Космические исследования заставили ученых пере¬смотреть ранее существовавшие представления о физике Подсчитано, что в современную эпоху за каждые, 10 — 15 лет объем научной информации, имеющейся в рас­поряжении человечества, приблизительно удваивается. И это не простой статистический факт — это закон про­грессивного развития общества. Чтобы успешно удовле­творять разнообразные потребности человечества, нау­ка и техника должны двигаться вперед именно с такой скоростью. Но для этого необходимо непрерывное уве­личение объема полезной информации о явлениях окру­жающего нас мира. Чтобы выполнить это условие, нуж­но не только постоянно углублять обычные «земные» исследования, но и всемерно расширять область, из ко­торой эта информация черпается.

На первых порах задача решалась с помощью пас­сивных наблюдений космических процессов с Земли. Когда же появились технические предпосылки для осу­ществления космических полетов, начался и непосред­ственный штурм космического пространства.

Как известно, этот штурм был начат в 1957 г. запу­ском первого советского искусственного спутника Земли и с тех пор успешно развивается.

Прорыв в космос явился важнейшим этапом в исто­рии цивилизации, этапом, который должен оказать и уже оказывает огромное влияние на развитие науки и техники. Перед человечеством открылись увлекатель­нейшие перспективы, неизведанные возможности.

Значение выдающихся достижений науки состоит не только в том, что они позволяют решать всевозможные практические задачи, но прежде всего в том, что они дают возможность двигаться вперед более быстрыми темпами.

Целые тысячелетия понадобились людям, чтобы вы­яснить, что представляет собою наша Земля и какое положение занимает она во Вселенной. Сотни лет тру­дились они, чтобы заложить основы механики, физики, математики, астрономии, и этот титанический труд не пропал Даром. Он подготовил тот поразительный бро­сок вперед, который совершила наука на протяжении последних десятилетий, бросок, который привел к осу­ществлению космических полетов.

Космические исследования заставили ученых пере­смотреть ранее существовавшие представления о физи­ке верхних слоев земной атмосферы, позволили сфото­графировать невидимую с Земли сторону лунной по­верхности, принесли ценнейшие сведения о планетах Марс и Венера, о первичных космических лучах, сол­нечной радиации, метеорной материи и межпланетной среде. Они пролили новый свет на механизм воздейст­вия солнечной активности на геофизические процессы. Благодаря ракетам и спутникам родились новые методы изучения Вселенной — ультрафиолетовая и рентгенов­ская астрономия. Наконец, в результате осуществления мягкой посадки советских автоматических станций «Луна 9» и «Луна 13», а также американских станций «Сервейор» на поверхность нашего естественного спут­ника получены фотографии лунного пейзажа и другие ценнейшие сведения непосредственно с Луны.

Советский Союз по праву войдет в историю челове­чества как первооткрыватель космических дорог.  Пер­вый искусственный спутник Земли, первая лунная ра­кета, первые фотографии лунной поверхности с борта космического аппарата, первый полет человека в космос, первый групповой полет и первая женщина-космонавт, первый многоместный космический корабль и первый выход человека в открытый космос, наконец, первая мягкая посадка на поверхность другого небесного те­ла, создание первого искусственного спутника Луны, первый полет к Марсу, первый аппарат, достигший Венеры — вот вехи того замечательного пути, который проложили советские люди в космическое пространство.

Изучение различных объектов Вселенной с помощью космической аппаратуры В одной из предыдущих публикаций мы познакомились с новыми методами исследования Вселенной, которые стали возможными благодаря развитию ракетной тех­ники и вынесению измерительной аппаратуры за пре­делы плотных слоев земной атмосферы.

Но изучение различных объектов Вселенной с по­мощью космической аппаратуры обладает еще одним важным преимуществом перед обычными астрономиче­скими методами исследования.

Как мы уже знаем, все основные выводы астрономии носят косвенный характер. Они получены в результате анализа разного рода космических излучений, свойства которых непосредственно зависят от свойств их источ­ников.

