Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени: от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной

Особенностью геофизических исследований является необходимость длительного мониторинга, поскольку многие корреляции (например, изменение числа ураганов в зависимости от средней температуры) значимо проявляются только на больших масштабах времени. Поэтому требуются постоянные наблюдения, для чего необходимо поддерживать орбитальные группировки спутников, оснащенных соответствующими приборами. Сейчас на орбите постоянно работает несколько десятков спутников для изучения Земли, созданных разными странами. Лидерами в этой области являются Европейское космическое агентство и NASA.

В настоящее время для исследования Земли из космоса постоянно работают несколько десятков спутников.

Говоря о современных исследованиях Земли из космоса в России, можно выделить серию геостационарных спутников «Электро-Л», предназначенных для комплексных исследований в области климатологии, экологии, мониторинга погоды, изучения магнитного поля и решения некоторых других смежных задач.

Во многих случаях для получения необходимой научной информации нужны не только космические наблюдения, но и работа метеостанций на поверхности, а также исследования с помощью геофизических ракет, самолетов и баллонов (аэростатов) в атмосфере (часть нагрузки космических аппаратов со временем должны взять на себя более дешевые беспилотные летательные аппараты). Это необходимо и для калибровки измерений, и для получения дополняющих данных и требует координации исследовательских программ, осуществляемых зачастую разными ведомствами в разных странах. Кроме того, часто космические данные нужны для использования в компьютерных моделях (прогноз погоды, изменение климата, поведение экосистем и др.). Поэтому необходимо согласовывать требования аналитиков с подходами разработчиков спутников и программ наблюдения, а данные мониторинга после первичной обработки должны попадать в открытый доступ.

Мониторинг природных катастроф – одна из задач спутниковых наблюдений.

Стоит особо подчеркнуть, что исследования Земли из космоса связаны со многими глобальными проблемами, имеющими отношение к большой политике. В первую очередь это вопросы глобального изменения климата, для регулирования которых нужны международные соглашения. Для их достижения необходимы надежные модели и прогнозы, которые можно составить только при наличии регулярного всестороннего мониторинга Земли из космоса.

14.4. Пилотируемая космонавтика

История пилотируемых космических полетов прекрасно описана во множестве книг и статей. Можно выделить несколько этапов освоения космоса человеком. Во-первых, это относительно короткие полеты на околоземные орбиты, начиная с исторического старта первого космонавта 12 апреля 1961 г.; в разные периоды три страны (СССР, США и Китай) уже прошли эту первую стадию развития пилотируемой космонавтики. Во-вторых, американские лунные экспедиции, реализованные в конце 1960-х – начале 1970-х гг. В-третьих, создание космических станций (Skylab, «Салюты», «Мир», «Тяньгун», МКС) и долговременное пребывание на них – этот этап успешно продолжается и в наши дни. Наконец, отдельно следует выделить программу Space Shuttle – космических челноков, позволившую реализовать множество интересных и важных проектов, в том числе и в астрономии, однако закрытую из-за аварий и высокой стоимости.

Для развития астрономии и астрофизики первый этап внес небольшой вклад, поскольку в его основную задачу входило в первую очередь решение технических и медико-физиологических проблем. А вот в ходе реализации лунной программы было получено много новых сведений о нашем естественном спутнике: на Землю было привезено 382 кг образцов лунных пород. Впоследствии во многих лабораториях мира ученые получили возможность работы с ними, что привело к уточнениям датировки появления лунных кратеров и химического состава Луны. Итогом стала ударная модель формирования нашего спутника.

Кроме сбора образцов, получения фотографий и бурения астронавты установили на Луне более 2 т научного оборудования. Были проведены сейсмологические исследования и измерения гравитационного поля Луны, получены магнитометрические данные. Вдобавок были установлены уголковые отражатели, которые затем позволили проводить лазерную локацию Луны, что важно и для решения задач фундаментальной физики, а именно для проверок теорий гравитации. В результате всей этой активности в рамках программы Apollo накоплено огромное количество научных данных, которые легли в основу около 3000 научных публикаций.

В ходе лунной программы Apollo было получено много важных научных результатов.