19. Освоение человечеством Солнечной системы

В предыдущей главе мы уже упомянули о важнейшей для нашей проблемы особенности разумной жизни на Земле - ее экспансии в окружающее космическое пространство. Нам очень повезло - этот процесс начался буквально на наших глазах немногим более 20 лет назад, когда был запущен первый советский искусственный спутник Земли. Сейчас спустя 20 лет, приходится только поражаться грандиозности достигнутых успехов. Возникла космическая индустрия, охватывающая огромные комплексы специализированных предприятий. Уже сейчас ближний космос исправно служит человечеству, помогая ему в его практической деятельности. Упомянем хотя бы о ретрансляции телевизионных передач через специализированные спутники связи. Система ретрансляции телевидения через спутники типа "Молния" позволяет смотреть московские телепередачи в самых отдаленных уголках нашей страны. Правда, достойно сожаления, что художественное качество этих передач не всегда соответствует высокому уровню космической техники... Но это уже не имеет прямого отношения к экспансии человечества в космос. Другим аспектом использования ближнего космического пространства для практических нужд народного хозяйства является система непрерывно патрулирующих метеорологических спутников. Метеорологическая служба сейчас действительно стала глобальной. Открывается, например, возможность детально прогнозировать развитие циклонов, тайфунов и других грандиозных пертурбаций земной атмосферы, еще так недавно считавшимися стихийными, не подвластными людям. Без преувеличения можно сказать, что наконец-то метеорология поставлена на прочную экспериментальную основу.

Рис. XXXI. Снимок, доставленный на Землю автоматической станцией 'Зонд-6'

Весьма многообещающим является применение космической техники для детального прогнозирования урожая на огромных площадях, определения зараженности вредителями труднодоступных участков тайги, рыболовства и других не менее конкретных и актуальных проблем народного хозяйства. Итак, ближний космос уже сейчас поставлен на службу человеческой практики.

Рис. XXXII. Фрагмент панорамы, переданной автоматической станцией 'Луна-13'

Но экспансия человечества в космос этим не ограничивается. После того как первая советская беспилотная автоматическая станция совершила мягкую посадку на поверхности Луны и передала незабываемое изображение кусочка лунной поверхности, усеянного камнями (рис. XXXII), наш вечный спутник стал объектом настоящей атаки со стороны исследователей. Важным шагом этой волнующей эпопеи была высадка американских астронавтов Армстронга и Олдрина на поверхности Луны в районе моря Спокойствия 20 июля 1969 г., а затем и других экипажей "Аполлонов" (рис. 47 и 48). Известная фраза Армстронга "Это маленький шаг для одного человека, но гигантский шаг для всего человечества" хорошо выражает сущность неодолимого процесса экспансии разума в космическое пространство. Сама по себе высадка астронавтов на Луне, их многочасовая работа там по установке научной (в частности, сейсмической) аппаратуры, сбор образцов пород, старт с Луны, стыковка на окололунной орбите с орбитальным отсеком, который все время патрулировал, и, наконец, благополучное возвращение на Землю и приводнение в заданном месте - это ли не чудо современной техники, это ли не демонстрация тех возможностей, которые заложены в человеке!

Рис. 47. Экипаж 'Аполлона-11' на Луне

Вряд ли скоро сгладится в памяти людей эпопея "Аполлона-13", потерпевшего аварию и, благодаря великолепному мастерству астронавтов, благополучно вернувшегося на Землю буквально "на последнем крыле". Этот эпизод наглядно показал, что освоение космоса - не туристская прогулка, а предприятие, полное опасности и риска. Ибо трудно исключить возможность того, что какая-нибудь деталь системы, одна из десятков тысяч, не сработает. Так же, как были жертвы (и немалые!) в эпоху Великих географических открытий, так же они будут и при освоении космоса - дело это необычно трудное и новое. Однако задача состоит в том, чтобы эти жертвы были сведены к минимуму.

Рис. 48. Экипаж 'Аполлона-11' на Луне

В нашей стране освоение Луны идет по линии спуска на ее поверхность автоматических беспилотных станций. Великолепным достижением является длительная работа на поверхности нашего естественного спутника подвижного аппарата "Луноход-1" (рис. 49). Этот космический вездеход проработал на Луне 10 1/2 "лунных суток", перенес несколько томительно-длинных лунных ночей, с их непомерным холодом, когда температура падала до - 150°. "Луноход" прошел по каменистой, сложного профиля поверхности Луны свыше 10 километров. Еще более далекое путешествие совершил по лунной поверхности аппарат "Луноход-2", прошедший за 5 лунных дней расстояние в 37 км. Несомненно, вслед за первыми советскими "Луноходами" на поверхности Луны будут функционировать другие автоматы сложной конструкции и разнообразного назначения. Советские автоматические капсулы осуществляли бурение лунного грунта и доставили на Землю образцы лунных пород.

