Погода интересует всех

Важные сведения о тропосфере могут быть получены с помощью самолетов и аэростатов. Однако наступление на стратосферу с помощью самолетов встречается с трудностями. Одна из них заключается в уменьшении подъемной силы самолета с увеличением высоты. Другой трудностью является увеличение физической перегрузки экипажа самолета. Поэтому еще больше следует оценить подвиги исследователей, совершавших на свободных воздушных шарах подъем на такие высоты, которые долгое время оставались недоступными для самолетов. Соревнование в исследовании стратосферы было начато Пикаром. В 1932 г. он поднялся на стратостате на высоту 16 940 м. Но и этот рекорд уже давно побит[19]. В 1957 г. американец Киттингер в штате Миннесота (США) поднялся на 29 600 м. Само собой разумеется, что на такие высоты исследователи стратосферы поднимались только в специальных жестких герметических гондолах. Иначе на высоте 22 км кровь в организме человека уже начинала бы кипеть!

С помощью аэростатов удалось получить ценнейшие сведения о вертикальном распределении температуры и влажности воздуха в средней тропосфере над полярными областями земного шара. Преимущества измерений на аэростате по сравнению с самолетным зондированием заключаются в том, что на аэростате можно летать с какой угодно малой скоростью и производить весьма тщательные измерения температуры и влажности воздуха в любом месте. К сожалению, воздухоплавание на дирижаблях в Европе прекратилось после того, как дирижабль «Гинденбург» в мае 1937 г. сгорел во время приземления в Лейкхерсте (США).

В течение долгого времени о средней и верхней стратосфере было меньше сведений, чем о третьем «этаже» атмосферы, т. е. об ионосфере, которую можно было исследовать лишь косвенно, с помощью радиоволн. Однако слой атмосферы, лежащий между 30 и 80 км, оставался неисследованным. Изучить его стало возможно лишь несколько лет тому назад, когда в качестве носителя метеорологических приборов начали применять ракеты.

Научные основы ракетной техники заложил русский ученый Циолковский. Первую ракету с жидкостным двигателем запустил в 1926 г. Годдард (США). В 1942 г. в Пеенемюнде ракетным агрегатом А-4 была достигнута рекордная высота подъема — 85 км. Однако вскоре агрегат А-4 начал использоваться фашистской армией в качестве носителя взрывчатых веществ. Во время войны он применялся под названием ракеты «Фау-2».

С 1950 г. в метеорологии используются ракеты-радиозонды, работающие по принципу шара-зонда. В высшей точке подъема ракеты прибор выбрасывается из ее головной части и на парашюте опускается на землю. Такие ракеты — радиозонды — применяются главным образом для исследования атмосферных вихрей.

В настоящее время метеорологические ракеты для исследования стратосферы регулярно, запускаются и на Крайнем Севере Советского Союза, и в Арктике. В США имеется сеть пунктов ракетного зондирования атмосферы. Метеорологические ракеты достигают высоты 60 км[20].

Наряду с ракетами, ежедневно запускаемыми для получения сведений, необходимых для текущей работы службы погоды, существуют и специальные ракеты, предназначенные для изучения стратосферы. На таких ракетах все метеорологические элементы измеряются электрическими методами. Используются почти безынерционные датчики температуры, позволяющие, несмотря на большую скорость полета ракеты, обнаружить детали температурного поля стратосферы.

Чтобы ракета могла преодолеть наиболее плотные нижние слои атмосферы, большая часть ее объема должна быть заполнена горючим. Поэтому при запуске ракеты с земной поверхности вес ее полезного груза, т. е. приборов, может составлять лишь несколько процентов общего веса всей ракеты. Для преодоления этого затруднения с недавнего времени начали использовать так называемую систему «Роккун». Она состоит из большого воздушного шара и ракеты. Шар поднимает ракету на высоту до 25 км, т. е. проводит ее через наиболее плотные слои атмосферы. На этой высоте запускается ракета, работающая на твердом топливе. Здесь она встречает совсем незначительное сопротивление воздуха. При общем весе ракеты 80 кг полезный груз теперь может составлять 15 кг. В течение нескольких минут ракета достигает вершины своей траектории, т. е. высоты 80 км. Измеренные величины с помощью телеметрической системы передаются на Землю. По окончании измерений специальное устройство катапультирует капсулу с приборами и она на парашюте опускается на земную поверхность.

Существуют метеорологические ракеты, которые проходят через всю стратосферу, производят измерения в нижних слоях ионосферы и берут пробы воздуха для детального анализа уже в лабораторных условиях. Однако такие ракеты, а особенно их стартовые устройства, пока еще очень дороги и потому используются сравнительно редко.

Каковы же результаты ракетных измерений?