Рис. 191. Солнечная обсерватория в Халикала (Гавайские о-ва)
Каждая программа экспериментов на орбитальной станции «Скайлэб» представляет собой расширенные исследования, которые проводились на Земле в течение некоторого времени. В связи с этим особый интерес представляют возможности сравнить и соотнести результаты экспериментов на орбитальной станции с результатами, полученными в земных условиях. Фактически, несколько программ (исследований, выполненных на Земле, планировались и готовились специально для того, чтобы обеспечить сведения для поддержки экспериментов на станции «Скайлэб». Такие программы включают программу астрономических исследований с Земли, программу Национального управления по исследованию атмосферы и океана, программу для определения точности предсказания земных ресурсов с орбиты, и программу медицинских исследований.
Эти программы исследований с Земли послужат дополнением к исследованиям на станции «Скайлэб» в следующих направлениях. Во-первых, сравнением наблюдений на Земле с наблюдениями на станции «Скайлэб» того же объекта экспериментатор может определить степень превосходства, которую наблюдения в космосе могут иметь над наблюдениями с Земли. Во-вторых, благодаря наблюдениям такого объекта, как группа солнечных пятен в течение продолжительного периода времени до и после полета станции «Скайлэб», можно глубже понять эволюционные процессы, которые могут значительно расширить ценность наблюдений, проведенных на орбитальной станции. В-третьих, благодаря наблюдениям на близком расстоянии определенных явлений на поверхности Земли, например, тектонических образований, океанских течений, роста растений, можно создать «калибровочную» таблицу для интерпретации изображений тех же явлений, полученных с помощью аппаратуры на орбитальной станции. Эта калибровка может затем использоваться для интерпретации других изображений, сделанных на станции «Скайлэб», которые не удастся получить с Земли. В-четвертых, в случае медико-биологических исследований, наземные наблюдения позволят исследователю выяснить влияние невесомости на живые организмы путем сравнения данных, полученных на станции «Скайлэб», с результатами наблюдений, сделанных в тех же условиях на Земле.
Подробности некоторых наземных проектов изложены в следующих разделах.
1. АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ С ЗЕМЛИ
Эта программа предусматривает получение информации о явлениях на Солнце с помощью обсерваторий, расположенных в разных районах земного шара в то же самое время, когда приборы комплекта ATM наблюдают эти явления с орбиты. Информация, собранная на Земле, дополнит информацию, собранную в космосе, и, таким образом, поможет получать максимум пользы от применения комплекта АГМ.
Еще в 1971 г. НАСА начала собирать предложения от астрономов для проведения наземных наблюдений, которые бы поддержали и расширили наблюдения за Солнцем на станции «Скайлэб». Многие организации представили свои предложения, девять из них были отобраны для осуществления.
Ниже приводится перечень астрономических обсерваторий и предложенные ими проекты.
А. Институт астрономии Гавайского университета в Халикала (рис. 191) строит фотометр для наблюдения активных областей короны. Этот прибор будет одновременно измерять интенсивность видимого излучения в зоне нескольких линий спектра короны с целью определения скорости рассеивания и поступления энергии в активных зонах и влияние солнечных вспышек на корону.
Б. В солнечной обсерватории в Китт-Пик (рис. 192) создается спектрогелиограф для составления карты физических параметров атмосферы Солнца. Солнечный телескоп и вакуумный спектрограф, снабженные объективом с высокой светосилой и скоростной кинокамерой, позволят получить спектральные карты активных участков солнечного диска с высоким пространственным разрешением
В. Национальное бюро стандартов улучшает точность измерений, проводимых с помощью комплекта ATM:
1) разрабатывается водородно-дуговой источник радиационного теплового потока известной величины для тарировки систем спектрометрического детектора в диапазоне длин волн от 50 до 370 нм (500-3700Å);
2) проводится исследование влияния на фотокатоды отщепления или добавления монослоев загрязняющих частиц в вакууме в диапазоне длин волн от 50 до 150 нм (500-1500Å);
3) устанавливается возможность радиометрической тарировки длин волн до 20 нм (200Å) с помощью синхротрона Национального бюро стандартов.
Г. Калифорнийский политехнический институт устанавливает в своей обсерватории в Биг-Биэр-Лейк в Калифорнии 65-сантиметровый фотогелиограф (рис. 193). Условия для наблюдения там исключительно хороши. Новый прибор будет использоваться для изучения активных участков Солнца вместе с комплектом ATM в случаях, когда требуется чрезвычайно высокое разрешение. Спектрогелиограммы будут выполняться в диапазоне длин волн от 393,3 нм (3933 Å, К-линии кальция) до 1083 нм (10830 Å, линии гелия).
 Рис. 193. Солнечная обсерватория в Биг» Биэр-Лейк (Калифорния) |
Д. Солнечная обсерватория в Рай-Каньон, Калифорния (рис. 194) готовит обе свои системы телескопов для наблюдения во время работы комплекта ATM. С помощью одного телескопа будут проводиться на длине волны D3 линии гелия-I наблюдения за солнечными вспышками и нестационарными явлениями в периоды высокой активности солнечного диска; будут также проводиться наблюдения протуберанцев в периоды слабой активности диска. Другой телескоп будет использован для фотографического исследования на длине волны 854,2 нм (8542 Å, линия кальция-II).
