ПУТЕШЕСТВИЯ ЗА ОТКРЫТИЯМИ

Мальчишка может закинуть камень за два-три десятка метров. Чем энергичнее швырнуть камень, тем дальше он улетит. Богатыри, герои народных былин, кидали будто бы камни за облака.

Ружейная пуля после вылета из ствола находится в свободном полете и ведет себя так же, как брошенный камень. Она летит многие сотни метров. Еще дальше летит снаряд.

Если скорость снаряда в начале пути окажется равной 7,9 км/сек, то он полетит так «далеко», что уже не сможет упасть обратно на Землю. Снаряд начнет вращаться вокруг Земли - станет ее искусственным спутником. Такую возможность предусмотрел уже творец закона всемирного тяготения великий физик Ньютон.

Скорость 7,9 км/сек называют первой космической скоростью. Чтобы преодолеть тяготение Земли и отправиться к другим планетам, скорость летательного аппарата должна быть не меньше второй космической - 11,2 км/сек. А чтобы покинуть пределы Солнечной системы и отправиться к звездам, требуется развить третью космическую скорость - 16,6 км/сек.

1957 и 1958 гг. стали годами штурма первой космической скорости, годами искусственных спутников Земли. Первый в мире советский спутник символически салютовал светлой памяти К. Э. Циолковского.

Спутник был запущен через полмесяца после того, как торжественно отмечалось столетие со дня рождения этого замечательного русского ученого.

Выведенный на орбиту в период Международного Геофизического Года, первый советский спутник активно способствовал плодотворному изучению особенностей околоземного космического пространства.

Месяцем позже в СССР был успешно запущен второй искусственный спутник Земли, в котором отправилась в полет собака Лайка.

На исходе января 1958 г. к двум советским спутникам присоединился первый американский ИСЗ «Эксплоурер-1».

Первые же искусственные спутники Земли позволили открыть так называемый радиационный пояс Земли. Магнитное поле Земли служит как бы гигантской магнитной ловушкой.

Электрически заряженные частицы, летящие от Солнца, магнитным полем захватываются и удерживаются. В связи с этим вокруг Земли расположено несколько чередующихся областей, обильно насыщенных заряженными частицами. Это и есть радиационный пояс. Его изучение непрерывно продолжается в процессе полетов многочисленных автоматических космических аппаратов.

Характер траектории космических аппаратов зависит от приданной им начальной скорости

Наблюдения за движением искусственных спутников Земли позволили существенно расширить и уточнить представления о фигуре и размерах Земли. Эти проблемы стали предметом новой области науки, получившей название спутниковой геодезии.

В 1959 г. начался штурм второй космической скорости. Запущенная 2 января 1959 г. советская автоматическая станция «Луна-1» стала первой искусственной планетой Солнечной системы.

Одновременно продолжалась упорная и кропотливая подготовка к первому в истории Земли полету человека. 12 апреля 1961 г. в кабину космического корабля «Восток» поднялся тот, кому первому в мире предстояло шагнуть в неизведанную бездну космического пространства, гражданин СССР, майор Военно-Воздушных Сил СССР Юрий Алексеевич Гагарин.

Последние подготовительные команды перед стартом. Подъем! Окутанная столбами пламени, дрогнула и, медленно набирая скорость, пошла ввысь гигантская ракета.

- Поехали! - раздался по радио возбужденный голос Юрия Гагарина.- Самочувствие хорошее. Чувствую перегрузки. Все нормально. Прием.

Теперь день 12 апреля каждый год отмечается в нашей стране как День Космонавтики.

Старт космической ракеты.

Первый советский вымпел на Луне.

Старт космической ракеты

Такими были первые страницы летописи космического века. Советский Союз открыл человечеству путь для мирного исследования и освоения космического пространства. Полеты пилотируемых космических кораблей, спутников и автоматических межпланетных станций давали в руки ученых невиданное ранее количество новых сведений о космических окрестностях нашей планеты. Каждый новый полет становился в подлинном смысле «путешествием за открытиями».

Первый советский вымпел на Луне

Главное место среди иных небесных тел, к которым устремились первые межпланетные космические аппараты, занимала, конечно, небесная соседка Земли, ее вечная спутница Луна.

