|
ФPAГMEHT КНИГИ
А. Лазарев, Ю. Коптев
ВИЖУ ДНО ОКЕАНА!
Во время космического полета бывают такие периоды, когда космонавты подолгу не видят суши. На многие сотни, даже тысячи километров внизу раскинулся Мировой океан. Лишь кое-где вдали видны полоски земли. Казалось бы, унылое зрелище. Но это не так. Если присмотреться внимательнее, океан поражает обилием красок.
Космонавт Александр Александров рассказывал, что в свободное 144 время они с Владимиром Ляховым В. А. Джанибеков и С. Е. Савицкая во время тренировок в гидробассейне Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина.
устраивались возле иллюминаторов. Бортинженеру было интересно смотреть на горы и пустыни, моря и леса, командир же с большим удовольствием смотрел на океаны. И не глазами простого созерцателя, а опытным взглядом исследователя.
Как это ни странно, но глаз космонавта оказался на борту орбитальной станции самым совершенным оптическим прибором. Он способен различать разницу в освещенности воды всего в 1 — 2 процента. Современные же фотоаппараты «видят» раз в десять хуже, а телевизионные камеры еще больше проигрывают в соревновании с нашими органами зрения. Поэтому нет ничего удивительного в том, что космонавты так много времени проводят у иллюминаторов, тщательно записывая все увиденное.
«А не скучно ли смотреть на планету, ведь там уже почти все стало привычным?» — спросил во время очередного сеанса связи у Леонида Кизима кто-то из журналистов. «Это на первый взгляд кажется, что океан одинаков, — ответил космонавт, — на самом деле наблюдать его необычайно интересно».
Об этом говорил еще Юрий Гагарин. Он отмечал, что голубой цвет океана при наблюдении с орбиты не кажется неизменным, на нем хорошо видны районы, имеющие различную окраску, отчетливо выделяется прибрежная полоса.
«В первые дни полета, когда еще не полностью адаптируешься к невесомости, может показаться, что цвет поверхности океана везде одинаков. Но постепенцо острота зрения усиливается — об этом свидетельствуют все космонавты, которые совершали длительные экспедиции — и начинаешь различать малейшие оттенки цветов», — добавляет Владимир Соловьев.
Именно этим же — адаптацией глаз — объясняется и поразившая еще в первых полетах особенность космонавтов зачастую видеть на фоне океана довольно маленькие для такой высоты объекты, например корабли. Долгое время подобным сообщениям даже не верили, считали, что это просто мираж. Но число таких случаев все увеличивалось, и появление во время пребывания на орбите «орлиного зрения» пришлось признать даже самым отъявленным пессимистам. Сейчас оно стало общепризнанным фактом.
Почти все, кто побывал в космосе, легко обнаруживали в океане так называемые синоптические вихри. И хотя они не имеют грандиозных размеров, тем не менее оказывают довольно большое влияние на погоду. Некоторые из них имеют зеленоватый цвет. Это означает, что в этом месте происходит подъем глубинных вод.
Такие районы интересны не только метеорологам, но и рыбакам, так как здесь начинает бурно развиваться жизнь, а это привлекает рыбу. Там же, где вихри голубые, вода уходит вниз, на глубину. Тут хороших уловов не жди.
В появлении в океане вихрей никакой экзотики нет, это вполне обыденное явление. А вот «Протонам» — Владимиру Ляхову и Валерию Рюмину, можно сказать, повезло. Однажды в Центре управления полетом раздались взволнованные голоса с орбиты: «В двухстах пятидесяти — трехстах километрах восточнее африканского побережья видим необычайное явление: море словно вспухло валом длиной около ста километров». — «А не экватор ли вы увидели?» — пошутил находившийся на связи Георгий Гречко. Шутка шуткой, но природа этого явления до сих пор неясна. Полоса «вздыбленной» воды имела ширину всего 1,5 — 2 километра, и от нее было видно даже что-то вроде тени. Возможно, это встретились два океанских течения, а может быть, так себя проявили внутренние глубинные волны.
Ставили специалистов в тупик и другие наблюдения. Так, в августе 1974 года наблюдатели с орбиты столкнулись еще с одним необычным явлением.
Полет космического корабля «Союз-15» проходил нормально. Космонавты Геннадий Сарафанов и Лев Демин занимались штатными экспериментами. В этот раз они вели 145
наблюдение океана в Мозамбикском проливе. Видимость была отличная, солнце хорошо освещало поверхность пролива.
По мере удаления «Союза» от берегов Африки вода в проливе становилась все более темной, а затем неожиданно посветлела. И вдруг совершенно неожиданно космонавты увидели... дно! Оно было покрыто песчаными валами, которые тянулись вдоль пролива. Картина напоминала песчаное дно мелкой речушки. Конечно, валы в проливе были во много раз грандиознее, чем мелкие гребешки на быстринках, но определить их размеры не удалось. Затем вода вновь потемнела, и потянулась прибрежная зона острова Мадагаскар.
Конечно, Сарафанов и Демин не могли определить, из каких именно пород состояли валы. Поэтому слово «песчаные» возникло лишь по аналогии: ведь обычно такая подводная «зебра» на мелководье образуется именно из этого легко гонимого быстрым течением материала.
Благодаря этим наблюдениям тогда же были сделаны два заключения: что в Мозамбикском проливе есть мелководье и что там довольно сильное течение, которое способно перемещать донные отложения. Но отчего удалось увидеть дно — было непонятно.
