Удивительная астрономия

В 1974 году впервые проводилось затменное зондирование мощной газовой «шубы» Юпитера, этот эксперимент осуществлялся американскими аппаратами «Пионер-10» и «Пионер-11». Впоследствии ту же миссию выполнили «Вояджер-1», «Вояджер-2» (1979) и «Галилео» (1996). В 1976 году аппарат «Пионер-11» впервые прозондировал атмосферу Сатурна. А в 1980 году «Вояджер-1» совершил вираж, зайдя за диск Титана, и принес долгожданные сведения о необычайно густой атмосфере крупнейшего спутника Сатурна.

Атмосферы Урана и Нептуна впервые были прозондированы «Вояджером-2» в 1986 и 1988 годах соответственно. Эти измерения показали, что газовые оболочки планет-гигантов состоят преимущественно из водорода, который составляет более 80 % их состава.

Меркурий и большинство естественных планетных спутников не обладают плотной атмосферой, зато их окружает тончайший слой плазмы – сильно разреженного газа, который трудно изучать химическими способами, зато просто прозондировать методами радиозатменного просвечивания. Лунная плазма впервые была просвечена в 1973 и 1974 годах во время полетов к нашему спутнику станций «Луна-19» и «Луна-22». Оказалось, что Луну окружает слой газа с плотностью 600 частиц на 1 кубический сантиметр. В 1974 году подверглась изучению плазма Меркурия и Ио. Планету обследовал американский аппарат «Маринер-10», а спутник Юпитера – американская станция «Пионер-10». В числе прочего удалось установить, что благодаря вулканизму на Ио гораздо более плотная атмосфера, чем на Луне и Меркурии: ее толщина составляет 700 км, а плотность – 60 тысяч частиц на 1 кубический сантиметр.

Иначе проводится радиолокация планет и их спутников, когда поверхность облучается радиоволнами локатора. Радиолокация может быть наземной или космической. При наземной локации локатор находится на Земле и обращен к небесному телу. При космической локации радиоволны посылаются с антенны летательного аппарата (АМС).

Локатор посылает сигнал с передающей антенны, а затем принимает его отражение от поверхности планеты с помощью принимающей антенны. Путем такого сканирования изучается рельеф космического тела, свойства грунта, скорость и прочие особенности вращения планеты.

Впервые радиолокация была применена венгерскими и американскими учеными для исследования Луны в 1946 году. А в 1958 году американские физики впервые направили луч локатора на другую планету – Венеру. В нашей стране радиолокацию Венеры удалось в первый раз осуществить в 1961 году, что позволило уточнить значение астрономической единицы.

А уже в 1963 году наша страна поставила уникальный эксперимент по радиолокации на сверхдальнем расстоянии. Объектом исследований был выбран Юпитер. В 1964 году совместно с американскими физиками наши ученые поставили еще более впечатляющий эксперимент: расположенный в нашей стране локатор посылал сигнал к Венере, а отраженный сигнал принимал радиотелескоп в Соединенных Штатах.

Перечисленные исследования относятся к наземной локации, однако очень скоро радиолокационные эксперименты стали проводиться с использованием летательных аппаратов. При этом наиболее активно изучалась именно Венера. Программа радиофизических исследований в нашей стране осуществлялась аппаратами «Венера» с номерами 9, 10, 15 и 16. Их орбитальные модули работали в качестве искусственных спутников этой планеты и просканировали два района в высоких широтах и пять районов на экваторе. Полную карту Венеры удалось составить в 1990–1991 годах после полета американской станции «Магеллан», которая провела сканирование 90 % поверхности планеты.

Если бы не радиолокация, астрономы никогда ничего не узнали бы о близкой соседке Земли: ведь Венера окружена невероятно плотной атмосферой, через которую совершенно ничего не видно. Из-за этой атмосферы ученые не знали, как и с какой скоростью вращается Венера и каким рельефом обладает.

Мысленно охватывая разнообразие инструментов, служащих астрономам, мы видим, что на протяжении последних четырех столетий человек в науке постепенно «отступал» перед все более совершенными устройствами. Астрономическая техника проделала долгий и сложный путь – от подзорной трубы к астрографам, орбитальным обсерваториям и межпланетным станциям с радиолокаторами на борту. Однако «господство» техники мнимое: сложнейшее оборудование совершенно беспомощно без участия ученых.

Сегодня развитие астрономических инструментов в определенной мере приостановилось, поскольку даже самые хитроумные устройства не обладают человеческим умом, смекалкой, логикой и наблюдательностью. Один геолог, полчаса поработав на Марсе, расскажет нам о Красной планете в сотни раз больше, чем десятки марсоходов, орбитальных модулей и телескопов.

А значит, новая эпоха в развитии астрономии будет связана со строительством космических и планетарных баз. Поселения колонистов станут новыми центрами исследования Галактики: здесь появятся обсерватории и метеостанции, вырастут частоколы антенн радиоинтерферометров. Начнут работать космические геологические экспедиции; в помощь людями-сследователям будут созданы принципиально новые роботы. Человек заглянет во Вселенную с новых рубежей, и самые фантастические гипотезы современности померкнут в свете невероятных открытий завтрашнего дня.