Вслед за «Луной-1», в сентябре 1959 г., советская автоматическая станция «Луна-2» доставила на Луну советский вымпел. С инженерной точки зрения это означало, что советские ученые впервые в мире реализовали траекторию попадания в Луну. Но выдающееся значение полета «Луны-2» этим не ограничивалось. Первый перелет Земля - Луна ознаменовал конец длившейся миллиарды лет разобщенности этих двух небесных тел. Вымпел, сделанный руками землян, руками советских людей, стал символом неограниченных возможностей человеческого гения, символом гигантских возможностей советской науки.

Приборы «Луны-2» передали на Землю сведения о магнитном поле Луны. Было показано, что напряженность его весьма и весьма невелика.

А еще месяцем позже «Луна-3», совершив облет Луны, впервые сфотографировала обратную, никогда не видимую с Земли сторону Луны. Это были первые телефотографии, переданные из космического пространства.

По предложению советских астрономов Международный Астрономический Союз поместил на первую карту обратной стороны Луны 18 названий вновь открытых образований. Появились на Луне Море Москвы, кратеры Герц, Курчатов, Ломоносов, Максвелл, Менделеев, Пастер, Попов, Склодовская-Кдори, Циолковский и другие.

Фотографирование обратной стороны Луны было завершено в 1965 г. другой советской автоматической станцией - «Зонд-3».

Обратная сторона Луны оказалась, конечно, во многом подобной видимой, Там в изобилии обнаружились кратеры, имеющие обычные для Луны формы: кратеры с центральными горками, кратеры, окаймленные венцами лучевых систем, большие и малые кратеры, налагающиеся один на другой. Но подлинной сенсацией явилось то, что в крупных деталях поверхности обратная сторона Луны оказалась заметно отличающейся от видимой.

Мы уже знаем, что наиболее характерными, бросающимися в глаза крупными образованиями на видимой стороне Луны являются так называемые моря - темные, залитые лавой равнины. Обратная же сторона Луны оказалась совсем бедной такими «морскими» территориями. Но зато там обнаружились иные крупные формы рельефа, промежуточные между ровными темными морями и светлыми, иссеченными неровностями материками.

Группа советских ученых, работавших над расшифровкой лунных фотографий, предложила называть эти формы рельефа талассоидами - мореподобными образованиями.

Талассоиды - это обширные, поперечниками в 500 и более километров впадины, и в этом отношении они, очевидно, вполне сродни лунным морям. Однако дно талассоидов не такое же ровное, как у морей, а гораздо более всхолмленное, усеянное кратерами и имеет светлую окраску, т. е. почти не отличается от структуры материков.

В связи с этим открытием возникло предположение, что образование гигантских круглых впадин на лунной поверхности порождено одними и теми же причинами, возможно, даже какой-то одной единственной общей причиной. Однако в ходе дальнейшей истории Луны судьбы круглых впадин на видимой и обратной сторонах оказались разными. Впадины видимой стороны заливались лавой и превращались в моря. А впадины обратной стороны оставались в своем первозданном виде.

В чем причина огромных по площади излияний лавы на видимой стороне? Ответить на этот вопрос сколько-нибудь уверенно мы пока не можем. И причины здесь ищут самые различные.

Одни исследователи обращают, например, внимание на то, что на обратной стороне Луны, поскольку там вообще не бывает видно Земли, никогда не бывает затмений. На видимой же стороне Луны затмения наблюдаются - диск Земли время от времени загораживает диск Солнца. С Земли мы в этот момент наблюдаем лунное затмение, а для человека, находящегося на поверхности Луны, такое явление будет выглядеть затмением Солнца.

В процессе солнечного затмения на Луне происходят резкие колебания температуры. Температура той точки поверхности, где Солнце для наблюдателя находится над головой, достигает + 110° С. Входе затмения температура успевает упасть почти до -100° С, а после выхода Луны из тени Земли менее чем за час температура вновь подскакивает сразу едва ли не на 200° С. Считается, что такие перепады температур достаточны для разрушения горных пород.

На обратной стороне Луны таких резких, краткосрочных перепадов температур не бывает. Не кроется ли в них какая-нибудь причина, которая приводит к излияниям лавы на огромных площадях?

Другие исследователи склонны искать причину в «однобоком» гравитационном воздействии Земли.