Через год, в июле 1975 года, члены экипажа второй экспедиции орбитальной станции «Салют-4», Петр Климук и Виталий Севастьянов, опять встретились с этим необычным явлением. Они тоже заглянули сквозь толщу вод, но на этот раз над Атлантикой, а затем и над Средиземным морем. Вот как об этом написал Севастьянов.
«Только что проходили Атлантический океан — от острова Ньюфаундленд до Канарских островов. Исключительно хорошо видны течения в океане. Видно дно океана в районе мелей. Чудо просто!.. Вдоль европей-146 ских берегов Средиземноморья, по-
крытых изумрудной полоской субтропической зелени, под водой просматривается прибрежный шельф и продолжение рельефа континента... Впечатляет интересный вид восточного берега Южной Америки: рельеф континента продолжается под водой. Различимы три террасы, уходящие в глубь океана. На дне отчетливо просматривается продолжение русел рек, которые прорыли себе глубокие каньоны под водой. Далеко в океан выносятся мутные воды Амазонки. Причем можно наблюдать, как они глубинными течениями уносятся под слоем чистой воды».
Видел дно океана в районе Соломоновых островов основной экипаж второй экспедиции «Салюта-6» — Владимир Коваленок и Александр Иван-ченков — в 1978 году, а на следующий год — участники третьей экспедиции. Летчик-космонавт СССР Георгий Береговой рассказывает:
«Шел очередной сеанс связи с экипажем научной станции «Салют-6». Космонавты Владимир Ляхов и Валерий Рюмин вели визуальные наблюдения над Тихим океаном, и вдруг слышим:
— «Заря», сообщите океанологам — видим участок подводного горного хребта.
— Принято, — ответила Земля.
И через минуту:
— Уточните район, «Протоны». Океанологи не верят, считают, что этого не может быть. Вам не померещилось?
— Да нет, не померещилось. Ясно видим оба. Район юго-западнее Гавайских островов».
Как убедились на Земле, в этом районе действительно под водой простиралась горная цепь. Но ведь она на глубине сотен метров. А по законам физики толща воды более 100 метров совершенно непрозрачна. Как могли «Протоны» заглянуть невооруженным глазом на такие большие глубины? Было отчего прийти в недоумение ученым.
И действительно, почему ни с самолетов, ни с кораблей этого не видно, а взгляд с орбиты пронизывал толщу вод в сотни метров?
Впервые с подобным феноменом столкнулся американский астронавт Гордон Купер во время полета на космическом корабле «Джемени-5» в 1965 году. Первыми же из советских космонавтов глубоководный рельеф увидели Андриян Николаев и Виталий Севастьянов. Перед их взором в 1970 году внезапно развернулась картина дна в прибрежных районах. Хорошо различались подводные горные хребты и отмели в морях и океанах. С орбиты «Союза-9» было видно, как постепенно, уступами спускается в океан Американский континент, террасами уходит в глубину озеро Иссык-Куль. Сквозь толщу морской воды просматривались уходящие на десятки километров в моря
и океаны русла больших рек, таких как Нил и Амазонка. Особенно удивило космонавтов то, что волны, рябь на поверхности воды совершенно не мешали наблюдениям.
А когда Владимир Коваленок и Александр Иванченков увидели с орбиты слияние рек Риу-Негру и Риу-Бранку в Южной Америке, то им показалось, что «Риу-Негру совершенно чистая, прозрачная, Риу-Бранку же — кофейного цвета. Сливаясь, они текут 200 — 300 километров не перемешиваясь. Один берег коричневый, другой чистый». По-видимому, такая окраска соответствует цветам донного материала у различных берегов.
Так же по цвету различался и глубоководный рельеф.
В 1980 году Леонид Попов и Валерий Рюмин увидели в юго-восточной части Атлантического океана, при-
Бортинженер космического корабля «Союз Т-5» летчик-космонавт СССР В. В. Лебедев в тренажере космического корабля «Союз Т-5».
Экипаж космического корабля «Союз Т-9» — командир корабля летчик-космонавт СССР, Герой Советского Союза В. А. Ляхов (слева) и бортинженер А. П. Александров во время предполетных занятий в учебно-тренировочном макете орбитальной станции «Салют» в Центре под-148 готовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина.
мерно в том месте, где находится подводная гора Юинга, образование бирюзового цвета с сильной зеленью диаметром около 30 — 40 километров. А через несколько дней подряд на двух витках они наблюдали такие же образования и в Тихом океане. Только на этот раз они были с коричневыми пятнами.
По рассказам космонавтов, подводные горные хребты выглядят так же, как и находящиеся на суше, и отличаются от других океанических образований зелено-серым цветом, неравномерно окрашивающим хребет. Поэтому их легко отличить от планктона или различных взвесей.
В чем же дело, почему только с космических высот виден рельеф дна моря и океана на глубинах в сотни метров? Послушаем еще раз Георгия Берегового.
«Секрет удивительной сверхпрозрачности океанской воды пока не открыт. Нет даже какой-либо гипотезы. Специалисты лишь предполагают, что при определенном угле наблюдений и при особых условиях освещенности космонавты могли увидеть не сами горы, а, скажем, оптический эффект, вызванный скоплением взвешенных в воде частиц. А скорость их оседания — это уже установлено — зависит от вертикальных перемещений воды, которые, в свою очередь, могут быть связаны с рельефом океанского дна.
Конечно, чтобы подтвердить или опровергнуть эти предположения, необходимо провести неоднократные наблюдения, выполнить исследования на математических или, возможно, оптических моделях. Приведут ли изыскания к фундаментальному открытию? Не берусь этого утверждать. Зато совершенно очевидно другое: космонавты, озадачив океанологов, подсказали им новое, судя по всему неожиданное направление исследования океана».
