За решением — в космос
Изучение и освоение космического пространства необходимо не только для раскрытия связей, которые существуют между космическими процессами и различными явлениями, происходящими на поверхности нашей планеты.
Именно в космосе человек может получить ответ на многие волнующие вопросы, которые трудно разрешить, оставаясь в земных рамках. Задач и проблем подобного рода множество.
Немало трудов и даже человеческих жизней было положено на то, чтобы выяснить, обосновать и утвердить представления о шарообразной форме Земли и ее суточном вращении вокруг своей оси. Задачи эти и в самом деле были далеко не простыми.
Радиус нашей планеты столь велик, что кривизна земной поверхности практически неощутима. Тем более, что человек может охватить взглядом лишь сравнительно небольшой район, а возможности передвижения у наших предков были весьма ограничены. Еще сложнее обнаружить вращение планеты. Согласно так называемому «принципу относительности Галилея» не существует таких опытов, с помощью которых наблюдатель мог бы обнаружить равномерное и прямолинейное движение системы, внутри которой он находится. Отсюда следует, что человек не может ощущать скорости движения, он ощущает только ее изменения, т. е. ускорения. Между тем движение точек земной поверхности, которое они совершают, участвуя в суточном вращении, практически весьма мало отличается от равномерного и прямолинейного. Центробежное ускорение в этом движении невелико и непосредственно неощутимо.
Разумеется, земные наблюдения, — такие, как исчезновение корабля за линией горизонта или возможность осуществления кругосветных путешествий, наводили на мысль о шарообразности Земли. Однако окончательное решение этого вопроса стало возможно только тогда, когда научные наблюдения вышли за земные рамки — в космос.
Как известно, наш естественный спутник Луна светит отраженным светом Солнца. Но иногда в своем движении вокруг Земли Луна попадает в ту тень, которую Земля отбрасывает в мировое пространство. Происходит лунное затмение. При этом на поверхности Луны, как па огромном экране, можно увидеть очертания земной тени. Было замечено, что по всех случаях эта тень имеет форму круга. По только шар в любом положении всегда отбрасывает круглую тень. Так наблюдение явления, происходящего за пределами Земли, в космическом пространстве, помогло разрешению вопроса о форме нашей планеты.
А если бы человек имел возможность подняться над поверхностью Земли, в космос, на большую высоту, то он сразу увидел бы шарообразность планеты, как увидели ее наши космонавты, а затем и все мы на телевизионных экранах «глазами» телекамер, установленных на советском космическом корабле «Восход 2» вовремя первой космической «прогулки» А. Леонова.
Что касается вращения Земли, то для того, чтобы его обнаружить, были придуманы специальные эксперименты, например, маятник Фуко. Однако наилучшее решение задачи дают наблюдения за движением тел, выведенных человеком в космос, па околоземные орбиты— искусственных спутников Земли. Если бы наша планета не вращалась вокруг своей оси, то спутник, движущийся по полярной орбите, при каждом обороте проходил бы вдоль одних и тех же меридианов. Однако и действительности наблюдается смещение трассы спутников к западу. Это — прямое следствие вращения Земли.
Решение земных задач, о которых идет речь, «через» космос отнюдь не является простой случайностью. Чтобы изучить те или иные природные закономерности, необходимо охватить нашими исследованиями все более и более широкие области, в которых эти закономерности себя проявляют. Отсюда непосредственно вытекает необходимость изучения не только земных, но и космических процессов.
И поэтому не случайно, что астрономическими наблюдениями человек занимался с глубокой древности. Уже тогда люди понимали, что решение таких задач, как определение местоположения наблюдателя на поверхности Земли, измерение времени, нахождение правильного курса корабля в открытом море, может быть получено наиболее просто при помощи космических наблюдении.
По мере развития науки увеличивалось число различных земных проблем, на которые можно было получить ответ только у космоса. А сами эти проблемы становились все более и более глубокими. В качестве примера можно привести такую актуальную научную задачу, как изучение внутреннего строения и геологической истории Земли. При исследовании этого вопроса ученые сталкиваются с немалыми трудностями. Они связаны, с одной стороны, с весьма большой длительностью эволюции нашей планеты, с другой, — с тем обстоятельством, что в распоряжении науки имеются далеко неполные данные, относящиеся к различным геологическим эпохам. Все эти трудности могут быть, однако, успешно преодолены путем сравнительного изучения Земли и других подобных ей небесных тел — членов солнечной системы. Эти небесные тела имеют единую природу с нашей планетой, связаны с ней общностью происхождения.