За счет того что видимая сторона Луны всегда находится чуть ближе к центру Земли, чем обратная, сила притяжения Земли на видимой стороне тоже сказывается чуть-чуть сильнее, чем на обратной. Сама по себе эта разница ничтожно мала, но мы уже имели возможность познакомиться с принципом «спускового крючка».

Не служит ли крошечная разница в величине силы притяжения Земли тем самым «спусковым крючком», который приводит в действие гораздо более значительные силы и в конечном счете обусловливает такое большое различие в строении двух полушарий Луны?

А может быть, эта разница в строении вовсе не имеет отношения к делению лунной поверхности на видимое и невидимое полушария? Ведь распределение характерных крупных образований на поверхности Земли - континентов и океанов - тоже совсем неравномерно. Одно полушарие почти полностью занято Тихим океаном, а континенты - Евразия, Африка и Австралия - собраны в довольно компактную группу. Может быть, большинство лунных морей сконцентрировалось на видимой стороне совершенно случайно?

Материалы фотографирования обратной стороны Луны 1965 г. дали советским ученым возможность вновь, так же как и после полета «Луны-3», внести в Международный Астрономический Союз предложения относительно наименований деталей лунного рельефа, выявленных на невидимом полушарии. XIV Генеральная Ассамблея Международного Астрономического Союза, состоявшаяся в августе 1970 г. в Англии, утвердила список вновь принятых названий более чем 500 объектов. Среди деятелей мировой науки и техники в новых названиях увековечены имена Аль-Бируни, С. В. Ковалевской, Н. Е. Жуковского, П. Л. Чебышева, Э. Галуа, Н. Винера, Р. Коха, Г. Менделя, Н. И. Кибальчича, С. П. Королева, Ю. А. Гагарина.

Новые названия станут достойным памятником тем, кто посвятил свою жизнь прогрессу человечества.

В том же 1965 г., когда «Зонд-3» выполнил фотографирование обратной стороны Луны, в Советском Союзе проводился ряд запусков с целью отработки элементов мягкой посадки на лунную поверхность. Последними звеньями в цепи отработочных запусков были полеты «Луны-7» и «Луны-8».

Первая мягкая посадка на Луну советской автоматической лунной станции «Луна-9». Закрытая теплоизоляцией автоматическая станция помещалась над тормозной двигательной установкой. На высоте около 75 км от лунной поверхности перед включением тормозной двигательной установки с помощью сжатого газа надувались амортизирующие баллоны. На заданной высоте автоматическая лунная станция, защищенная надутыми баллонами, отделялась и плавно опускалась на поверхность. Амортизационные баллоны отбрасывались в стороны, и корпус станции принимал устойчивое вертикальное положение: Последующим этапом было открытие лепестковых антенн и телевизионный обзор окружающей местности.

Детальное изображение лунной станции

3 февраля 1966 г. в 21 час 45 минут 30 секунд московского времени советская станция «Луна-9» совершила мягкую посадку на поверхность Луны в Океане Бурь и впервые «посмотрела» на лунный ландшафт «глазами автоматического космонавта».

Значение полета «Луны-9» можно поставить в один ряд с такими выдающимися событиями космического века, как запуск первого искусственного спутника Земли и первый пилотируемый полет Юрия Гагарина.

«Луна-9» положила конец вековому спору о структуре поверхностного слоя Луны. В результате телепередач с борта «Луны-9» гипотеза повсеместного пылевого покрова в лунных морях была отвергнута. Изучение панорам лунной поверхности позволило, ученым сделать много важных заключений о взаимодействии Луны с окружающей ее межпланетной средой.

Научное и техническое значение первой мягкой посадки на Луну огромно. Больше того, в результате этого достижения советской науки для человечества был преодолен как бы психологический барьер. Трудно, очень трудно быть первыми. А при решении научных проблем первому трудно еще и. потому, что вообще-то можно оказаться на неверном пути. Если обратиться к истории науки, то известно много примеров, когда десятки, сотни и даже тысячи лет ученые тратили силы на решение проблем, которые, как оказывалось впоследствии, вообще не имеют решений. Мы уже приводили в пример тщетные поиски доказательств пятого постулата Евклида у математиков. Так же было с поисками вечного двигателя и мирового эфира у физиков. И ныне специалистам в области космонавтики предстояло найти тот единственно рациональный путь, те средства, с помощью которых можно в целости и сохранности опустить на поверхность Луны приборы и оборудование. А сведения, которые могли сообщить об этой поверхности астрономы, были отнюдь не исчерпывающими.