И все же прежде всего следует объяснить, отчего иногда с космических орбит удается увидеть глубинное дно океана, а затем уже на основе научных данных выработать рекомендации исследователям, как и когда удобнее всего вести наблюдения глубин. Нам же, чтобы понять дальнейшие рассуждения, следует вспомнить, почему мы вообще видим тот или иной предмет.
Из школьного курса оптики известно: это происходит оттого, что к нам в глаза попадают отраженные предметами лучи света. Если же какое-либо тело поглощает свет, оно невидимо. Все ясно. Но возможен и другой случай: свет, отразившись от поверхности предмета, не доходит до нас, его рассеивает окружающая среда. Именно поэтому мы зачастую и не видим дно водоемов. Свет рассеивается не только самой водой, но и на взвешенных в воде частичках глины, песка, почвы и либо вовсе не доходит до дна, а значит, и не отражается от него, либо, отразившись, теряется на обратном пути. Камешки же, ребристость перекатов, косячки рыб у дна мы различаем лишь тогда, когда яркость освещенного дна достаточно велика. А это возможно лишь в том случае, если вода прозрачна.
Но этих сведений нам еще мало. Придется вспомнить и кое-что о наших органах зрения.
Глаз — необычайно чувствительная оптическая система. Еще бы, глаза могут определить разницу в контрасте уже в 1 — 2 процента! Но наш взгляд еще и достаточно остр: мы различаем довольно мелкие предметы. Однако чем они дальше от нас, тем хуже видны их детали, а на больших расстояниях трудно увидеть и сами предметы. Мы можем судить только о крупных объектах.
С орбиты полета обитаемых космических станций — а они, как правило, лежат на высоте около 350 километров — лучше всего видны детали земного рельефа, имеющие размеры от 1 до 3 километров. Отсюда 149
понятно, что космонавтам лучше всего вести наблюдения за достаточно крупными объектами. А что, если они, как в нашем случае горные хребты, спрятаны под водой?
Вот здесь-то и помогают высокие оптические характеристики глаз, о которых мы уже говорили. И все же бросить взгляд сквозь толщу вод удается не всегда и везде. Даже там, где вода чиста и прозрачна.
Вспомните, как слепит глаза протянувшаяся от солнца дорожка. А волны? Они тоже очень сильно мешают. Попробуйте разглядеть в солнечных бликах качающийся на волнах поплавок. Сколько раз приходится менять место рыбалки — переходить туда, где потише, либо забрасывать крючок с наживкой в другую сторону так, чтобы солнечные пятна не играли в глазах.
Уже из этих простых рассуждений становится ясно: против солнца ничего не увидишь. Значит, и с космических высот вести наблюдения нужно вне зоны бликов. Как показали математические расчеты, это удобнее всего делать, когда наше светило отражается от воды под вполне определенным углом — 45 — 65 градусов и находится сбоку от курса космического корабля.
Теоретический анализ прояснил одну интересную деталь. Оказалось, что глубина, на которой можно увидеть дно, зависит от высоты наблюдения. Это связано с тем, что мы видим не только прямое излучение от дна морей и океанов, но и ту его часть, которая рассеивается водой. При этом чем выше находится наблюдатель, тем больше глубина, куда он может «заглянуть».
Попробуйте очень близко подойти к большой картине в музее. Что вы увидите? Так, отдельные мазки. Вся картина в целом потерялась. Теперь отойдем подальше.
Мазки слились, вы не видите деталей, перед вами снова творение ху-150 дожника.
Точно так же и рассеянное излучение от объекта, расположенного в толще воды, на поверхности образует светлую область, размеры и яркость которой зависят от прозрачности воды и глубины.
Как ни странно, но волны на поверхности океана практически не оказывают влияния на наблюдения. С небольших высот они ухудшают видимость. Это происходит оттого, что все время меняется угол преломления и изображение при этом размывается, уменьшается его контрастность.
Известен классический опыт с ложкой, которая в стакане с водой кажется сломанной у поверхности воды. Это происходит из-за различия в показателях преломления у воды и воздуха. При взгляде сверху мы будем видеть нижнюю часть ложки совсем не там, где она находится. Если же покачивать стакан, «создавать волну», то этот излом смажется.
То же самое происходит, когда мы смотрим в иллюминатор корабля с космических высот. Волны оттуда вообще неразличимы, и все предметы «встают на свои места». Изображение, например, подводной горы, несмотря на волны, становится четким.
Мы уже говорили, что глаз наблюдателя — идеальный оптический прибор, и пока еще фотоаппаратура тягаться с ним не может. И все же и на снимках иногда можно заметить подводный рельеф, только на значительно меньших глубинах. Но тем не менее все же больших, чем при аэрофотосъемке. Так, в районе Багамских островов рельеф лагуны у острова Аклин просматривался до 50 — 80 метров. На космических фотографиях подводные песчаные гряды и отмели отличаются по более светлому тону на черно-белых снимках и по оттенкам на цветных.
Но на этом сюрпризы «взгляда с высоты» не кончились. Оказывается, можно видеть не только сквозь воду, но и через... облака. На ночной стороне Земли многие космонавты по светящемуся на затянутом внизу небе пятну отличали большие города. Иногда можно было даже различить отдельные ярко освещенные районы и магистральные улицы. Конечно, четкость увиденной картины зависит от высоты облачного покрова и его плотности.
Кстати, такое же свечение облаков можно увидеть и в темное время суток во время прогулки но берегу Финского залива. Отсюда хорошо видна подсветка не только над Ленинградом, но и над Кронштадтом, Ломоносовом, Петродворцом, Сестрорецком.