Остановимся хотя бы на такой проблеме, как исследование природы земного магнетизма. Как известно, ученые давно бьются над решением этой удивительной загадки.
Создано немало различных теорий, но какая из них ближе всего к истине — все еще не ясно. Некоторые исследователи полагают, что магнитные свойства Земли связаны с ее вращением вокруг оси, другие считают, что источником земного магнетизма служит внутреннее ядро нашей планеты. Как проверить, кто из них прав? Вот тут-то на помощь и должна прийти Луна. У нее заведомо нет внутреннего ядра, так как они бывают лишь у достаточно массивных небесных тел; и вращается Луна гораздо медленнее, чем Земля. Если, несмотря на это, у Луны все же были бы обнаружены магнитные свойства, то для природы земного магнетизма пришлось бы искать другие объяснения.
Еще в 1959 г. во время полета к Луне советской космической станции «Луна 2» магнитометр, установленный на ее борту, магнитного поля у Луны не обнаружил, хотя чувствительность прибора была весьма велика. Если бы даже магии гное поле Луны было в тысячи раз слабее земного, оно было бы зарегистрировано; поэтому объяснение земного магнетизма электрическими токами во внутреннем ядре Земли приобретает немалую убедительность.
Кстати сказать, магнитное поле не было зарегистрировано американской станцией «Маринер 4» и у планеты Марс, масса которой тоже меньше массы Земли.
В свое время Д. И. Менделеев высказал смелую и многообещающую гипотезу о глубинном и, следовательно, неорганическом происхождении части нефтяных запасов, гипотезу, в наши дни получающую все больше и больше подтверждений. Во всяком случае, газ и нефть обнаруживаются на таких глубинах и в таких слоях, где отсутствуют вещества животного или растительного происхождения.
Между тем специалисты считают, что все разведанные нефтяные запасы будут полностью исчерпаны уже через несколько десятков лет. Но если в принципе возможно образование «неорганической» нефти, то не исключено, что нефтяные ресурсы нашей планеты вовсе не ограничиваются теми ее запасами, которые расположены в непосредственной близости от поверхности Земли. В недрах планеты могут быть заключены огромные количества неорганической нефти.
Для практического решения этой проблемы необходимо осуществить бурение на глубину в десятки, a может быть, и в сотни километров, что также относится еще к области проектов. Между тем астрономические наблюдения показывают, что на Луне имеются выходы горючих газов, в частности, углерода, присутствие которого характерно для районов нефтяных месторождений. Это обстоятельство наводит на предположение, что на Луне, быть может, имеется нефть. Но маловероятно, чтобы лунная нефть могла иметь органическое происхождение. Поэтому если на нашем естественном спутнике удастся обнаружить нефтяные запасы, это будет означать, что в недрах Земли должны существовать колоссальные запасы неорганической нефти.
Как известно, сейчас среди ученых всего мира общим признанием пользуется теория «холодного» происхождения Земли и других планет. Согласно этой теории наша планетная система образовалась из холодного газопылевого облака, окружавшего Солнце миллиарды лет назад. Сначала частицы пыли и газа образовали ряд сгущений на разных расстояниях от Солнца, а затем из этих сгущений, постепенно увеличивающихся в размерах, сформировались планеты. Таким образом, на ранних стадиях своего существования Земля, по-видимому, была совершенно лишена атмосферы. Ее воздушная и водная оболочки образовались несколько позже за счет выделения газов сквозь «поры» земной коры, которое продолжается и в наши дни.
Сторонники «поровой» теории утверждают, что нефть возникла на самой заре существования нашей планеты в ее недрах, где и находится до сих пор. Используемые же человеком месторождения составляют лишь совершенно ничтожную долю общих запасов нефти, которых должно хватить на многие тысячелетия. Выяснить обоснованность подобных предсказаний поможет изучение Луны.