Можно сказать, что основная задача обычной астро­номии и состоит в том, чтобы «проявить» ту «потенци­альную» информацию о космических явлениях, которая содержится в физических свойствах окружающей нас среды, расшифровать ее. Но для этого необходимо знать связь между интересующим пас явлением и изменения­ми, которые оно через посредство среды вызывает в из­мерительном приборе.

Таким образом, изучаемое астрономическим методом космическое явление и результат подобного исследова­ния представляют собой противоположные концы слож­ной цепи: явление — излучение — изменение в прибо­ре — вывод. Однако истолкование реальных связей, ко­торые существуют между различными звеньями этой цепи, далеко не всегда является однозначным.  В одном случае мы не можем с достоверностью судить о том, ка­кая связь имеется между свойствами излучения и при­родой явления, в других — не можем быть абсолютно уверены, что наблюдаемые изменения в приборе связа­ны именно с интересующими нас явлениями, а не яв­ляются помехами, которые вызваны посторонними при­чинами.

Доставка измерительной аппаратуры и приборов с помощью ракет и спутников в район изучаемых объек­тов ведет к значительному сокращению цепи «явление-вывод» и позволяет осуществлять научные исследова­ния более непосредственно. Поэтому не случайно, что всего за несколько лет космической эры при посредстве ракет и спутников ученые получили обширные сведения о космических явлениях, на «добычу» которых прежни­ми способами ушли бы долгие годы напряженного, а в ряде случаев и бесполезного труда. По мере дальней­шего совершенствования космической аппаратуры появится реальная возможность направлять автоматиче­ские межпланетные станции ко всем планетам солнеч­ной системы, создавать вокруг этих небесных тел искус­ственные спутники, снабженные автоматической изме­рительной и радиопередающей аппаратурой.

Первый искусственный спутник ЗемлиРакетные исследования позволяют решить еще одну важную задачу. Для того чтобы выявить в ходе про­стого наблюдения физические свойства некоторой си­стемы тел, надо иметь возможность наблюдать ее из разных геометрических пунктов, расположенных как внутри, так и вне этой системы. До осуществления кос­мических полетов мы не могли этого сделать, и только теперь человек получает реальную возможность достав­лять измерительную аппаратуру в различные точки кос­мического пространства, а также непосредственно к ин­тересующим его небесным телам. Достаточно вспомнить, какие замечательные результаты принесло фотографи­рование обратной стороны Луны советскими автомати­ческими станциями.

Нельзя не упомянуть и о том, что успешный штурм космического пространства позволяет решать принципи­ально новыми методами и целый ряд чисто земных проблем. Остановимся хотя бы на такой задаче, как прогнозирование погоды.

Нет необходимости говорить о том, какое огромное значение для самых различных сторон жизни современ­ного человечества имеет правильное предсказание по­годных процессов, в особенности длительные прогнозы. Чрезвычайно важна также своевременная оперативная информация о возникновении и развитии катастрофиче­ских атмосферных явлений—ураганов, смерчей, тайфу­нов, циклонов…

Как известно, погода—это состояние самых нижних, приземных слоев воздуха, так называемой тропосферы. Однако закономерности погодных явлений чрезвычайно сложны. Это объясняется прежде всего тем, что физи­ческие процессы, протекающие в тропосфере, не обособ­лены — они тесно связаны с состоянием более высоких слоев земной атмосферы, на которые в свою очередь влияют космические явления, в частности, солнечная активность, состояние радиационного пояса Земли и т. д. Кроме того, погода — это не местное явление, а слож­ный, взаимосвязанный процесс, охватывающий всю нашу планету в целом.

Чтобы успешно предвидеть развитие явлений пого­ды, необходимо систематическое и непрерывное наблю­дение за состоянием атмосферы па всей территории Земли и па всех высотах. Важным шагом к решению

этой задачи явилось создание разветвленной системы стационарных метеостанций, расположенных в самых различных уголках планеты. Кроме того, ведутся метеонаблюдения с самолетов и кораблей методами радиоло­кации, а также с помощью автоматических метеостан­ций в труднодоступных районах суши и на специальных морских буях, на водных пространствах Земли. Все боль­шее значение приобретает постоянный обмен оператив­ной информацией между метеорологическими центрами различных стран.