Иногда через облака видно и днем. Помнится, какие толки в свое время вызвала фотография, на которой огромный айсберг «нарил» как некая летающая тарелка между космическим кораблем и облаком. Причем часть его проецировалась на чистую воду, что особенно усиливало контраст. Однако ничего странного б этом снимке нет, и объясняется такое необычное зрелище вполне реальной причиной; айсберг, плавающий, как ему и положено, по воде, подсвечивал снизу облака. Такая подсветка и создавала поражающий воображение эффект. Все понятно, все объяснимо.
Но это еще далеко не все новое, что открылось перед исследователями планеты, стоило им только подняться повыше да повнимательней присмотреться к той картине, которая открылась им внизу. И кто знает, сколько еще сюрпризов принесет нам изучение нашей планеты с космических орбит.
САМАЯ ПРОЗРАЧНАЯ ВОДА
Прозрачность морской воды вот уже более ста лет определяют с помощью диска Сек-ки — прибора настолько простого, что и назвать его прибором как-то неудобно, Это всего лишь белый диск диаметром в 30 сантиметров, Его опускают в горизонтальном положении с борта судна в воду и отмечают, до какой глубины белое пятно под водой остается видимым.
В октябре 1986 года западногерманская экспедиция на судне «Полярштерн» отметила рекорд прозрачности морской воды в море Уэдделла, у берегов Антарктиды, Белый диск, опускавшийся в воду, оставался видимым до отметки 79 метров и лишь на 80 метрах исчез.
Это измерение было сделано в точке с координатами 7 градусов 23,6 минуты южной широты и 15 градусов 2,5 минуты западной долготы.
Измерения, проведенные в окружающих водах, дали результаты не менее 70 метров. До сих пор рекордной считалась прозрачность, отмеченная в 1985 году в Средиземном море; 53 метра.
Заметим, что в дистиллированной воде, согласно расчетам, диск Секки должен оставаться видимым до глубины около 80 метров, то есть морская вода оказалась совершенно чистой. Даже р этом приполярном районе такое возможно только ранней весной (ок-
тябрь в Антарктиде — весна). Позже в воде размножаются одноклеточные водоросли, а затем и мелкие животные, питающиеся ими, и прозрачность снижается.
На второй день после сбора салата или петрушки в них остается всего 25 процентов витамина С, Чтобы сохранить свежесть зелени, японские специалисты придумали прибор, насыщающий кислородом воду.
Если ежедневно всего на десять минут погрузить петрушку или салат в такую воду, то обеспечивается 100-процентная сохранность витамина в течение восьми — десяти дней
ПАРАД В КОСМОСЕ
Грандиозный спектакль разыгрывается в Солнечной системе. Один раз за сто семьдесят семь лет внешние планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун сходятся вместе по одну сторону Солнца и выстраиваются в шеренгу, словно солдаты на параде. Потом планеты расходятся до новой встречи.
Наступавший в нашем веке «парад илаиет» вскружил голову студенту Калифорнийского университета Гэри Флаидро. Он мечтал о путешествиях к далеким мирам, увлекался небесной механикой... И Фландро посчастливилось сделать открытие, показать расчетами, что можно воспользоваться редким сближением небесных тел послать автоматический аппарат ко всем газовым великанам.
При этом не надо беспокоиться о нехватке ракетного топлива в постоянной борьбе с солнечным притяжением. АМС обеспечена даровой «заправкой» энергией в пути! Ведь если своевременно отправить автомат к Юпитеру, то последний своим притяжением разгонит разведчика до скорости, достаточной для встречи с Сатурном. А этот гигант в свою очередь подтолкнет аппарат к Урану, и так далее. Как шар от стенок бильярда, будет отталкиваться от планет странствующая станция, пока не исчезнет в межзвездном пространстве.
С подготовкой «экспедиции» к внешним планетам американским ученым пришлось поторопиться, чтобы не опоздать к «параду». О том, чем занимался «Вояджер-2» вблизи Юпитера, Сатурна и их спутников, рассказано в альманахе «Хочу всё знать» за 1983 год. Теперь на очереди — новости с орбиты Урана.
ЕЩЕ ДЕСЯТЬ ЛУН!
Минуло восемь с половиной лет со дня старта на Земле. До Урана оставалось лететь 52 миллиона километров, когда «Вояджер» сообщил о первом открытии... Научные работники Лаборатории реактивного движения в тот день не отходили от экранов цветного изображения, рассматривали фотографии, только что отпечатанные после электронной расшифровки радиосигналов. Ученые начали собирать свой драгоценный «урожай» за месяц до встречи АМС с Ураном.
Первое открытие — новый спутник. Он темно-серый. По цвету можно судить, что поверхность маленькой луны покрыта грязным льдом. Это корка из водяного льда с примесью метеоритного вещества и космической пыли. Спутнику дали временное название 1985 U-1.
А вскоре, как из рога изобилия, с неба в руки астрономов посыпались сведения о других новых лунах:
1986 U-1, 1986 U-2... 1986 U-9. «Урожай» неожиданный. Теперь известно не пять, а пятнадцать спутников Урана. В США выдвинуты предложения назвать семь из новых лун именами астронавтов, погибших при катастрофе космического корабля «Чел-ленджер».
Почти все новооткрытые спутники очень темные, они в десятки раз меньше ранее известных. Вот почему никогда не удавалось увидеть их, сфотографировать с помощью наземных телескопов.