Не только «нефтяная», но и такие проблемы, как распределение других полезных ископаемых, вулканизм, прогнозирование землетрясений, природа источник ков внутренней энергии Земли и т. д., могут быть решены благодаря изучению планет солнечной системы и их спутников.
И вообще сравнение земных явлений с материалами космических исследований может значительно расширить наши знания и представления о различных формах движения материи, о самых разнообразных природных процессах. Например, современная биология достигла такой ступени развития, когда открывается реальная возможность достичь качественного прогресса в развитии этой науки на основе достижений смежных наук — физики, математики, астрономии, химии, кибернетики.
Одним из важнейших путей решения этой задачи является изучение форм жизни в космосе. Почему же для исследования биологических процессов недостаточно изучения земных организмов, мир которых так разнообразен? И чего именно можно ожидать от знакомства с внеземными формами жизни?
Дело в том, что строение и структуры живых организмов находятся в тесном соответствии с внешними условиями. Живые организмы как бы отражают условия среды. Поэтому можно надеяться, что па тех планетах, где физические условия существенно отличаются от земных, мы обнаружим живые организмы, совершенно не похожие на земные. Их изучение и сравнение с известными человеку формами позволит глубже проникнуть в закономерности биологических явлений.
С другой стороны, изучение внеземных живых организмов может оказаться также чрезвычайно полезным для развития бионики. Эта наука ставит своей целью техническое воплощение различных биологических механизмов, выработанных живой природой в процессе приспособления к внешним условиям и борьбы за существование. Расширение диапазона изучения живых форм за счет организмов, обитающих на иных планетах, без сомнения, внесет в бионику новые плодотворные идеи.
Выход в космос не только позволяет нам глубже понять происходящее на Земле, но и в ряде случаев дает возможность открыть такие процессы, проявления которых мы в земных условиях вообще не замечаем. В то же время в космосе они протекают в форме, доступной современным средствам наблюдения. Характерным примером подобного рода может служить история открытия атомной энергии. В свое время при изучении звезд астрономы обнаружили, что эти небесные Чела являются мощными источниками теплового излучения. Стало очевидно, что мы столкнулись с принципиально новым видом энергии, поскольку ни один из источников, известных до этого, не мог бы обеспечить такого колоссального энергетического выхода, какой наблюдается у Солнца и звезд.
Открытие этого факта явилось могучим стимулом для проведения соответствующих исследований нашего дневного светила и других звезд. Развернулись интенсивные работы в области изучения строения вещества. Все это вместе взятое и привело в конечном итоге к овладению энергией атомного ядра.
Можно ожидать, что по мере дальнейшего проникновения человека в тайны Вселенной познание космических закономерностей все чаще и чаще будет служить земным наукам, служить отправной точкой исследований, способных дать практический выход.
Космос, Вселенную с полным правом можно назвать гигантской, бесконечно разнообразной природной лабораторией «строения и движения материи». Здесь мы встречаем такие состояния вещества, такие формы движения, которые пока не можем ни воспроизвести, ни исследовать в земных лабораториях. Огромные давления, колоссальные температуры, процессы, сопровождающиеся выделением гигантских количеств энергии, абсолютный вакуум, мощные магнитные поля, элементарные частицы, обладающие сверхвысокими энергиями — вот далеко не полный перечень условий и явлений, с которыми можно встретиться в пространстве Вселенной.
В качестве одной из перспективных проблем, которые могут быть решены в лаборатории Вселенной, можно указать чрезвычайно интересную проблему формирования космических тел из дозвездной материи — проблему, которая на наших глазах превращается в одну из самых актуальных задач современной астрономии. Значение ее огромно. Оно состоит не только в том, что решив эту проблему, мы будем знать, как и при каких обстоятельствах формируются те или иные небесные тела. Дело прежде всего в том, что мы можем открыть новые, неизвестные еще на Земле состояния вещества, новые процессы превращения материи, ее переходы из одного качественного состояния в другое. А это может указать человеку реальный путь к овладению новыми силами природы и новыми источниками энергии. Все это вместе взятое говорит в том, что изучение космоса, неотъемлемой частью которого является наша планета Земля — необходимая и притом важнейшая ступень в познании окружающего нас мира.
|
|
Читайте в рубрике «Освоение космоса»: |