И все же подобная система наблюдений за погодой имеет целый ряд серьезных недостатков. Так, например, расстояния между соседними наземными станциями слишком велики, а на океанских просторах таких стан­ций чересчур мало. Да и промежутки во времени меж­ду последовательными наблюдениями довольно значи­тельны. Вследствие этого представление о состоянии ат­мосферы в данный момент и о развитии атмосферных явлений получается далеко не полным. В еще большей степени все сказанное относится к наблюдениям за со­стоянием верхней атмосферы.

На помощь метеорологам должны прийти искусст­венные спутники Земли. Метеорологические спутники, т. е. спутники, на борту которых установлена специаль­ная аппаратура для слежения за атмосферными про­цессами и фотографирования облачности, позволяют проследить в планетарном масштабе за тем, как формируются, развиваются и движутся облачные массы.

Успешный штурм космического пространства позволяет решать принципиально новыми методами и целый ряд чисто земных проблемВ настоящее время уже действует система «Метеор», включающая метеоспутники «Космос». Они снабжены телевизионными устройствами и инфракрасной аппара­турой для наблюдения за состоянием облачности, снеж­ного покрова, ледовых полей, а также измерения потоков тепловой радиации. Показания приборов регистрируются специальными запоминающими устройствами и переда­ются наземным станциям. С борта метеоспутников поступает весьма обширная информация. Только за вре­мя одного оборота спутник передает такое количество данных, которое приблизительно в 100 раз превышает информацию, поступающую от всех 10 тысяч метеостан­ций земного шара. Обработка этой информации осуще­ствляется с помощью сложного наземного комплекса современной электронно-вычислительной аппаратуры. Это уже позволило значительно уточнить прогнозы погоды, своевременно обнаруживать штормы и ураганы, а также составлять мировые карты распределения и развития облачности за длительные промежутки времени. Послед­нее особенно важно, так как позволяет вплотную подой­ти к выяснению основных закономерностей образования и изменчивости облачного покрова Земли.

Если же попытаться заглянуть в будущее, то можно предположить, что со временем наряду с развитой си­стемой метеорологических автоматических спутников по­явятся и пилотируемые орбитальные космические стан­ции, одной из основных задач которых будет наблюде­ние за процессами, имеющими отношение к физическим явлениям в атмосфере. В частности, находясь на борту такой станции, квалифицированный наблюдатель-синоп­тик может по характеру структуры облачного покро­ва осуществлять анализ развития атмосферных процес­сов и выдавать оперативные штормовые предупреж­дения.

Он может также фотографировать наиболее инте­ресные облачные системы, что важно для более глубо­кого познания физических явлений в воздушной оболоч­ке Земли. Советскими учеными, например, издан аль­бом, в котором собраны двадцать цветных фотографий, сделанных советскими космонавтами с борта космиче­ских кораблей. Эти снимки позволяют выявить деталь­ную картину образования облаков, которые развивают­ся в однородных воздушных массах.

Большой интерес представляют также наблюдения из космоса, относящиеся к области, так называемой ат­мосферной оптики. Подобные исследования, например, наблюдения слоев яркости над горизонтом, осуществля­лись советскими космонавтами В. В. Николаевой-Тереш­ковой и К. П. Феоктистовым.

Еще большую роль в земной метеорологии может сыграть лунная метеорологическая обсерватория, с ко­торой можно было бы проводить непрерывные наблю­дения за состоянием земной атмосферы сразу на целом полушарии Земли.

Нет нужды говорить о том, какое огромное значение будет иметь развитие космической метеорологии для самых различных сторон жизни человечества. В частно­сти, значительно облегчится работа гражданской авиа­ции, полеты самолетов станут более безопасными и в меньшей степени зависимыми от капризов погоды.
 

Приглашаем Вас обсудить данную публикацию на нашем форуме о космосе.

Комаров В. Н. «Увлекательная астрономия» 1968 год. «Наука»