Рис. 49. 'Луноход-1'

Не за горами то время, когда на Луне будет сооружена постоянно действующая автоматическая обсерватория. Она может время от времени посещаться космонавтами-учеными, которые будут забирать накопившиеся научные материалы (например, фотопленки). Разумеется, часть информации автоматическая обсерватория будет посылать на Землю по телеметрическим каналам. Уже давно астрономы поняли, что Луна является превосходной платформой для астрономических наблюдений. Недаром знаменитый американский астроном Саймон Ньюкомб еще в прошлом веке шутливо заметил, что после смерти души настоящих астрономов должны попадать на Луну, где условия для наблюдений должны быть идеальны...

Правда, в настоящее время далеко не ясно, какой тип космической обсерватории лучше - установленный на Луне или на большом искусственном спутнике с весьма вытянутой орбитой, большая полуось которой близка к радиусу лунной орбиты. Несомненно, есть такие астрономические наблюдения, для которых последний вариант является предпочтительным. Например, радиоинтерферометрия со сверхдлинными "космическими" базами. Известно, что применение таких интерферометров, антенны которых разделены на межконтинентальные расстояния порядка многих тысяч км, позволило достигнуть в радиоастрономии разрешающей способности (определяемой формулой φλ/d, где λ - длина волны, d - расстояние между антеннами) около 10^-3 секунды дуги, что в сотни раз лучше, чем в оптической астрономии. Именно этим методом удалось получить основную информацию о "космических мазерах" на волнах 18 и 1,35 см, о чем речь шла в гл. 4. Однако дальнейшему повышению разрешающей способности таких радиоинтерферометров мешают... ограниченные размеры земного шара! И тогда естественно возникает проект: надо удалить две антенны такого интерферометра на космическое расстояние. Одна большая антенна будет находиться на Земле, в то время как другая более скромных размеров должна быть установлена на борту искусственного спутника с вытянутой орбитой. Таким образом, расстояние между антеннами (или, как принято говорить в радиоастрономии, "база") будет не только большим, но и переменным. Последнее обстоятельство особенно важно, так как оно в принципе позволяет определить угловые размеры и даже форму источника. Мы довольно подробно остановились на этой актуальной проблеме современной радиоастрономии еще и потому, что в будущем она может иметь серьезное значение для нашей основной проблемы - обнаружения удаленных цивилизаций и установления контакта с ними. Совсем недавно на пилотируемом космическом корабле "Салют" был установлен и впервые испытан космический радиотелескоп, с диаметром зеркала 10м. Схема компоновки орбитальной станции "Салют-6" с установленным на ней космическим радиотелескопом КРТ-10 приведена на рис. 50.

Рис. 50. Космический радиотелескоп КРТ-10 на станции 'Салют-6'

Вернемся теперь к Луне как вероятной платформе для большой современной автоматической обсерватории. Если для радиоинтерференционных наблюдений наш естественный спутник не совсем удобен (так как база такого интерферометра меняется лишь в незначительных пределах), то для такой очень важной области современной науки, как рентгеновская астрономия, Луна, по-видимому, является весьма удобной платформой.

Помимо чисто астрономических наблюдений на такой обсерватории могут проводиться и специфические "селено-физические" наблюдения, например, сейсмические, метеорные, корпускулярные и многие другие. Таким образом, есть круг научных проблем, который должен решаться на стационарной лунной обсерватории, в то время как другие проблемы целесообразно решать на специализированных спутниках.

Необходимо подчеркнуть, что речь идет о совершенно реальных, ближайших задачах науки, которые будут решаться в восьмидесятых годах нашего столетия.

