«Техника-молодежи» 1977 №4, с.22-25
Земля, Рабочие будни |  Летчик-космонавт СССР, дважды Герой Советского Союза Виталий Иванович Севастьянов. (Картина художника А. Шилова) В. И. Севастьянов с дочерью Наташей: тренировка на «домашней центрифуге». |  |
ВИТАЛИЙ СЕВАСТЬЯНОВ,
кандидат технических наук,
дважды Герой
Советского Союза
| К |
Нужды космонавтики стимулировали развитие многих прикладных наук — электроники, телемеханики, химии, физики полимеров... Сначала результаты этих научных направлений осваивались космической техникой. Постепенно, уже апробированные, эти достижения начали «возвращаться» на Землю, находя применение во многих отраслях промышленности. Процесс «космизации» науки и техники — процесс сложный. Но чем активнее будет идти освоение космического пространства, тем ощутимее космос будет возвращать Земле научно-технические новинки.
Итак, человеку предстоит активно работать в космосе. И космонавтика как эффективное орудие познания должна помочь человеку решить и чисто научные, и прикладные проблемы...
Какая она прекрасная, наша Земля!
Одна из основных задач, стоящих сейчас перед космонавтикой, — увеличение длительности пребывания человека в космосе. С исторического старта Гагарина мы идем по этому пути... Часы, дни, потом недели, теперь месяцы проводят космонавты на околоземных орбитах. Созданы долговременные орбитальные научные станции, ставшие как бы опытным полигоном глубокого проникновения в околоземной космос.
Выполняя различные научные исследования и эксперименты, каждая экспедиция орбитальной станции знает, что более всего от нее ждут на Земле практических результатов, необходимых для различных отраслей народного хозяйства. Ждут геологи, географы, океанологи, работники сельского и лесного хозяйства, мелиораторы. И каждая новая экспедиция получает от специалистов все больше и больше заданий.
В мае-июле 1975 года мне вместе с Петром Климуком посчастливилось совершить свой второй длительный — 63-суточный — полет на орбитальной станции «Салют-4». Девятью фотокамерами мы сфотографировали всю территорию Советского Союза южнее 53° северной широты, а также прибрежный шельф. Площадь отснятой территории составляет 5,6 млн. км2. Одновременно с помощью девяти спектрографов мы провели спектрографирование подстилающей поверхности. Провели визуальные наблюдения, фотографирование и спектрографирование отдельных районов акватории Мирового океана для гидрологии, а также рыбного промысла и судоходства.
Обращусь к своему космическому дневнику за 25, 26 и 27 июня 1975 года. Следует такая запись:
«Целый день фотографировали и для геологов, и для географов, и для строителей, и для сельского хозяйства, и т. д. Фотографировали Камчатку, Сахалин, Хабаровский край, Приморский край, БАМ, Байкал, Алтай, восточную Сибирь, Казахстан, Киргизию, Узбекистан, Таджикистан, Туркмению, Кубань, Украину, Поволжье, Крым и т. д. Все, начиная с востока на запад, потому что у нас так идут витки.
Насмотрелся! Здорово все это. Чудо просто!
Ну кто поверит, что я простым глазом с высоты 365 км могу определить, убран урожай с полей или нет?! Вижу поле, которое уже пересекают дороги, — урожай убран. Это свозили солому в скирды...»
И далее:
«Амур величав. Богатая низина. Если эту низину немного осушить, она будет кормить весь Дальний Восток.
БАМ должен оживить этот край несметных природных богатств и привести его к новому расцвету. Весь БАМ я отснял несколько раз на фото разного масштаба. Я понимаю острейшую необходимость в оперативной информации (самой свежей!) о геолого-географических особенностях на трассе. Да и о будущем уже сейчас нужно думать — о сохранении устойчивого динамического баланса воздействия человека на природу. Нужно сейчас полностью списать динамическую модель природной среды прекрасного края и беречь ее...»
Сделаны уже тысячи фотографий разных районов земного шара, которые позволили уточнить существующие структурные и геологические карты, получить новую информацию о глубинном строении и сейсмичности земной коры. Например, по космическим фотоснимкам Казахстана выявлены структуры, перспективные для поисков нефти и газа, изучены соленосные отложения залива Кара-Богаз-Гол в Каспийском море, условия их залегания и гидрологический режим этого труднодоступного и малоисследованного района. Есть также весьма интересные снимки ряда полупустынных территорий СССР. Очень важны сведения о тепловом загрязнении рек и прибрежных районов морей и океанов.
На борту «Салюта-4» мы впервые проводили многоканальное спектрозональное фотографирование земной поверхности с помощью фотоустановки ФМС, состоящей из четырех фотоаппаратов. Такая фотосъемка, к примеру, района озера Иссык-Куль и озера Сонкель проведена для уточнения растительного покрова и геологических карт; дельты реки Урал — для оценки состояния и использования земель под различные культуры, а также для учета пастбищных земель, водоемов и т. д.
На основании космических фотоснимков проведено картирование труднодоступных районов Памира и Кавказа, установлены и нанесены на карты новые крупные разломы, перспективные для поиска полезных ископаемых, проведено тектоническое районирование Центрального Казахстана, Тянь-Шаня, Тувы и других районов, получены новые сведения о территории Рудного Алтая, учтена биомасса леса и проведен анализ состояния рек, озер и водоемов южной части Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока...
