Если искусственное воспроизведение ускорительных процессов имеет своей целью облегчить проникновение в тайны строения материи, то в ряде случаев моделиро­вание астрономических явлений должно способствовать более глубокому изучению самих этих явлений.

. . . Специальное сложное устройство один за другим разгоняло небольшие стальные шарики и метало их в массивную металлическую мишень. С огромной, почти космической скоростью, достигающей семи с половиной километров в секунду, шарики врезались в металл. В это время за ними внимательно следил глаз кинокамеры, производящей сверхскоростную съемку. На множестве маленьких кинокадриков можно было проследить, что происходит с веществом мишени в месте удара.

Эти необычные опыты проводились в лаборатории американского ученого Чартерса. Может быть, это были испытания новейшего сверхтвердого металла или спе­циальной брони, предназначенной для создания неуяз­вимого тапка?

Нет, опыты, о которых идет речь, носили совершенно мирный характер. И если ученых интересовали удары быстро мчащихся тел о преграду, то это были удары метеоритов о поверхность Луны. Около двух третей об­ращенной к Земле стороны Луны покрыто горами и гор­ными хребтами. Среди них особенно выделяются своим необычным видом кольцеобразные горы—кратеры, или цирки, отдаленно напоминающие кратеры земных вулка­нов, но обладающие гораздо большими размерами. Неко­торые из них достигают сотен километров в попе­речнике.

Многие ученые связывают образование кольцевых гор с былой вулканической деятельностью на Луне, ко­торая в отдаленном прошлом могла достигать весьма значительных масштабов. Другие придерживаются ме­теоритной гипотезы. Кто из них прав?

Для ответа на этот вопрос и понадобились опыты с «бомбардировкой» мишени стальными шариками. Было обнаружено, что в момент удара вещество мише­ни как бы «растекается» во все стороны, образуя круг­лую воронку. Таким образом, удар гигантского метео­рита, с огромной скоростью врезающегося в незащищен­ную атмосферой поверхность Луны, может привести к заметному сдвигу почвы в радиальных направлениях, а это в свою очередь способно вызвать образование зала.

Действительно, по своему внешнему виду многие лун­ные кратеры напоминают взрывные воронки. Однако есть одно «но». Дело в том, что внутри многих кольце­вых кратеров имеются центральные горки, напоминаю­щие по своему виду маленькие сопки.

Существенную роль играет моделирование также и при изучении состава и строения пород, из которых сложена лунная поверхность. На протяжении ряда лет  такие  исследования  проводились  в  лаборатории планетной астрономии при обсерватории Ленинградско­го университета под руководством В. В. Шаронова.

Основная идея этих исследований состояла в том, чтобы найти такие земные породы, у которых оптиче­ские свойства были бы наиболее близки к оптическим свойствам лунного грунта.

В ходе этих экспериментов изучались сотни различ­ных образцов, в том числе и образцы вулканической лавы, пепла и шлаков, специально собранные астроно­мами на Камчатке и Курильских островах.

В результате многочисленных опытов в лаборатории Шаронова было искусственным путем создано «лунное вещество», т. е. такой образец, который отражал солнеч­ный свет точно так же, как его отражает поверхность нашего естественного спутника. Это был темный пори­стый материал, способный выдержать значительное да­вление. Наблюдения, проведенные с помощью советских космических станций «Лупа 9» и «Лупа 13», показали, что выводы ленинградских астрономов хорошо согла­суются  с  действительностью.

Исходя из того, что горообразовательные процессы па Луне протекали в условиях безвоздушного космиче­ского пространства, американские ученые поставили ин­тересные эксперименты в вакуумных камерах.

Моделировался процесс выливания лавы в вакуум. Для этого в камеру выплескивались расплавленные об­разцы горных пород, содержащих кремний. При этом образовывалась пышная губчатая структура. Она отра­жала свет так же, как и вещество лунной поверхности, но, в отличие от него, имела белый цвет.

Интересные лабораторные опыты проводились и для уточнения теоретических предположений о химическом составе лунной почвы. Ученые считают, что на формиро­вании лунного грунта должна, вероятно, сказываться бомбардировка лунной поверхности различными атом­ными частицами, в том числе протонами. Расчеты пока­зывают, что на каждый квадратный сантиметр поверх­ности Луны ежесекундно попадает несколько десятков миллиардов подобных частиц. В результате такой бом­бардировки многие атомы веществ, составляющих лун­ную почву, могут оказаться выбитыми из нее и полу­чить при этом настолько большие скорости, что не смо­гут  вернуться  обратно.   Чаще   всего  это,   очевидно, должно происходить с более легкими атомами. Поэтому в результате атомной бомбардировки, вероятно, имеет место обогащение поверхности Луны тяжелыми элемен­тами.

Чтобы проверить это предположение, американскими исследователями был проведен специальный лаборатор­ный эксперимент с помощью ускорителя атомных ча­стиц. Поток частиц направили на материал, сходный по химическому составу с веществом лунной почвы. Ин­тенсивность потока была так велика, что в течение од­ного часа лабораторной обработки на вещество попа­дало столько же частиц, сколько на лунное вещество за 6 тыс. лет. Результат опыта подтвердил, что поверхност­ный слой Луны должен постепенно терять легкие хими­ческие элементы.

