Космические аппараты на службе астрономии

Космические полеты открыли принципиально новый этап в исследовании планет Солнечной системы. Как уже отмечалось, наземная наблюдательная астрономия была лишена возможности "прямого контакта" с исследуемыми ею объектами. Космическая техника позволила приступить к "экспериментальной стадии" изучения тел Солнечной системы. Очевидно, со временем посредством традиционных наземных наблюдений также удалось бы добыть эти данные. Поэтому без преувеличения можно утверждать, что при изучении Солнечной системы автоматические космические средства являются законными преемниками классической астрономии. И, как и подобает достойному преемнику, он намного превзошел своего предшественника: полученные таким образом результаты весьма значительны. Если просмотреть сегодняшние работы об исследованиях Луны, то легко заметить, что по своему стилю они скорее напоминают публикации геолого-минералогического, а не астрономического характера. Например, анализ лунного грунта выдвинул массу вопросов, которые никак нельзя отнести к компетенции астрономии.

'Луноход-1' (СССР) - первый в мире лунный транспорт

Сегодня при планировании полетов к космическим "соседям" Земли совместно работают не только астрономы и астрофизики, но и геологи, химики, биологи и ученые многих других специальностей. Тенденция к смежным исследованиям, которая впервые наметилась с приходом в астрономию физиков, сейчас заметно развилась; космические исследования способствовали значительному прогрессу многих научных направлений.

Использование космических аппаратов заставило специалистов существенно пересмотреть прежние представления о ближайших к нам небесных телах. Наиболее ярким примером в этом отношении является Марс. Его исследования в течение столетий не принесли и малой доли тех результатов, которые за относительно короткий период добыли автоматические космические аппараты (КА). Когда в 1964 г. американский космический аппарат "Маринер-4" передал на Землю фотоснимки марсианской поверхности, полученные с расстояния порядка 10 000 км, астрономы пережили одно из самых величайших потрясений в истории планетных исследований. Марс, который всегда считался неким подобием Земли и в связи с этим рассматривался как основной "претендент" на роль "обители" жизни, оказался в гораздо большей степени подобен Луне. Его усеянная кратерами поверхность давала основания предполагать, что они возникли в результате тех же явлений, которые создали кратеры на Луне. Вслед за советским спускаемым К А, который в 1971 г. опустился на поверхность Марса, - правда, он функционировал там очень недолго -в 1977 г. на марсианской поверхности оказались два посадочных отсека американских КА "Викинг-1" и "Викинг-2". С их помощью были добыты многочисленные сведения о планете, а также серии очень детальных цветных снимков поверхности Марса. К сожалению, на интереснейший вопрос о возможном наличии на Марсе каких-либо форм или хотя бы зачатков жизни пока еще не получено окончательного ответа. Эти эксперименты вновь подтвердили правильность курса на исследование планетной системы посредством автоматических аппаратов. "Викинги" внесли серьезный вклад в изучение Марса, существенно изменив наши представления об этой планете.

Космическая орбитальная станция 'Салют-6' (справа) и космический корабль 'Союз'

Теперь уже пошатнулся тезис о "лунном подобии" Марса. Хотя немало фотоснимков его поверхности действительно свидетельствовало о его сходстве с нашим естественным спутником, тем не менее по многим деталям поверхность Марса напоминала земную. Самая малая по размерам и ближайшая к Солнцу планета нашей системы - Меркурий - оказалась на фотографиях, сделанных с американской межпланетной станции "Маринер-10", чрезвычайно похожей на Луну.

Поверхность Марса в месте посадки 'Викинга-2' (сентябрь 1976 г.)

Благодаря успешной работе советских автоматических межпланетных станций кое-что удалось узнать и о Венере. Она по праву считается самой таинственной планетой, потому что никакой оптический телескоп не в состоянии проникнуть сквозь толщу облачного покрова этой планеты и что-либо узнать о деталях ее поверхности. В конце эпохи классических исследований Венеры была разработана ее примерная модель: предполагалось, что температура на поверхности планеты примерно на 60° выше, чем вблизи земной поверхности. По данным астрофизиков, Венера должна быть окружена теплой и влажной атмосферой, состоящей преимущественно из углекислого газа. Эта модель соответствовала условиям, которые, согласно различным гипотезам, должны были господствовать на нашей планете сотни миллионов лет назад. Отсюда был сделан вывод, что, возможно, сейчас на Венере имеет место эпоха, напоминающая каменноугольный период земной истории. Воображению исследователей рисовались огромные папоротниковые и плауновые леса, кишащие динозаврами.