Откуда они, угловатые небесные глыбы? Вернее всего крупные астероиды, когда-то «неосторожно» приблизившиеся к Урану и захваченные им в плен.
«ПЯТЕРКА» КРУПНЫМ ПЛАНОМ
А как выглядят с борта «Вояджера» давно известные большие спутники планеты, названные именами героев пьес Шекспира?
Мимо 500-километровой Миранды «Вояджер» прошел на расстоянии в десять раз более близком, чем расстояние от Земли до Луны. Ученые получили из космоса изображения действительно крупным планом. Можно различить отдельные детали величиной в полкилометра и даже меньше. Прежде всего геологов изумила форма Миранды. Они увидели на снимках шар, смятый с боков, подобно слабо надутому мячу. С одной стороны поверхность спутника непомерно раздута, с другой — сильно сплющена. Перед глазами исследователей предстало изувеченное небесное тело с воронками-кратерами, округлыми возвышенностями и какими-то параллельными «желобами» глубиной до 20 километров, протянувшимися на большое расстояние.
Миранда — это как бы причудливый гибрид, вместивший в себя самые разные рельефы небесных тел Солнечной системы. Тут сходство с «каналами» и каньонами Марса, с изборожденными областями Гани-меда, с глубинными разломами Меркурия...
Оказалось, что Миранда не самый близкий спутник к Урану. Все десять новооткрытых лун несутся между «хозяином» и Мирандой! И одна из них — 1986 U-9 — движется в опасной зоне. Это грозит спутнику катастрофой в будущем. Здесь неизбежен распад малого небесного тела под действием мощных приливных сил планеты. Что ж, образуется из обломков и пыли еще одно кольцо!
Оберон — самый крупный и самый далекий спутник, его диаметр — 1630 километров. Внимание астрономов привлекли множество светлых пятен на его поверхности с расходящимися во все стороны лучами. Очевидно, это следы от взрывов упавших метеоритов. Ударные волны сдули с ледяной коры огромные полосы космической пыли. Пыль же накапливалась, быть может, со времени рож-154 дения Урана.
На краю диска Оберона на фоне черного неба на фотографии отчетливо виден «зубец», который при внимательном изучении оказался конической горой (древний вулкан?) в 5 — 6 тысяч метров высотой. Это под стать Монблану или Эльбрусу.
Титания (по величине она равна Оберону) также «украшена» белыми «звездами» — пятнами с длинными лучами. А вот и сенсационное явление: вдоль некоторых разломов коры Титании из больших трещин вытекает какое-то вещество (вода?); затем, по-видимому, оно быстро замерзает на поверхности.
Ариэль испещрен глубокими каньонами, узкими долинами, сбросами, возникшими, наверное, в период бурной деятельности горячих недр, — а было это миллиарды лет назад. Твердая кора спутника ломалась тогда силой внутреннего давления, как ныне ледяное поле в Арктике под напором корпуса мощного корабля.
Загадочным показался астрономам Умбриэль. В отличие от других больших лун «пятерки» не видно на нем следов геологических катастроф, бомбардировки метеоритами, нет кратеров. На «гладком» сероватом диске спутника выделяется лишь странное желтоватое пятно.
СКОЛЬКО КОЛЕЦ!
До Урана было еще 1 миллион 20 тысяч километров, когда приборы «Вояджера» доложили на Землю об открытии нового, по общему счету с известными ранее десятого кольца. «Новичок» вращается между ярким внешним кольцом «е» и соседним «6».
По обе стороны самого широкого кольца «е» (странно: у него разная ширина — от 20 до 100 километров!) движутся два маленьких спутника — Корделия (1986 U-7) и Офелия (1986 U-8). Они угольно-черного цвета и как бы жмутся к «управляемому» ими кольцу. Это «космические пастухи»! Образно о такой «профессии» спутников сказал один из астрономов: «Две луны, летящие сравнительно близко одна к другой и разделенные «каменной рекой», способны влиять на нее своим притяжением, — сжимать поток камней и направлять его по определенному руслу».
А вот еще открытие: бортовые телекамеры «Вояджера» передали изображение одиннадцатого, очень узкого кольца. Сколько же их всего? Этого, пожалуй, никто не скажет и в будущем. На многих фотографиях исследователи нашли отдельные дуги — изогнутые полосы «мусора» вокруг планеты. Кто знает, может, это части разорванных колец или так и не слившихся?
Астрофизики убеждены, что существуют еще десятки узких темных колец или их частей (дуг), которые не увидел космический разведчик. Интересно: если кольца Сатурна правильной формы (близки к кругу), то кольца Урана вытянуты и искривлены. В отличие от мелких частиц, сплошь населяющих кольца Сатурна и Юпитера, кольца Урана состоят из крупных кусков грязного льда — обломки по метру величиной и больше. Не сказывается ли здесь влияние колеблющегося магнитного поля планеты? Ученые допускают, что в этом случае мелкие частицы становятся намагниченными и поэтому «выметаются» полем из колец в межпланетное пространство.
СВИДАНИЕ С ПЛАНЕТОЙ
81 500 километров. На таком расстоянии 24 января 1986 года встретились и разошлись посланец Земли и Уран. Если бы на «Вояджере» действовал счетчик пройденного пути, то он указал бы, что свидание с планетой произошло на 4 967 113 530-м километре от стартовой площадки на Земле. 5 миллиардов километров!
Большую часть работы АМС проделала за шесть часов, когда проходила мимо Урана. Ученые получили больше сведений о планете, ее спутниках и кольцах, чем со времени открытия Урана английским астрономом Гершелем в 1781 году!