Успешно справившись с проблемой доставки научных приборов на иное небесное тело, советские ученые как бы открыли «зеленую улицу» другим аппаратам. После этого эксперимента не оставалось никаких сомнений, что космонавтика на правильном пути, что посадка на Луну сколь угодно сложного оборудования и людей принципиально возможна.

Мягкая посадка «Луны-9» - один из триумфов советской науки. И как не вспомнить здесь тех, чей труд вложен в проектирование ракетно-космической техники, чьи руки воплощают чертежи в металл. Огромные заслуги в становлении и развитии советской космонавтики принадлежат выдающемуся ученому и конструктору, дважды Герою Социалистического Труда, лауреату Ленинской премии, академику Сергею Павловичу Королеву.

Советская почтовая марка с изображением первого искуственного спутника Луны - автоматической станции 'Луна-10'

Сергей Павлович Королев не дожил до осуществления мягкой посадки космического аппарата на Луну. Он ушел из жизни безвременно, в возрасте 59 лет, в январе 1966 г. Но дело, которое начали В нашей стране последователи и ученики К- Э. Циолковского, дело, которому посвятил свою жизнь С. П. Королев, продолжают теперь тысячи ученых и конструкторов.

Вслед за посадкой «Луны-9», через два месяца, состоялась новая космическая премьера. Советская «Луна-10» открыла счет искусственным спутникам Луны, Полет «Луны-10» впервые позволил собрать данные о гравитационном поле Луны. Первый искусственный спутник доставил в окололунное пространство разнообразное научное оборудование: пьезоэлектрические счетчики ударов метеорных частиц, чувствительный трехкомпонентный магнитометр, инфракрасный датчик теплового излучения, аппаратуру для изучения солнечной плазмы и радиационной обстановки. Важное место среди приборов спутника занимал гамма-спектрометр.

Гамма-спектрометр - прибор для регистрации интенсивности и спектрального состава естественного радиоактивного излучения горных пород. Породы земной коры в той или иной степени содержат радиоактивные вещества, испускающие гамма-лучи. Среди радиоактивных элементов земной коры преобладают уран, торий и радиоактивный изотоп калия. Наибольшее количество этих элементов находится в гранитах, беднее ими базальты.

Граниты и базальты представляют две очень распространенные группы земных пород. Граниты - крупнокристаллические глубинные породы - возникали в условиях высоких давлений земных недр. Базальты, напротив, являются породами излившимися и преобладают среди вулканических продуктов земной коры. Как мы уже говорили, по современным представлениям, развитым академиком А. П. Виноградовым, базальты рассматриваются как легкоплавкая фракция вещества Земли, которая в процессе разделения вследствие «зонного плавления» непрерывно вытеснялась во внешние оболочки планеты.

Характер гамма-излучения позволил судить о природе лунных пород. В результате анализа полученных гамма-спектров было впервые показано, что на поверхности Луны в лунных морях залегают породы, близкие по составу к земным базальтам.

За «Луной-10» последовали советские спутники Луны «Лу-на-11» и «Луна-12». Второй из них нес на борту, в числе прочего, и фотографическую аппаратуру.

«Луна-13» - еще один посадочный аппарат, помимо фототелевизионного комплекса, опустил на поверхность Луны целую лабораторию для испытания прочности и плотности лунного покрова. В числе приборов станции находились измерительный штамп-грунтомер, динамограф и радиационный плотномер. «Луна-13» впервые «потрогала» лунный грунт.

Осенью 1968 г. советские космические аппараты серии «Зонд» впервые прошли по трассе Земля - Луна - Земля. Огибая Луну, они возвращались к Земле, входя в ее атмосферу со второй космической скоростью. Так впервые была решена задача возвращения космических аппаратов из межпланетных полетов.

«Зонды» продолжали фотографирование лунной поверхности и исследование окололунного пространства.