Е. Калифорнийский университет в Сан-Диего создает фотометрическую систему для наблюдения в инфракрасном диапазоне спектра солнечных вспышек. Наблюдения будут проводиться в обсерватории на горе Леммон около Таксона в Аризоне (рис. 195). Наблюдения с помощью зеркального телескопа с оптической системой Кассегрена и диаметром зеркала 1,52 м будут проводиться в диапазоне длин волн от 700 мкм до 1 мкм. Эти наблюдения в инфракрасной части спектра будут сравниваться с наблюдениями, выполненными с помощью комплекта ATM.
Ж. В исследовательском центре Пало-Альто, Калифорния, будет проведено теоретическое исследование эмиссий гелия на активных участках поверхности Солнца в видимой и ультрафиолетовой части спектра. Результаты этих исследований позволят провести интерпретацию наблюдений с помощью ATM на частотах отдельных линий спектра в зависимости от распределения плотности электронов и температуры для активных участков Солнца.
3. Государственная обсерватория Уттар Прадеш в Найни Тал, Индия, проводит изучение равновесия распада и возбуждения различных молекул в фотосфере, в солнечных пятнах и факелах. Программа предусматривает улучшение существующих моделей солнечной атмосферы.
 Рис. 196. Радиотелескоп Университета в Балтиморе (Мэриленд) |
И. Лаборатория прикладной физики Университета в Балтиморе (рис. 196) выполнит программу наблюдений радиовзрывов на Солнце в диапазоне частот от 500 до 1000 МГц. С помощью спектрографа с разрешающей способностью 0,01 с и антенны диаметром 18,3 м можно определить, существует ли в радиовзрывах конечная скорость дрейфа частот. Это в свою очередь повлияет на уточнение существующих моделей механизма эмиссии и плотности электронов в районе радиоисточника. Результаты этих исследований будут сопоставлены со сведениями, полученными на станции «Скайлэб».
2. ПРОГРАММА НАЦИОНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА
Национальное управление по исследованию атмосферы и океана (NOAA) координирует сведения, получаемые из обсерваторий США и зарубежных стран. Эти обсерватории будут предоставлять NOAA сведения для использования в постоянной работе по изучению солнечной активности. По соглашению с НАСА в NOAA создана программа изучения космической окружающей среды. Эта программа дополняет программу «Скайлэб» по изучению Солнца с помощью комплекта ATM. Осуществление программы позволит расширить и улучшить имеющуюся информацию, а также обеспечит передачу непрерывных прогнозов солнечной активности руководителям экспериментов с комплектом ATM во время полета орбитальной станции «Скайлэб».
NOAA будет использовать информацию многих обсерваторий, чтобы обеспечить ею НАСА до, во время и после полета станции «Скайлэб». На основании сведений о Солнце, полученных от различных наземных обсерваторий, NOAA будет предсказывать вспышки и другие явления солнечной активности, информировать НАСА о важных явлениях, развивающихся на Солнце, а после полета станции «Скайлэб» подготовит книгу, куда войдут все сведения, собранные во время полета.
3. ПРОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧНОСТИ ПРЕДСКАЗАНИЯ ЗЕМНЫХ РЕСУРСОВ С ОРБИТЫ
Точные данные будут получены путем непосредственных наблюдений на Земле тех областей, объектов и явлений, которые будут также наблюдаться со станции «Скайлэб» на околоземной орбите. Будут проведены почти одновременные наблюдения погоды, условий освещенности и других факторов, которые могут повлиять на сведения, собранные на станции «Скайлэб». Путем сравнения наземных наблюдений с орбитальными наблюдениями опытного участка будут получены тарировочные данные, которые позволят точно интерпретировать результаты измерений, проведенных прю различных положениях станции на орбите. Принцип, которого будут придерживаться при получении наземных сведений для соотнесения с орбитальными, состоит в том, чтобы использовать возможность каждого руководителя эксперимента иметь точные результаты на Земле. Руководители экспериментов предоставят свои; наземные сведения в отдел НАСА, где эти сведения будут накапливаться вместе со сведениями, полученными на орбите.
Центр им. Джонсона НАСА установит систему связи так, что руководители экспериментов будут извещены о времени, когда станция «Скайлэб» будет пролетать над интересующими их территориями. Таким образом, они смогут проводить наземные измерения одновременно с измерениями, выполняемыми на орбитальной станции с помощью комплекта EREP.
Наземные наблюдения будут включать фотографирование, измерения температуры, сведения о местности наблюдения погоды » описательные материалы, характеризующие рост растений, условия состояния почвы, глубину снежного покрова, состояние сельскохозяйственных культур, геологические характеристики и некоторые другие специфические подробности.
4. ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ С БОРТА САМОЛЕТА
Самолеты НАСА будут использоваться для наблюдения над теми же областями, над которыми будут вестись наблюдения с орбитальной станции. На этих самолетах будут установлены различная кино-, фотосъемочная аппаратура и другие приборы для наблюдений, которые по своим возможностям приближаются к оборудованию станции «Скайлэб». Подобно данным, получаемым наземными средствами, результаты измерений с борта самолета будут использованы при анализе сведений, полученных из космоса.