Инфракрасные датчики «Вояджера» показали температуру в верхних слоях облаков Урана минус 212 градусов, а в нижних — минус 192 градуса. На планете постоянно дуют ветры, и притом с огромной скоростью. Эта скорость может достигать 350 километров в час! Ураганы на Уране удивляют метеорологов, так как нет на нем большой разницы в температурах полярных и экваториальных областей. И движение облаков в разных широтах как будто подтверждает прежние выкладки длительности суток на Уране. По новым данным, планета делает один оборот вокруг оси за шестнадцать часов тридцать три минуты.
Расположение географических полюсов Урана продолжает оставаться загадкой для исследователей. Оси вращения большинства планет находятся почти под прямым углом к воображаемой линии, связывающей их с Солнцем, но Уран вращается «лежа на боку»: его ось примерно совпадает с плоскостью орбиты... Сейчас северный полюс гиганта глядит на Солнце. Но освещенное полушарие оказалось холоднее, чем южное, погруженное в тень! Как это объяснить?
Ответ простой: светило, удаленное на миллиарды километров, дает планете ничтожное количество энергии, несравненно меньшее, чем излучается тепла из недр Урана. А если теплопроводность оболочки разная? Вот и может нагреваться кора в южном полушарии больше, нежели в северном.
Ныне модель строения Урана пересмотрена. Открытие «Вояджером» магнитного поля планеты дает основание утверждать, что ядро великана расплавлено. Оно окружено океаном сверхгорячей воды, нагретой до нескольких тысяч градусов. Толща воды может быть до 8 тысяч километров, а кипению воды на огромной глубине препятствует давление в миллионы земных атмосфер. Ярусом выше царствует смесь воды, метана и аммиака. И конечно же, температура жидкости с удалением от ядра постепенно падает, пока смесь не замерзает, образуя мощную ледяную кору Урана.
ДВЕ СЕНСАЦИИ
Магнитометры АМС измерили напряженность магнитного поля. Оно больше, чем у Сатурна, но несколько уступает земному. Такая новость удивления ни у кого не вызвала. Физиков взбудоражило другое. Ось магнитного поля Урана оказалась под углом в 55 градусов к оси враще-156 ния! Этот угол в пять раз больше, чем
угол между данными осями на Земле, и на 41 градус больше, чем на Меркурии. На всех других планетах угол еще меньше. Что творится на Уране?
Геофизики давно знают, что в прошлом магнитное поле Земли имело противоположное направление. Это значит, что там, где семьсот тысяч лет назад был южный полюс, ныне находится северный и наоборот. Такие перемены полярности, вероятно, свойственны многим планетам. Вот и на Уране «Вояджер» мог зарегистрировать процесс полной перестройки поля, когда магнитные полюса «переезжают с места на место».
Вторая сенсация. Из космоса пришла весть об открытии нового явления, названного электросиянием. Ультрафиолетовый детектор разведчика выявил необычайное свечение в высоких широтах планеты. Оно наблюдалось на слабо освещенной Солнцем стороне. Новая загадка: ученые прекрасно сознают, что солнечной энергии на радиусе орбиты Урана явно недостаточно для возникновения этого явления.
Полярные сияния в земной атмосфере разыгрываются под действием «солнечного ветра» (потока заряженных частиц высоких энергий) на атомы и молекулы воздуха в магнитном поле планеты. Электросияние связано с каким-то другим, неизвестным науке процессом. Может быть, это бомбардировка частиц газа электронами сверхмалых энергий вкупе с ультрафиолетовыми лучами Солнца? Но откуда взяться потоку слабеньких электронов на Уране?
И вспомнили астрофизики о подобном же свечении в атмосферах Юпитера и Сатурна (о нем сообщала межпланетная станция «Пионер-11»). Однако годы назад на это явление не обратили особого внимания, и только сейчас ученые спохватились: открыт новый феномен!
СИГНАЛЫ «ВОЯДЖЕРА»
Небесные штурманы Лаборатории реактивного движения направили «Вояджер» поближе к планете, вплотную к орбите Миранды, чтобы полнее использовать гравитационную силу Урана. Следовало разогнать АМС для полета к последней планете-великану — к Нептуну.
Пересекая орбиту Урана несколько впереди него, разведчик был отброшен в пространство «упругим столкновением» с полем притяжения планеты. И с такой силой, что полетел дальше в пятьдесят раз быстрее пистолетной пули!
На короткое время «Вояджер» скрылся от Земли по ту сторону Урана, и его радиосигналы прошли сквозь атмосферу газового исполина. Пойманные учеными, электромагнитные волны дали возможность сделать спектральный анализ. И выяснилось, что «воздух» Урана на 12 процентов состоит из гелия, более 80 процентов — водород и что в атмосфере очень мало метана. Вода и аммиак в верхних слоях совсем не обнаружены, но они есть, конечно, в глубинах газовой оболочки.
О современной сверхдальней космической радиосвязи стоит сказать несколько слов. Сигналам «Вояджера» требовалось два часа сорок четыре минуты и пятьдесят секунд, чтобы преодолеть бездну пространства между Ураном и Землей. Радиосигналы доходили невероятно ослабленными. Трудно даже представить себе, с какой ничтожной энергией радиоволн имели дело инженеры. Если столь малую энергию копить девятнадцать миллионов лет, то и в этом случае маленькая елочная лампочка смогла бы гореть в течение только одной тысячной доли секунды!