Еще одна модель Луны, но на этот раз с несколько иной целью, была создана советскими учеными при’ ис­следовании лунного радиоизлучения.

В одном из районов Крымского побережья на высо­кой скале устанавливался черный диск около пяти мет­ров в поперечнике. Этот диск «искусственная Луна» служил своеобразным эталоном радиоизлучения. Срав­нивая с ним радиоизлучение настоящей Луны, совет­ским ученым удалось добиться точности измерений в десять раз более высокой, чем обычно.

Одной из самых увлекательных проблем науки, кото­рая вот уже на протяжении многих десятилетий волнует ученых, является проблема жизни на Марсе. Но по­скольку даже в моменты наибольшего сближения рас­стояние между Землей и Марсом составляет около 60 млн. км, то окончательных доказательств наличия на Марсе хотя бы растительного покрова до сих пор обна­ружить не удалось.

Однако помимо непосредственного изучения Марса существует еще один путь. Он состоит в том, чтобы сп­адать в лаборатории физические условия, близкие к мар­сианским, и выяснить, способны ли в этих условиях су­ществовать и развиваться земные живые организмы.

В частности, в лабораторных условиях искусствен­ным путем удается создавать вакуум, равный 10-10 — 10-11 мм ртутного столба. Хотя это еще довольно да­леко от космического вакуума, который достигает 10″‘° мм ртутного столба, изучение воздействия подобных, словно на различные микроорганизмы представляет большой интерес. Многочисленные опыты показали, что споры многих бактерий даже в такой неблагоприятной обстановке остаются живыми. В свое время был также поставлен ряд опытов, в которых микроорганизмы под­вергались воздействию высоких и низких температур, ультрафиолетовой радиации и т. п., и многие бактерии стойко переносили подобные воздействия.

Однако в опытах такого рода испытывалось влияние па микроорганизмы лишь какого-то одного фактора. Между тем наибольший интерес представляет их совокупное воздействие.

Специальная установка, с помощью которой можно решить эту задачу, «искусственный Марс», создана в Ин­ституте микробиологии АН СССР.

В специальной камере за прозрачным стеклом ими­тируются условия Марса. Здесь, в соответствии с астро­номическими данными, воссоздается марсианский климат, а также те изменения, которые происходят’ в те­чение суток па поверхности планеты. Учтены температура, давление, влажность, газовый состав атмосферы, характер ультрафиолетовой радиации и другие условия Марса.

Если на таинственной красновато!! планете действи­тельно существует жизнь, то там непременно происхо­дит круговорот органического вещества. А этот круго­ворот невозможен без участия микроорганизмов — раз­личных микробов и бактерий. Поэтому первоочередная задача, которую поставили перед собой ученые, — выяс­нить, могут ли земные микроорганизмы, и если могут, то при каких обстоятельствах, приспособиться к мар­сианским условиям.

Уже первые наблюдения принесли интересные ре­зультаты. В частности, оказалось, что окрашенные мик­роорганизмы лучше переносят марсианский климат. Имеющийся у них пигмент защищает от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей. В связи с этим не исключена возможность, что наблюдаемые на Марсе изменения окраски каким-то образом связаны с жизне­деятельностью микроорганизмов.

В ряде зарубежных лабораторий имитировался не только марсианский климат, но и физические условия на других планетах, в частности на Юпитере. Напри­мер, американские ученые ставили такой опыт. Герметическая камера заполнялась смесью метана, водорода и аммиака. В камере поддерживалось атмосферное да­вление и температура в пределах 22—24° С. Внутрен­ность камеры освещалась тусклым светом, едва проби­вавшимся сквозь толстые стеклянные стенки. По мне­нию исследователей, в газовой оболочке Юпитера имеются слои со сходными условиями. Затем в камеру помещались так называемые ксерофиты: лишайники, кактусы и другие растения, способные существовать на весьма жестком водном «пайке». После длительного пре­бывания в необычных условиях, иногда продолжавше­гося до двух месяцев, растения извлекались из камеры и подвергались тщательному микроскопическому иссле­дованию. Оказалось, что многие виды бактерий, оби­тающих па поверхности растений, не только выживали в суровых условиях, но даже продолжали размножаться.

Это свидетельствует о том, что микроскопическая и растительная жизнь может оказаться значительно более распространенной в космосе, чем мы этого ожидаем.

Дальнейшие наблюдения на всевозможных установ­ках, моделирующих космические условия, возможно, по­могут пролить свет на многие вопросы, связанные с проб­лемой существования жизни на таинственной планете.

В последние годы моделирование космических усло­вий в лабораториях все чаще применяется и при подго­товке к новым полетам.

В частности, именно таким способом испытывалась советская космическая станция «Венера 4», а во время полета станции к Венере точная копия «Венеры 4» на­ходилась в специальной барокамере, где поддерживался высокий вакуум. С одной стороны двойник разогревался специальными лампами, имитирующими солнечное излу­чение, а с другой стороны охлаждался особым экраном.

Когда по ходу полета основной станции возникали какие-либо неясности, сложившаяся ситуация модели­ровалась на двойнике в барокамере.