НЛО и современная наука

Третье, на чем следует остановить внимание, — видимость факела работающего двигателя. Он представляет собой поток продуктов сгорания, вылетающих из сопла со скоростью, достигающей иногда 4 км/с. Для большинства же типичных конструкций эта скорость имеет значение около 3 км/с. Хорошо известно, что удельная тяга ракетного двигателя тем выше, чем больше скорость истечения продуктов сгорания, и следовательно, температура в камере сгорания и в выхлопной струе. Поэтому конструкторы двигателей добиваются получения наиболее горячего факела. Как уже отмечалось, в современных двигателях температура продуктов сгорания может составлять более 3000 °C. Имея столь высокую температуру, факел, естественно, является источником интенсивного излучения в широком диапазоне длин волн, от ультрафиолетового до инфракрасного излучения, в том числе и в видимой области. Так как при разлете продуктов сгорания происходит их резкое расширение, то температура факела очень быстро падает с удалением от сопла и наиболее интенсивно излучающая часть факела не слишком велика.

Оценить силу света такого источника можно, полагая, что внутренние части факела, а также, конечно, сами срезы сопла двигателя излучают как черное тело, имеющее соответствующую температуру. Эффективная поверхность такого «черного тела» может составлять несколько десятков квадратных метров. Для оценок возьмем значение S≈10 м², поскольку ошибка в два-три раза не столь важна при качественных рассуждениях. По закону Стефана — Больцмана мощность излучения черного тела составляет W=SσT⁴, где S — площадь излучающей поверхности, Т — температура тела, а σ — константа, численно равная 5,7×10^-8 Вт/м². Нетрудно подсчитать, что в видимой области мощность излучения факела двигателя составляет ~10⁶ Вт, световой поток от него ~6×10⁸ лм, а его поверхностная яркость примерно 6×10³ сб, что близко к значению яркости ацетиленовой горелки. Освещенность, создаваемая таким источником света на расстоянии 10 км, примерно 1 лк — это в несколько раз больше освещенности от полной Луны.

Очевидно, что такой мощный и яркий источник света будет отлично виден и в ночных, и в сумеречных условиях на достаточно больших расстояниях — до нескольких сотен километров. Правда, сам факел на таких расстояниях имеет уже весьма небольшие угловые размеры и воспринимается чаще всего как «яркая звездочка с хвостиком».

Существует еще один класс оптических явлений, связанных с запусками ракетной техники, которые по своей интенсивности и разнообразию превосходят все другие эффекты. В разделе, посвященном строению и свойствам атмосферы, говорилось о том, что в оптическом отношении наиболее активной компонентой атмосферы является аэрозоль, в том числе и искусственного происхождения. Одним из «поставщиков» этой компоненты практически на любые высоты как раз и являются запуски ракетной техники — выбросы продуктов сгорания ракетного топлива. Некоторое количество аэрозольных частиц возникает также при микроразрушениях космических аппаратов, выбросах отходов и других процессах, однако по количеству они не идут ни в какое сравнение с топливными аэрозолями.

Прямых природных аналогов оптическим явлениям, обусловленным рассеянием света на ракетных аэрозолях, нет. Те высоты, на которых происходит интенсивный выброс и разлет продуктов сгорания, практически не содержат аэрозолей естественного происхождения. Действительно, до высот порядка 100 км, пока плотность воздуха еще достаточно велика, расширяющееся облако продуктов сгорания эффективно тормозится газодинамическими силами и оказывается локализованным в относительно небольшом объеме. Из-за этих же эффектов вязкости естественные (и, конечно, искусственные) аэрозоли могут существовать на этих высотах во взвешенном состоянии, образуя долгоживущие формации. На больших высотах ситуация меняется.

При отсутствии сил газодинамического торможения продукты выброса ракетного двигателя, расширяясь, могут образовывать облака различной причудливой формы с характерными размерами в десятки и даже сотни километров, существующие значительно меньшее время, чем более низкие конфигурации, — минуты, от силы 10–15 мин.

По интенсивности свечения такие образования могут значительно превосходить все известные природные эффекты. Связано это в основном с массой рассеивающего вещества. Концентрация аэрозольных частиц в серебристых облаках, как отмечалось, составляет около или менее одной частицы в кубическом сантиметре. При их характерном размере около 0,1 мкм масса аэрозолей, содержащихся в кубическом километре, при этом составит около 1 кг. А масса продуктов сгорания, выбрасываемая двигателями второй или последующих ступеней, работающих на высотах выше 100 км, достигает значений 300 кг/с и более. Результаты сравнения очевидны.