Параллельно с советской программой исследования Луны разворачивали работы и американские специалисты. Первое поколение американских лунных аппаратов носило название «Рейнджер», что значит по-русски «бродяга, скиталец». Полеты только трех последних аппаратов этой серии были успешными. Перед ударом о лунную поверхность они передавали на Землю телевизионные изображения района своего падения.

В июне 1968 г., через четыре месяца после советской «Луны-9», совершил мягкую посадку на Луну первый американский космический аппарат серии «Сервейор» - «обследователь». Аппараты этой серии, так же как и советские автоматы, занимались анализом свойств лунного грунта. Информация о химическом составе грунта, полученная с «Сервейоров», подтвердила данные, которые ранее были получены советскими учеными по результатам гамма-спектрометрических измерений.

Американский космический аппарат 'Сервейор'

В 1966 - 1967 гг. выходили на орбиты спутников Луны американские аппараты серии «Лунар орбитер» - «лунный спутник». Они фотографировали избранные участки лунной поверхности.

Большинство знаний, которые приобрела в космическую эру наука о Луне, было получено в результате полетов космических автоматов. Собранные автоматами сведения позволили - хотя и с огромным риском - осуществить полет на Луну человека.

Вслед за советскими «Зондами» первый пилотируемый полет по трассе Земля - Луна - Земля совершил космический корабль «Аполлон-8» с экипажем в составе Бормана, Ловелла и Андерса.

Первая высадка на Луну была поручена экипажу «Аполлона-11». Восьмидневный полет «Аполлона-11» начался солнечным утром 16 июля 1969 г. Ракета-носитель «Сатурн V» высотой в 40-этажный дом, сжигая ежесекундно по 15т горючего, за несколько минут вытолкнула космический корабль на околоземную «орбиту ожидания».

Экипаж «Аполлона-11» возглавлял Нейл Армстронг. Двумя другими членами экипажа «Аполлона-11» были полковник Эдвин Олдрин и подполковник Майкл Коллинз.

Проверив на околоземной «орбите ожидания» основные системы своего космического корабля, экипаж «Аполлона-11» получил разрешение взять курс на Луну.

Половина пути была преодолена им за 25 часов. Словно у автомобиля, взбирающегося на крутую гору, скорость движении «Аполлона-11» неуклонно падала, покуда он не пересек невидимый гравитационный «водораздел» между сферами тяготения Земли и Луны. С этого момента скорость его начала возрастать. Но на вторую половину пути «Аполлону» потребовался 51 час.

Затормозив движение корабля специальным двигателем, экипаж «Аполлона-11» вышел на окололунную орбиту. Снова тщательные проверки всех систем, и вот, наконец, Земля разрешает посадку. Командный отсек с Майклом Коллинзом на борту под кодовым названием «Колумбия» остается на окололунной орбите, Посадочный отсек под кодовым названием «Орел» начинает спуск в Море Спокойствия.

Уже на небольшой высоте Армстронг обнаружил, что автоматика ведет корабль прямехонько в кратер размерами с футбольное поле. Вокруг кратера повсюду виднеются «валуны» размером с микролитражную автомашину. Армстронгу пришлось принять управление на себя и резко уйти в сторону. Несмотря на завидное хладнокровие, пульс Армстронга, как отметили на Земле, подскочил с обычных 77 до 156 ударов в минуту.

Контакт «Орла» с лунной поверхностью произошел благополучно 20 июля 1969 г. в 23 часа 17 минут 32 секунды московского времени. Через несколько часов Нейл Армстронг очень медленно спустился по девяти ступенькам довольно шаткой лесенки и, словно купальщик, пробуя холодную воду, с великой осторожностью встал на поверхность Луны. «Один небольшой шаг для человека и какой огромный скачок для всего человечества» - первые слова, сказанные Армстронгом на Луне. Вскоре к нему присоединился Эдвин Олдрин.

С этого момента оба космонавта стали потенциальными разносчиками гипотетической лунной заразы. Что если на Луне существуют микроорганизмы, опасные для человечества? Что если человеческий организм не имеет к этой лунной заразе никакого иммунитета? Хотя возможность биологического заражения Земли лунными микробами теоретически оценивалась как один шанс на сто миллиардов, астронавтам после возвращения на Землю предстоял суровый карантин. Его срок - три недели с момента выхода на лунную поверхность.