Однако начавшееся исследование околоземного космического пространства и Луны - это лишь первый шаг в освоении человечеством Солнечной системы. И уже сейчас мы являемся свидетелями следующего этапа. Речь идет о впечатляющих полетах советских и американских автоматических космических станций на Венеру, Марс, и в самое последнее время, к Юпитеру и Сатурну. В гл. 16 и 17 мы уже использовали основные научные результаты, полученные во время этих выдающихся полетов. Стоит еще раз остановиться на двух выдающихся достижениях советской космонавтики. Речь идет о мягкой посадке наших космических аппаратов на поверхности Венеры и Марса. Эти великолепные достижения имеют принципиальное значение: ведь впервые со времени существования Солнечной системы предметы с одной планеты переместились на другие! Но здесь речь идет не просто о предметах - эти совершенные создания человеческого разума волею людей как бы изменили генеральный план Солнечной системы. Пока - ничтожно мало, но, как говорится, "лиха беда начало"... Для посадки на Венеру советской капсуле пришлось преодолеть серьезные трудности, связанные с огромным давлением на поверхности этой планеты, а также с весьма высокой температурой. Преодолев все эти трудности, советская капсула передала бесценной важности научную информацию о температуре, давлении и даже о химическом составе на всей трассе спуска, вплоть до поверхности планеты. Другого типа трудности пришлось преодолеть при выполнении мягкой посадки на Марс. Выпущенная с борта советского космического корабля "Марс-2" капсула преодолела чудовищной силы пылевую бурю, разыгравшуюся в это время на поверхности красной планеты. Скорость ветра достигала 300 км/час, что намного больше, чем во время самых свирепых штормов на Земле.

Одновременно с советскими космическими кораблями "Марс-2" и "Марс-3" красную планету исследовал американский "Маринер-9", получивший серию фотографий поверхности Марса, а также его спутников.

Заметим, что до космической эры астрономы понятия не имели о том, как выглядит поверхность Марса. Даже лучшие фотографии планеты не могли разрешить детали поверхности, размеры которых меньше нескольких сотен километров. Только полет "Маринера-4" выявил наличие на поверхности Марса кратеров (см. рис. XIX).

Еще в 1962 г. мы предложили идею окончательного решения проблемы спутников Марса путем их фотографирования с борта автоматической станции, вышедшей на орбиту вокруг Марса. Следует подчеркнуть, что такое фотографирование есть задача далеко не простая. Требуется высокая точность наведения автоматической станции на цель и безупречная работа всех систем. В частности, должна быть обеспечена автоматическая наводка фотографической камеры на спутники.

Эта задача была решена американской автоматической станцией "Маринер-9" в самом конце 1971 г. Фотография, приведенная на рис. XXXIII дает изображение Фобоса, полученное с расстояния 5540 км. Этот спутник представляет собой огромную каменистую глыбу, наибольший размер которой достигает 21 км. В общем, он имеет овалоидную форму, но поверхность его сильно разрушена. Вверху слева край Фобоса имеет явно "поврежденный" вид: значительный его кусок, по-видимому, откололся в далеком прошлом, когда произошло какое-то сильное столкновение с другим космическим телом.

Рис. XXXIII. Фотография Фобоса, Полученная АМС ' Маринер-9'

Вообще поверхность Фобоса вся изрыта кратерами - следами столкновений с какими-то космическими телами, скорее всего - астероидами. На другом снимке, снятом при изменившихся условиях освещенности Фобоса Солнцем, вверху виден огромный кратер с диаметром около 7 км, что составляет примерно одну треть размеров спутника. Этот кратер,скорее всего, образовался при столкновении Фобоса с небольшим астероидом. На обеих фотографиях обращает на себя внимание большая нерегулярность линии терминатора, отделяющей освещенную часть спутника от неосвещенной. Это говорит о большой "изрытости" поверхности. Полученная на "Маринере-9" фотография другого спутника Марса - Деймоса, приведена на рис. XXXIV. На этом снимке вблизи терминатора хорошо видны два довольно больших кратера поперечником около 1,5 км.

Рис. XXXIV. Фотография Деймоса, полученная АМС 'Маринер-9'

Деймос также имеет овалоидную форму с размерами 12X13,5 км. Размеры спутников Марса оказались приблизительно в 1,5 раза больше, чем это принималось раньше (см. начало этой главы). Это объясняется тем, что отражательная способность их поверхностей значительно меньше, чем у Марса, и близка к отражательной способности Луны.

Несомненно, что спутники Марса очень стары, скорее всего, их возраст близок к возрасту Марса и вообще всей Солнечной системы. Это следует из структуры их поверхности, носящей следы интенсивных бомбардировок большим количеством метеоритов. Такая плотность метеоритного вещества могла быть только на ранних этапах эволюции Солнечной системы. Пока еще не ясно, как в процессе эволюции орбиты спутников Марса стали почти круговыми, лежащими почти точно" в экваториальной плоскости Марса. Может быть, такие орбиты есть результат воздействия приливов и непрерывной бомбардировки поверхности спутников метеоритными частицами?

В дополнение к двум естественным спутникам сейчас вокруг красной планеты обращаются несколько искусственных спутников. Они, конечно, маленькие и вряд ли окажутся долговечными - из-за возмущения Солнца они в конце концов врежутся в поверхность Марса. Но что будет через несколько десятилетий? Несомненно, количество и размеры земных искусственных спутников, обращающихся вокруг Марса, станут больше. Кто знает - не будут ли сооружены автоматические обсерватории на Фобосе или Деймосе? Сооружение таких обсерваторий имело бы, в частности серьезное значение для систематической службы Солнца.

