Наши космические пути

Излучение хромосферы и короны не является постоянным во времени — оно подвержено более или менее глубоким изменениям, как очень медленным, связанным с общим циклом солнечной активности, так и быстрым, носящим характер возмущений. Особый интерес представляют так называемые хромосферные вспышки, развивающиеся за время от нескольких минут до нескольких десятков минут и захватывающие значительные участки поверхности Солнца, площадью вплоть до 10⁹ квадратных километров, что соответствует около 1/1000 солнечной поверхности. Эти вспышки приводят к усилению спектральных линий хромосферы, в том числе линии лайман-альфа, и к усилению более жесткого излучения короны.

По-видимому, во время вспышек граница излучения короны доходит до 1-2 ангстрем и цветовая температура излучения соответствует 3 и более миллионам градусов.

Абсолютные значения энергии, излучаемой хромосферой и короной, сравнительно невелики по сравнению с энергией, излучаемой фотосферой Солнца. Так, поток энергии от линии водорода лайман-альфа на границе земной атмосферы составляет по порядку величины 1-10 эрг на квадратный сантиметр в секунду, поток от короны в области 100-60 ангстрем составляет 0,1-1 эрг на квадратный сантиметр в секунду, а поток излучения с длиной волны короче 10 ангстрем — порядка 10^-4—10^-2 эрга на квадратный сантиметр в секунду. Существенной особенностью коротковолнового излучения является, однако, его активность. Оно ионизует газы, составляющие земную атмосферу, и способно проникать сравнительно глубоко в толщу атмосферы. В частности, нижний слой ионосферы, так называемый слой Д, лежащий на высоте порядка 70 километров, обусловлен ионизующим действием линии лайманальфа. Быстрые изменения высоты этого слоя, приводящие к нарушению радиосвязи, по-видимому, связаны с появлением рентгеновского излучения короче 5-6 ангстрем во время вспышек.

Из сказанного явствует важность систематического исследования коротковолнового излучения Солнца. При этом важно не только получение средних данных. Особый интерес представляет изучение его динамики — изменений во времени, характеризующих нестационарные процессы на Солнце.

Основные приведенные выше данные о коротковолновом излучении Солнца были получены с помощью аппаратуры, установленной на геофизических ракетах в США и СССР.

Естественно, что возможность использования для этих исследований спутников позволяет значительно расширить рамки исследований и получить особенно интересующие науку данные о временных изменениях спектрального состава и интенсивности коротковолнового излучения.

На борту космического корабля были установлены два типа аппаратуры для изучения коротковолнового излучения Солнца.

В аппаратуре первого типа приемником коротковолновой радиации являлся электронный умножитель открытого типа с электродами из активированной бериллиевой бронзы. Перед входом электронного умножителя был установлен диск с набором различных фильтров для выделения соответствующих областей коротковолнового спектра излучения Солнца. С помощью механизма релеискателя через каждую секунду диск делал поворот на небольшой угол, устанавливая перед электронным умножителем новый фильтр. В аппаратуре применялись следующие фильтры:

Медная фольга толщиной 0,15 миллиметра — для выделения области спектра от 1,4 до 3 ангстрем;

Бериллиевая фольга толщиной 0,06 миллиметра — для выделения области спектра короче 12 ангстрем;

Алюминиевая фольга толщиной 0,005 миллиметра — для выделения области спектра от 8 до 20 ангстрем;

Пленка из полистирола с нанесенным на нее тонким слоем углерода — для выделения области спектра от 44 до 100 ангстрем;

Пластинка из фтористого лития толщиной 0,5 миллиметра — для выделения линии водорода лайман-альфа с длиной волны 1216 ангстрем;

Пластинка из фтористого кальция толщиной 0,5 миллиметра, которая значительно ослабляет проходящее через нее излучение с длиной волны 1216 ангстрем и позволяет оценить фон в районе линии лайман-альфа и тем самым более точно измерить интенсивность излучения этой линии;

Пластинка из кварца толщиной 0,5 миллиметра — для выделения излучения с длиной волны больше 1500 ангстрем.

Последний фильтр предназначен главным образом для того, чтобы учесть изменения угла падения излучения на фильтр и приемник, связанные с вращением спутника в неориентированном режиме. Аппаратура имела шесть приемников, установленных в различных местах космического корабля таким образом, что поля зрения их не перекрывались. Это давало возможность увеличить вероятность попадания солнечного излучения на приемники при любой ориентации космического корабля в пространстве. Чувствительность приемников ограничена в длинноволновой области спектра для того, чтобы уменьшить фон от длинноволнового излучения Солнца. Сигналы от приемников поступали на радиотехническую систему, на выходах которой возникало напряжение, пропорциональное интенсивности излучения, падающего на фотокатод. Результаты измерений передавались на Землю телеметрической системой.