Сразу же после выхода Армстронг быстро наполнил карманы скафандра образцами лунных пород на случай аварийного взлета. С помощью телекамеры Армстронг и Олдрин стали демонстрировать Земле приемы лунной ходьбы, которые они называли «стилем кенгуру».

Топая по Луне своими дорогостоящими термозащитными башмаками, Армстронг и Олдрин разместили автоматически сейсмометр и другое оборудование, не спеша собрали коллекцию «документированных» образцов - камней, которые перед взятием' подробно, со всех сторон фотографировались и описывались.

Армстронг и Олдрин оставили на Луне эмблему «Аполлона-1» в память о трагически погибших астронавтах Гриссоме, Уайте и Чаффи. Рядом они положили памятные медали, отлитые в честь Ю. А. Гагарина и В. М. Комарова.

Пробыв на Луне в общей сложности 21 час 36 минут, Армстронг и Олдрин включили на 438 секунд двигатель взлетной ступени «Орла» и после стыковки с «Колумбией» перешли к Коллинзу. Перед этим они тщательно очистились от остатков лунной пищи с помощью пылесосов.

Полет домой из Моря Спокойствия в Тихий океан проходил без происшествий, хотя земной океан и встречал путешественников двухметровой штормовой волной, так что место приводнения пришлось перенести.

Астронавтов встречали с величайшими предосторожностями. Им тотчас передали в люк биологически изоляционные скафандры и несколько раз тщательно дезинфицировали космический корабль. Астронавты быстро прошли в карантинный фургон, который был доставлен на Гавайские острова и оттуда транспортным самолетом в Хьюстон, в Лунную приемную лабораторию.

В Лунной приемной лаборатории (ЛПЛ) астронавты были изолированы от внешнего мира гораздо строже, чем если бы они болели бубонной чумой. В Хьюстон были приглашены все крупнейшие специалисты в области эпидемических заболеваний. Были изучены истории болезней около 700 сотрудников ЛПЛ, которые имели хотя бы самое отдаленное отношение к астронавтам и лунным камням. В условиях небывалой сенсационности, окружавшей полет «Аполлона-11», даже обыкновенный безобидный насморк хотя бы у одного из этих 700 человек мог вызвать панические слухи о распространении «лунной заразы». А что бы случилось, если бы заболел невзначай кто-нибудь из астронавтов?

Для обнаружения биологической активности лунных пород их приводили в соприкосновение с растениями, птицами и животными. Но главный эксперимент заключался в пробах над белыми мышами.

Космический корабль 'Аполлон'

В ходе подготовки к полету «Аполлона-11» микробиологи вывели породу стерильных белых мышей. Во избежание заражения микробами даже роды их были искусственными. К моменту вселения в ЛПЛ Армстронга, Олдрина и Коллинза ученые располагали девятым поколением этих невиданных животных, полностью лишенных иммунологической сопротивляемости. Оберегать их жизнь стоило неимоверных усилий. Их мог отправить на тот свет самый безобидный микроб. Достаточно сказать, что карантин удивительных мышей был втрое строже карантина самих астронавтов.

Вот этих-то мышей и заставляли дышать воздухом, загрязненным лунной пылью, давали им ее в пищу, вводили в кровь через вены. Но здоровье мышей нисколько не пострадало. I в ночь на 11 августа карантинное заточение американских астронавтов благополучно закончилось.

Основной результат, которого добились американские ученые в этом полете,- опробование технических средств для высадки на поверхность Луны человека и возвращения его на Землю. С точки зрения науки было доказано полное отсутствие на Луне органических соединений, точно определен химический состав взятых образцов лунных пород. Изотопным методом был определен также возраст этих пород, который оказался исключительно большим - 3 - 4 млрд. лет.

Согласно решению XIV Генеральной Ассамблеи Международного Астрономического Союза, в порядке редчайшего отступления от традиции, 12 лунным кратерам были присвоены имена живых, здравствующих людей. Шесть кратеров были названы в честь советских первопроходцев космических трасс - Титова, Николаева, Терешковой, Леонова, Феоктистова и Шаталова. Еще шесть кратеров названы именами членов экипажей «Апол-лона-8» и «Аполлона-11» - Бормана, Ловелла, Андерса, Армстронга, Олдрина и Коллинза.