Никола Тесла. Прометей XX века

Совершенно справедливы и выводы Теслы о том, что ионизация заряженными частицами происходит наиболее эффективно в конце пути заряженной частицы, когда ее энергия уже невелика. С этим и связаны резкая нижняя и размытая верхняя границы полярных сияний. Ученый этого не знал, но уверенно предполагал наличие подобной связи. Согласно этой модели, когда направление межпланетного магнитного поля становится противоположным направлению геомагнитного поля на дневной стороне, начинается процесс так называемого пересоединения. При сближении противоположно направленных силовых линий магнитное поле обращается в нуль, образуя из замкнутой геомагнитной линии и свободной линии межпланетного поля две открытые силовые линии, которые одним концом начинаются на Земле в полярной шапке, а другим – уходят в межпланетное пространство.

Этот циклический процесс современные метеорологи называют магнитосферной суббурей и считают, что в этом случае происходит значительное возмущение всей внешней магнитосферы Земли. Фактически имеет место обрыв части магнитного хвоста, а его остаток поджимается к Земле. Но так ли уж легко могут преодолеть космические электромагнитные колебания толщу ионосферы?

Тесла считал это непростым вопросом, жизненно важным для дальнейшего развития радиовещания. Он допускал, что в приповерхностном слое – тропосфере – воздух представляет собой смесь нейтральных молекул различных газов (в основном азота, кислорода и углекислого газа). Следовательно, если нас окружает сухой воздух, то его можно считать хорошим изолятором.

Иначе обстоит дело в глубинах ионосферы, думал изобретатель. Там воздушная среда вполне способна проводить электрический ток, поскольку вместо нейтральных молекул и атомов она содержит «электрокорпускулы» (электроны и ионы). Вспомним, что понятие ионов как положительно или отрицательно заряженных частиц возникло гораздо позже первых моделей «атмосферного электричества» Теслы. Тем не менее великий изобретатель правильно ухватил суть дела, считая, что корпускулы электричества должны возникать под воздействием каких-либо внешних факторов из первичных нейтральных атомов и молекул.

Тесла полагал и считал это очень важным обстоятельством, что молекулы воздуха на всем протяжении стратосферы находятся в постоянно сложном движении. Потоком этого непрекращающегося движения должны быть захвачены и электрические корпускулы, то есть ионы с электронами. Единственное, до чего не дошел изобретатель в своих рассуждениях, – это анализ баланса противоположных процессов ионизации и нейтрализации-рекомбинации, идущих с различной скоростью на разных высотах.

Конечно, поверхность Земли – не самое лучшее место для наблюдения за полярными сияниями: во-первых, почти всегда их надо наблюдать ночью, когда не мешает солнце; во-вторых, наблюдениям могут помешать облака. Поэтому Тесла предполагал приспособить для наблюдения ионосферных вспышек свои автоматические самолеты, оснащенные фотографической аппаратурой и питаемые волнами «резонансной электроэнергии».

Тесла всегда считал, что полярные сияния сигнализируют о месте и времени воздействия Космоса на земные процессы. Вызывающее их вторжение космических частиц влияет на многие стороны нашей жизни. Сейчас мы знаем, что дыхание солнечного ветра изменяет содержание озона и электрический потенциал ионосферы, а нагрев ионосферной плазмы возбуждает волны в атмосфере. Тесла также предполагал, что космические лучи могут в конечном счете как-то влиять на земную погоду, но ограничивал их действие изменением электропотенциала и нагревом воздуха. Изобретатель также прогнозировал, что из-за дополнительной электризации верхних слоев атмосферы (ионизации ионосферы) может начаться генерация значительных электрических токов, магнитные поля которых сильно исказят магнитное поле Земли, что прямо повлияет на земную жизнь.

Вопрос об аналогии между полярными сияниями и газовым разрядом всегда волновал изобретателя, тем более что с многочисленными проявлениями его следствий он встречался на каждом шагу в своей лаборатории, насыщенной волнами электричества. Изобретатель догадывался, что верхние слои атмосферы в области сияний заметно нагреваются, что, по идее, должно было бы приводить к появлению восходящих потоков газа. В результате на больших высотах увеличивается плотность газовой среды (это убедительно подтвердили полеты разнообразных космических аппаратов). Исходя из своих опытов, изобретатель предсказывал, что яркие вспышки сияния могут сопровождаться звуками, похожими на треск. Тесла считал, что для его системы всемирной радиосвязи очень важно знать, каким образом эти изменения в верхних слоях атмосферы (ионосферы) сказываются на качестве радиосвязи. Впоследствии он понял, что в большинстве случаев она ухудшается.