География для топографических кретинов

Пятидесятисемиметровая башня, получившая имя Ворденклиф в честь банкира Джеймса Вордена, который приобрел землю для ее строительства, влетела в тугую копеечку, но причиной краха проекта Теслы стала не высокая его стоимость, а радиопередатчик, сконструированный итальянским инженером Гульельмо Маркони. Маркони не знал о ионосфере, которая была открыта благодаря его опытам, но считал дальнюю радиосвязь возможной без суперпередатчиков и суперприемников, потому что был уверен в способности радиоволн проходить через землю, воду и другие препятствия. Получился научный парадокс – важное открытие было сделано благодаря ошибочным взглядам. А вот Никола Тесла, мысливший в правильном направлении, такого открытия совершить не смог.

Разумеется, недорогая радиоаппаратура Маркони, которой можно было пользоваться сразу и где угодно, оказалась более привлекательной, чем многомиллионный проект строительства тридцати башен. В 1917 году башня Ворденклиф была демонтирована.

Первая трансатлантическая радиопередача Маркони состоялась в 1901 году. «Так быть не должно, но тем не менее, это удалось сделать, – подумали ученые. – Почему?». Уже в следующем году британец Оливер Хевисайд предположил существование ионосферы, а в двадцатые годы ХХ века другой британец, Эдвард Эплтон, доказал это.

Напрашивается вопрос – с чего бы это атомам и молекулам, составляющим верхний слой атмосферы, переходить из нейтрального состояния в заряженное? «Это «ж-ж-ж» неспроста», как говорил Винни-Пух. Что побуждает их отдавать и принимать атомы?

Виновато во всем космическое излучение – протоны[25] с добавлением атомных ядер и электронов. Это излучение, несущееся по Вселенной с огромной скоростью, при столкновении с нейтральными частицами «вышибает» из них несколько электронов или же «вколачивает» в них дополнительные. Благодаря этому человечество вот уже более ста лет имеет недорогую и качественную дальнюю радиосвязь.

Ионосферу условно разделяют на две оболочки.

Нижняя оболочка, называемая «мезосферой», простирается до высоты 80 – 85 километров. Температура в мезосфере с увеличением высоты понижается (да, снова понижается) и у верхней ее границы доходит до – 80 °С. В верхней оболочке – термосфере, которая простирается до высоты 300 километров, температура начинает повышаться и повышается до невероятных значений – +1500 – +2000 °С. Температура остается столь высокой до экзосферы, внешней части атмосферы Земли, которая начинается на высотах от 500 до 1000 км.[26] В экзосфере температура снова понижается и постепенно доходит до космической в – 270 °С. Подобно ионосфере, экзосфера состоит из ионизированного газа.

За экзосферой на высоте в 3000 километров начинается безвоздушное космическое пространство. Иначе говоря, толщина земной атмосферы составляет 3000 километров.

Обратите внимание на один нюанс – космическим считается пространство, лежащее вне границ атмосфер небесных тел, а вот условный космос начинается за границей, называемой линией Ка́рмана и находящейся на высоте в 100 километров над уровнем моря. Линия Кармана это не только граница условного космоса, но и верхняя граница воздушного пространства государств. На высоте свыше 100 километров можно летать где угодно, не спрашивая ни у кого разрешения.

Как по-вашему, почему американский ученый Теодор фон Карман поместил границу, названную в его честь, именно на стокилометровой высоте? Круглая цифра ему приглянулась? Или были более веские причины?

Разумеется, были причины, ведь наугад, с потолка, никакие цифры в науке не берутся. Дело в том, что на этой высоте (с колебаниями в 5 километров) атмосфера разрежается настолько, что становится невозможным использование самолетов и вообще всех летательных аппаратов, полет которых основан на аэродинамическом принципе, когда аппарат опирается на воздух и словно бы отталкивается от него. В столь разреженной атмосфере, близкой по характеристикам к безвоздушному пространству, могут летать только космические аппараты. Проще говоря, формальный космос начинается на высоте в 3 000 километров, а фактический – за линией Кармана.

Кстати, атмосфера небесного тела может состоять только из сильно разряженной экзосферы, как, например, у Луны или Меркурия. Обоснуйте, пожалуйста, почему такое возможно именно у этих небесных тел. Правильный ответ ищите в конце книги (№ 3).

Воздух, кажущийся нам невесомым, имеет массу, хотя и небольшую. Масса 1 литра воздуха на уровне моря равна 1,3 грамма. «На уровне моря» – это важное уточнение. С подъемом, то есть с удалением от земной поверхности, сила притяжения ослабевает и воздух, как и вся прочая материя, становится легче, хоть и ненамного, но становится.

«Пустяки какие! – скажут некоторые читатели. – Грамм с небольшим – это все равно, что ничего. Но грамм с небольшим весит один литр, а в земной атмосфере воздуха о-го-го сколько! Этот огромный объем воздуха создает на каждый квадратный сантиметр земной поверхности давление в 1 килограмм!