственно к интересующим его небесным телам. Достаточно вспомнить, какие замечательные результаты принесло фотографирование обратной стороны Луны советскими автоматическими станциями.
Нельзя не упомянуть и о том, что успешный штурм космического пространства позволяет решать принципиально новыми методами и целый ряд чисто земных проблем. Остановимся хотя бы на такой задаче, как прогнозирование погоды.
Нет необходимости говорить о том, какое огромное значение для самых различных сторон жизни современного человечества имеет правильное предсказание погодных процессов, в особенности длительные прогнозы. Чрезвычайно важна также своевременная оперативная информация о возникновении и развитии катастрофических атмосферных явлении —ураганов, смерчей, тайфунов, циклонов...
Как известно, погода — это состояние самых нижних, приземных слоев воздуха, так называемой тропосферы. Однако закономерности погодных явлений чрезвычайно сложны. Это объясняется прежде всего тем, что физические процессы, протекающие в тропосфере, не обособлены — они тесно связаны с состоянием более высоких слоев земной атмосферы, на которые в свою очередь влияют космические явления, в частности, солнечная активность, состояние радиационного пояса Земли и т. д. Кроме того, погода — это не местное явление, а сложный, взаимосвязанный процесс, охватывающий всю нашу планету в целом.
Чтобы успешно предвидеть развитие явлений погоды, необходимо систематическое и непрерывное наблюдение за состоянием атмосферы па всей территории Земли и па всех высотах. Важным шагом к решению этой задачи явилось создание разветвленной системы стационарных метеостанций, расположенных в самых различных уголках планеты. Кроме того, ведутся метео-иаблюдения с самолетов и кораблей методами радиолокации, а также с помощью автоматических метеостанций в труднодоступных районах суши и на специальных морских буях на водных пространствах Земли. Все большее значение приобретает постоянный обмен оперативной информацией между метеорологическими центрами различных стран.
И все же подобная система наблюдений за погодой имеет целый ряд серьезных недостатков. Так, например, расстояния между соседними наземными станциями слишком велики, а на океанских просторах таких станций чересчур мало. Да и промежутки во времени между последовательными наблюдениями довольно значительны. Вследствие этого представление о состоянии атмосферы в данный момент и о развитии атмосферных явлений получается далеко не полным. В еще большей степени все сказанное относится к наблюдениям за состоянием верхней атмосферы.
На помощь метеорологам должны прийти искусственные спутники Земли. Метеорологические спутники, т. е. спутники, на борту которых установлена специальная аппаратура для слежения за атмосферными процессами и фотографирования облачности, позволяют проследить в планетарном масштабе за тем, как формируются, развиваются и движутся облачные массы.
В настоящее время уже действует система «Метеор», включающая метеоспутники «Космос». Они снабжены телевизионными устройствами и инфракрасной аппаратурой для наблюдения за состоянием облачности, снежного покрова, ледовых полей, а также измерения потоков тепловой радиации. Показания приборов регистрируются специальными запоминающими устройствами и передаются наземным станциям. С борта метеоспутников поступает весьма обширная информация. Только за время одного оборота спутник передает такое количество данных, которое приблизительно в 100 раз превышает информацию, поступающую от всех 10 тысяч метеостанций земного шара. Обработка этой информации осуществляется с помощью сложного наземного комплекса современной электронно-вычислительной аппаратуры. Это уже позволило значительно уточнить прогнозы погоды, своевременно обнаруживать штормы и ураганы, а также составлять мировые карты распределения и развития облачности за длительные промежутки времени. Последнее особенно важно, так как позволяет вплотную подойти к выяснению основных закономерностей образования и изменчивости облачного покрова Земли.
Если же попытаться заглянуть в будущее, то можно предположить, что со временем наряду с развитой системой метеорологических автоматических спутников появятся и пилотируемые орбитальные космические станции, одной из основных задач которых будет наблюдение за процессами, имеющими отношение к физическим явлениям в атмосфере. В частности, находясь на борту такой станции, квалифицированный наблюдатель-синоптик может по характеру структуры облачного покрова осуществлять анализ развития атмосферных процессов и выдавать оперативные штормовые предупреждения.
Он может также фотографировать наиболее интересные облачные системы, что важно для более глубокого познания физических явлений в воздушной оболочке Земли. Советскими учеными, например, издан альбом, в котором собраны двадцать цветных фотографий, сделанных советскими космонавтами с борта космических кораблей. Эти снимки позволяют выявить детальную картину образования облаков, которые развиваются в однородных воздушных массах.
Большой интерес представляют также наблюдения из космоса, относящиеся к области так называемой атмосферной оптики. Подобные исследования, например, наблюдения слоев яркости над горизонтом, осуществлялись советскими космонавтами В. В. Николаевой-Терешковой и К. П. Феоктистовым.
Еще большую роль в земной метеорологии может сыграть лунная метеорологическая обсерватория, с которой можно было бы проводить непрерывные наблюдения за состоянием земной атмосферы сразу на целом полушарии Земли.
Нет нужды говорить о том, какое огромное значение будет иметь развитие космической метеорологии для самых различных сторон жизни человечества. В частности, значительно облегчится работа гражданской авиации, полеты самолетов станут более безопасными и в меньшей степени зависимыми от капризов погоды.
|
|
Читайте в рубрике «Освоение космоса»: |