В главе 16 уже шла речь о замечательном полете американской автоматической межпланетной станции "Пионер-10". Весьма примечательно, что после выполнения программы наблюдения Юпитера "Пионер-10" покинет пределы Солнечной системы и навсегда уйдет в глубины межзвездного пространства. Это произойдет из-за возмущения его движения вокруг Солнца притяжением Юпитера. Ему выпадет редкая доля - блуждать в невообразимо огромных пространствах Галактики многие миллиарды лет. Вероятность его столкновений с каким-либо космическим телом заметной массы, например, с астероидом, невообразимо мала. Непрерывная бомбардировка его поверхности межзвездными атомами водорода через миллиарды лет приведет к образованию на его поверхности своеобразной "окалины". Но общий вид творения рук человеческих не изменится сколько-нибудь существенным образом. Полет "Пионера-10" - это первый прорыв человечества в Галактику.

Есть, конечно, ничтожная, невообразимо малая вероятность того, что когда-нибудь, через многие миллионы лет, неведомые нам высоко цивилизованные инопланетные существа обнаружат "Пионер-10" и встретят его как посланца чужого, неведомого им, мира... На этот случай внутри "Пионера-10" заложена стальная пластинка с выгравированными на ней рисунком и символами, которые дают минимальную информацию о нашей земной цивилизации (рис. 51). Что же там изображено? Прежде всего, вполне реалистическое изображение представителей человеческой расы. Вверху слева два кружочка символизируют протон и электрон, образующие атом водорода. Горизонтальная линия между ними символизирует знаменитую водородную линию 21 см, одновременно являющуюся масштабом длины и времени. Отсюда, сравнивая эту метку с размерами изображения человеческих существ, разумные "внеземляне" получат представление о росте людей. Легко убедиться, что рост мужчины около 180 см, женщины - 164 см...

Рис. 51. Стальная пластинка с рисунками и символами станции 'Пионер-10'

Внизу дана схема нашей Солнечной системы, откуда была послана пластинка. Большой кружок слева символизирует Солнце. Справа от него в одну линию выстроились 9 планет. Они расположены в порядке растущих расстояний от Солнца. Последние выражены над и под символами соответствующих планет в Двоичной системе, причем единицей длины является длина волны линии 21 см. От третьей по порядку удаленности от Солнца планеты (Земли) линия идет к шестой (Юпитеру) и кончается стрелкой, над которой схематически представлено изображение автоматической межзвездной станции "Пионер-10". В большем масштабе это схематическое изображение выгравировано за человеческими фигурами. Заметим, кстати, что конструктивно "Пионер-10" выполнен очень просто: он представляет собой параболическую антенну, сзади которой находится коробка. Особенно любопытна звездообразная фигура в левой части рисунка. Она должна помочь "инопланетчикам" найти то место в Галактике, откуда была запущена межпланетная станция, и время запуска. Каждый луч дает направление от Солнца на пульсар, причем длина луча пропорциональна расстоянию между Солнцем и и пульсаром. Периоды соответствующих пульсаров выражены в двоичной системе на каждом отрезке. Они выражены в принятых "натуральных" единицах через частоту, соответствующую линии 21 см (1420 МГц). Самый длинный горизонтальный луч дает расстояние от Солнца до центра Галактики.

Надо ясно понимать, что двигаясь по отношению к ближайшим звездам со скоростью 10-20 км/с, "Пионер-10" достигнет ближайших звезд только через сотни тысяч лет. А за миллионы и десятки миллионов лет периоды пульсаров сильно изменятся - ведь они непрерывно увеличиваются, причем по-разному для разных пульсаров (см. гл. 5). Кроме того, за это время их положение по отношению к Солнцу также изменится. "Инопланетчикам" придется решать не простую задачу: в каком месте Галактики и когда реализовалась ситуация схематически представленная в виде звезды в левой части рис. 51. Но ведь они, наверное, очень умные, знают все пульсары в Галактике наперечет (а их должно быть больше 100 000) и знают, по какому закону меняется каждый период...

Страшновато, правда, подумать, что через многие миллиарды лет, когда, может быть, эта пластинка будет изучаться инопланетными разумными существами, земной цивилизации уже, вероятно, не будет. Ну, что же - космическая археология - тоже наука...

Если же говорить серьезно, то для инопланетной цивилизации (если она, конечно, есть) несравненно более вероятно высадиться на Землю, чем найти ее ничтожно малый "осколок" - "Пионер-10",