Специалисты решили, что будет больше пользы, если одновременно вести прием сигналов радиотелескопами в разных уголках света — в Калифорнии, Испании и Австралии. На станциях слежения, удаленных друг от друга на 10 тысяч километров и более. Антенны этих станций были электронно объединены для усиления их приемной мощности. Но даже «сложенные» вместе, радиосигналы из глубин космоса, пригодились для получения четких изображений лишь при небывалом ранее замедлении темпа передачи по каналу радиосвязи. Понадобилось растянуть прием каждого снимка на пять минут!
Теперь «Вояджер» мчится к Нептуну, а он от Земли в полтора раза дальше, чем Уран. Радиосигналам нужно уже четыре часа двенадцать минут на «прогон» в одну сторону...
ПОСЛЕДНИЙ ВЕЛИКАН
Нептун очень далек от нас. Так далек, что в самые сильные телескопы астрономы наблюдают лишь крошечный зеленоватый, слегка приплюснутый диск. Он очень медленно перемещается от ночи к ночи среди неподвижных звезд. Недаром можно услышать шутку в обсерватории: «Наблюдение Нептуна подобно разглядыванию мелкой монеты на дистанции в километр».
Атмосферы внешних планет-гигантов состоят из «солнечного вещества» — из водорода, гелия и малого количества других газов. Облака имеют высокое альбедо (хорошо отражают падающий на них солнечный свет). Но светимость Нептуна ничтожна. По сравнению с Землей до него доходит лишь одна девятисотая доля энергии светила. На поверхности планеты бывают только темные сумерки и черная ночь.
В спектрах Нептуна видны полосы поглощения метана, как на Юпитере и Сатурне. Однако полосы на Нептуне гораздо интенсивнее. Значит, метана в атмосфере восьмой планеты больше. Благодаря парам этого вещества в газовой оболочке и кажется земному наблюдателю, что Нептун зеленый.
Астрономы уверенно называют температуры далеких планет, словно имеют дело с Луной или Венерой, где научные приборы действуют, как говорят, на самом объекте. Ныне в руках исследователей сверхчувствительные инструменты, вычислительная техника, которая еще недавно казалась фантастической. И результаты налицо. «Вояджер» измерил температуру облаков Урана вблизи, с большой точностью. Но еще до его полета астрофизики решили ту же задачу у себя в лаборатории — они ошиблись в расчетах всего на 2 градуса!
В верхних слоях облаков Нептуна температура — минус 215 градусов. Она только на 3 градуса ниже, чем на Уране. Как же так? Ведь последний великан на 1,5 миллиарда километров дальше от Солнца, и температура облаков должна быть по крайней
мере на 12 градусов ниже. Не является ли это несоответствие свидетельством того, что Нептун лучше обогревается изнутри, обладает более мощным источником энергии, чем Уран?
Откуда берется энергия в глубинах внешних планет? Тепло создается благодаря постепенному сжатию газовых гигантов — уменьшению диаметра шара, быть может, на миллиметры в год. Но почему Нептун сжимается быстрее, а значит, и больше производит тепла, чем Уран? Хотя обе планеты имеют почти одинаковые химический состав, плотность и размеры?
Высказана вот какая догадка. Большое количество энергии может рождаться в недрах Нептуна благодаря сопротивлению вещества приливам. А эти приливы — следствие притяжения близкого к планете массивного спутника Тритона. Вспомните, и близкая Луна тревожит спокойствие нашей Земли!
Возвращаясь к сходству Нептуна с Ураном, добавим, что это проявляется и в скорости вращения планет. По расчетам ученых, сутки на последнем великане продолжаются семнадцать часов и пятьдесят минут.
Нельзя точно узнать размеры далеких планет. Слишком мало изображение на фотографиях, размыты на них края маленького диска. Приближенно, пользуясь теоретическими выкладками, определили астрономы диаметр Нептуна в 48 600 километров.
Внутри Нептуна хватило бы места на пятьдесят восемь земных шаров. По массе своей он превосходит нашу планету в семнадцать раз. Но средняя плотность Нептуна невелика — только в 1,6 раза больше воды. Ясно, что на нем много легкого вещества. Это огромная водородная оболочка толщиной, возможно, в 8 тысяч километров. Чудовищная атмосфера давит на ледяной панцирь примерно такой же толщины. Под этой «корой»
простирается «мантия», содержащая, как на близнеце Урана, жидкую смесь воды, метана и аммиака. Ниже — подобный же океан сверх-горячей воды. Ядро Нептуна диаметром в 16 тысяч километров несомненно расплавлено. Исполинская «печь» нагревает недра, и какая-то малая доля тепла доходит до облаков. Это зарегистрировали чудо-термометры астрономических обсерваторий.
УКРАШЕНИЕ НЕПТУНА
Яркие и красивые кольца Сатурна столетия восхищают ученых. За последние годы слабые кольца были обнаружены вокруг Юпитера и Урана. А Нептун? Неужели этот четвертый и последний великан обделен природой.
Ученые международной астрономической обсерватории Сьерро Толо-ло в Чили, наблюдая покрытие одной из звезд Нептуном, заметили поглощение света вблизи планеты. Что-то полупрозрачное уменьшило яркость светила на две секунды. Нет, это был не спутник. Он полностью погасил бы лучи. А планетное кольцо, состоящее из множества отдельных частиц и камней, пропускает часть света, как решето. Однако затмение было только одно. По другую сторону Нептуна никакой помехи звездному свету приборы не показали. Без сомнения, открыто кольцо, но не полное. Кольцо сложной формы — оно либо незамкнутое, либо клочковатое. Судя по продолжительности затмения звезды, Нептун окружен разреженным кольцом шириной в 10 — 20 километров. Оно удалено от центра планеты на 76 тысяч километров.