Однако реальность опровергла эти фантазии. С тех пор как советские станции серии "Венера" начали в 1961 г. непосредственное исследование планеты, все эти представления развеялись как дым. Особое потрясение вызвала "Венера-3", совершившая в 1965 г. первую мягкую посадку на поверхность Венеры. Последняя оказалась планетой с очень плотной атмосферой: у самой поверхности она была по крайней мере в 60 раз плотнее земной атмосферы на уровне моря. Температуры вблизи поверхности Венеры достигают 750 К. Химический состав атмосферы на 97% представлен углекислым газом, имеются некоторые следы кислорода, но почти никаких следов воды.

Последующие полеты советских станций к Венере в основном подтвердили эту картину, несколько расширив и уточнив ее. В конце 1976 г. в результате благополучных посадок станций "Венера-9" и "Венера-10" на Землю впервые были переданы изображения поверхности планеты. Несмотря на слабую освещенность в местах посадок и сложное строение венерианской атмосферы, они оказались весьма хорошего качества.

Большие сюрпризы принес и первый пролет в декабре 1973 г. американского КА "Пионер" вблизи планеты-гиганта Юпитера. Хотя этот космический разведчик, 21 месяц добиравшийся до планеты, наблюдал ее лишь с расстояния 150 000 км (к тому же продолжая двигаться со скоростью 131 000 км/ч), стало совершенно очевидно, что "в энциклопедиях и школьных учебниках необходимо заново переписать все главы, касающиеся Юпитера". Эта планета обладает мощным магнитным полем, более чем в 10 раз превосходящим земное. Новые данные были получены также при обработке 336 цветных изображений планеты. Наряду с такими известными явлениями, как мощный пояс облаков вблизи экватора или обнаруженное еще несколько столетий назад большое Красное Пятно, были открыты атмосферные возмущения большой пространственной протяженности. Причиной этих явлений считают гигантские вихревые бури, возникающие в атмосфере планеты. Поскольку Юпитер принадлежит к другой группе планет, чем Меркурий, Венера, Земля и Марс, то естественно, что специалисты с нетерпением ожидают дальнейших результатов исследований таких планет-гигантов^*.

^*(В настоящее время полет к внешним планетам Солнечной системы осуществляют американские К А серии "Вояджер". - Прим. перев.)

Приведенные примеры убедительно показывают, что использование космических аппаратов для изучения Солнечной системы представляет собой огромный скачок вперед в развитии астрономии. Возможности этого нового чрезвычайно перспективного метода в полной мере раскроются, когда космические аппараты будут посланы к кометам и астероидам; спутники, сделанные руками человека, станут обращаться вокруг планет и даже самые дальние планеты Солнечной системы попадут в сферу действия автоматических посланцев людей.

Центр управления полетом (СССР)

Однако было бы совершенно неправильным, восторгаясь этими удивительными успехами-а их еще, видимо, немало принесет наше столетие,- рассматривать классическую астрономию как "вчерашний день" в исследовании Вселенной. В обозримое время космические летательные аппараты не смогут "выбраться" за пределы Солнечной системы. Об исследовании таким путем более удаленных объектов Вселенной пока остается только мечтать.

Сегодня возможность достижения звезд в принципе представляется весьма сомнительной. Так, даже при самом совершенном - по нынешним понятиям - ракетном топливе (скажем, ядерном) продолжительность полета к ближайшим звездам оказывается огромной. При самых благоприятных соотношениях массы горючего, необходимого для столь длительного путешествия (не менее чем в 20 световых лет), и массы космического корабля полет продолжался бы около 30 лет.

Предполагается, что прямые исследования ближайших звезд с помощью космических кораблей, возвращающихся на Землю, только тогда могли бы рассчитывать на успех, если бы удалось использовать энергию "аннигиляции", т.е. полного превращения в энергию определенной массы вещества.

Посылка к ближайшим звездам космических аппаратов без их возврата на Землю принципиально возможна, но лишена практического смысла. Допустим, мощность передатчиков окажется вполне достаточной для связи с космическим аппаратом в течение нескольких световых лет. Но тогда и сигналы, посланные кораблю, и сообщаемая им информация опять же "путешествовали" бы несколько лет, так что осмысленная сверхдальняя связь в этом случае почти исключена.

Поэтому все надежды на исследование глубин космоса в ближайшем будущем строятся на использовании телескопов, выведенных за пределы земной атмосферы.