ЭТОТ СТРАННЫЙ ТРИТОН
Из всех спутников Солнечной системы астрономов особенно интересовали Ио, с его действующими 159
вулканами (луна Юпитера), и са-турнов Титан. Последний по размерам превосходит планету Меркурий, он обладает плотной атмосферой, которая в десять раз толще земной...
Теперь в списке «знаменитых спутников» прибавился третий — Тритон, собственность Нептуна. На Тритоне открыта удивительная атмосфера. Ученые изумлены тем, что объем газовой оболочки на спутнике может меняться в сотню раз!
Мало сведений накопили астрономы о странном спутнике Нептуна. До недавнего времени достоверно известно было лишь то, что по массе Тритон почти вдвое превосходит нашу Луну и что обращается он в обратном направлении. Другими словами, «хозяин» и «подчиненный» крутятся навстречу друг другу. Поэтому орбита Тритона крайне неустойчива. Специалисты по небесной механике подсчитали, что спутник движется по пологой спирали и, значит, мало-помалу сближается с планетой. Через миллионы лет должна произойти катастрофа: Тритон на космической скорости врежется в тело великана.
Почему из всех планет и их крупных спутников только один Тритон движется наперекор заведенному в Солнечной системе порядку — обращается не против часовой стрелки, а наоборот? Да еще летит по искаженной каким-то событием орбите?
Предложена гипотеза, согласно которой небесное тело с массой в несколько раз больше земной когда-то вторглось в «семейство» Нептуна. Оно вызвало крайний беспорядок среди спутников и натворило немало бед. Своим притяжением пронесшийся «агрессор» расшвырял луны и даже одну из них выбросил на дальнюю околосолнечную орбиту. Так родилась новая, девятая по счету и пока последняя, планета нашей системы — Плутон. Две другие луны 160 остались во власти Нептуна. Но Тритону пришлось сделать сальто с поворотом близ таинственного «прохожего» и перейти на орбиту с движением в обратную сторону. Маленькая Нереида сохранила прежний курс, хотя и полетела по ненормально вытянутой петле.
УДИВИТЕЛЬНАЯ АТМОСФЕРА
Ученые пришли к заключению, что необычная по форме и поведению орбита Тритона должна влиять на его атмосферу. Плоскость орбиты луны быстро меняется относительно экватора Нептуна. Она как бы покачивается. А это приводит к крутым переменам направления и количества солнечного света, падающего на разные области спутника. Должны происходить резкие сезонные колебания. И летучие вещества, такие как метан и жидкий азот, сосредоточиваются на полюсах. От температуры же полярных шапок зависит состояние тритоновой атмосферы (как на Марсе, где и «белые шапки» на полюсах, и газовая оболочка — углекислота).
«Мягкие» сезоны на Тритоне сменяются «суровыми». Периодами лето и зима бывают исключительно резкими. Астрометеорологи вычислили, что такие крайности в климате могут повторяться каждые шестьсот шестьдесят земных лет (ровно четыре обращения Нептуна вокруг Солнца).
Благодаря смене сезонов атмосфера Тритона то расширяется, то сжимается, в зависимости от температуры на полюсах. В ближайшие тридцать лет ожидается особо «мягкое» лето с бурным испарением летучих веществ. И тогда объем газовой оболочки луны увеличится по сравнению с «суровой» зимой в десятки раз!
Под этой вздымающейся и опадающей атмосферой, возможно, и впрямь раскинулись сказочные студеные «моря». Не первый год доподлинно известно, что метановое
«одеяло» устилает поверхность Тритона. А совсем недавно с помощью 3-метрового инфракрасного телескопа на Гавайских островах открыт на спутнике азот. Поскольку температура на Тритоне — минус 218 градусов, азот на нем должен быть жидким. Астрономы рисуют в своем воображении «моря», по которым плавают не только льдины, но крупные «острова» из твердого метана, постоянно существующие в тех областях луны, где всегда предельно низкая температура. Насколько оправдаются эти смелые предположения, покажет недалекое будущее. Через три с половиной года после знакомства с Ураном «Вояджер» нанесет визит Нептуну. Конечно, если все пойдет гладко. Если не будет серьезной аварии.
Гигантский арбуз весом в 59 килограммов вырастил на своей ферме американец Пол Бреннан из города Ланкастер, штат Пенсильвания.
УРОЖАЮ ПОМОГАЮТ МИКРОБЫ
А точнее — целое семейство микроорганизмов, выведенных сотрудниками НИИ сельскохозяйственной микробиологии под Ленинградом.
в пути, например столкновения с метеоритом. Вероятность такого происшествия тем меньше, чем дальше от Солнца уходит АМС.
Чтобы сохранить аппарат от возможной гибели, ученые решили направить его к планете параллельно плоскости экватора, подальше от камней в кольцах и заряженных частиц в радиационном поясе Нептуна. 24 августа 1989 года «Вояджер» должен пролететь над северным полюсом последнего великана — в шестнадцать раз ближе к верхнему ярусу облаков, чем при встрече с Ураном. Спустя пять часов с минутами автомат пройдет мимо Тритона на расстоянии 7600 километров и затем погрузится в глубины Солнечной системы.
ЗАМЕТКИ
Микроорганизмы располагаются на корнях растений и питают их азотом, который сами производят с высокой продуктивностью из атмосферного воздуха. Промышленность преступила к выпуску биологических препаратов, изготовленных «на основе» микроорганизмов, которые способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Новая продукция поступит на агропромышленные объединения Северо-Запада страны.
|