Замечу еще, что определенные районы нашей страны фотографируются последовательно разными экипажами. Например, в 1971 году с борта станции «Салют» проводилась съемка Каспийского моря, Кавказа, Казахстана. Эти же районы попали затем и в поле зрения «Салюта-3», «Салюта-4» и «Салюта-5». Ученым интересно сравнить космические снимки, сделанные через определенные промежутки времени и в разное время года, с тем чтобы следить за быстро протекающими природными процессами на земной поверхности.
Космическая съемка ведется обычно в течение нескольких минут. Дешифровка же занимает гораздо большее время — месяцы. Но зато с одной фотографии получают информацию различные специалисты... И уже тогда можно говорить об ощутимой экономической эффективности проведенных в космосе исследований.
«Свет наш солнышко, скажи...»
Исследования Солнца мы проводили с помощью солнечного телескопа ОСТ-1, состоящего из плоского следящего зеркала диаметром 270 мм и внеосевой параболы диаметром 250 мм с фокусным расстоянием 2,5 м, строящей изображение Солнца на щели дифракционного ультрафиолетового спектрографа и сканирующего дифракционного спектрографа КДС-3 для регистрации спектров Солнца.
Во время первых экспериментов с орбитальным солнечным телескопом активность Солнца была выражена слабо. Ученые Крымской астрофизической обсерватории предсказали солнечную вспышку и попросили нас провести спектрографирование этой области, надеясь получить спектр вспышки. Появление столь активной области на Солнце в год минимума солнечной активности — а таким был 1975 год — явление довольно редкое, вспышку ждали и в обсерватории, в Центре управления полетом, ждали и мы.
И вот Солнышко наконец-то откликнулось... На светиле появилась активная область с выбросами газа и взрывами, которая быстро развивалась. Мы увидели крохотное черное пятно, потом рядом с ним возникли очень яркие светлые точки — так называемые «усы», признак большой активности, потом от одного пятна к другому протянулись черные петли — выбросы.
Я сообщил Земле, что вижу поярчание. Наш ОСТ-1 с завидной точностью зафиксировал это явление. Кроме того, на восточном краю диска Солнца возник большой и яркий протуберанец. Мы получили его спектр в ультрафиолетовом диапазоне, что ученые считают уникальным явлением, а также спектр поярчания активной области солнечного диска.
Такую же работу проводили ученые Крымской астрофизической обсерватории: они фотографировали Солнце в лучах водорода и ионизированного кальция. Мы опередили своих земных коллег на несколько минут. Академик А. Северный был доволен нашей работой. По мнению ученых-астрофизиков, полученные материалы дают ключ к пониманию физических механизмов процессов, происходящих на Солнце.
Мы привезли на Землю более пятисот спектрограмм Солнца. Нам повезло: в течение двухмесячного полета Солнце дважды было активным, и мы смогли наблюдать его в это время. Мы впервые получили спектрограммы солнечных вспышек, причем несколько десятков — именно в момент самой вспышки.
Результаты наблюдений уже предварительно обработаны, качество спектрограмм высокое. Они помогут ученым тщательно проанализировать и энергетику Солнца. Скорость излучения материи оказалась в 6-8 раз больше, чем предполагалось.
Впервые мы наблюдали и солнечную корону. Причем не с помощью искусственного затмения, как это было сделано в программе ЭПАС, а обычную солнечную корону за ночным горизонтом Земли.
Столб короны поднимался на высоту до 60 градусов. Мы проводили измерения, привязку по звездам, фотографирование на очень чувствительную пленку и впервые с этих высот разделили излучения короны Солнца и верхней атмосферы. В частности, нам удалось обнаружить светящийся ночной слой, который расположен на высоте примерно 90 км над поверхностью Земли. До сих пор мы считали, что летаем практически в полном вакууме, но оказалось: атмосфера все-таки влияет на показания астрофизических приборов, и мы были вынуждены поднять орбиту «Салюта» на 100 км. Наблюдения солнечной короны на околоземной орбите проводились впервые.
Рентгены... сверхновые... «черные дыры»...
История рентгеновской астрономии насчитывает всего 14 лет. За это время было зарегистрировано 150 рентгеновских источников. С помощью двух рентгеновских телескопов РТ-4 и «Филин» мы провели тщательное исследование 15 источников в «мягком» рентгене. Это тем более важно, что до сих пор объекты вселенной, дающие так называемый «мягкий» рентген, наименее изучены. Именно они были в поле зрения нашего РТ-4, работающего в диапазоне от 44 до 78 ангстрем.
РТ-4 — зеркальный рентгеновский телескоп, или, как его называют, орбитальная «ловушка квантов рентгеновского излучения».
С зеркальным рентгеновским телескопом в течение всего полета на «Салюте-4» мы работали несколько раз.
В одну из наших рабочих ночей мы исследовали три объекта. Причем два из них — на одном витке. На орбитальной станции сделать это удалось впервые. Земля предложила нам новую методику исследований. Мы, уже освоившись с техникой астрофизических исследований, выбрали в созвездии Лебедь два района для наблюдений: рентгеновский источник Х-2 и остатки вспышки сверхновой звезды. Лебедь-Х-2 — быстропеременный рентгеновский источник, природа которого пока неизвестна. Мы впервые измеряли его мягкое рентгеновское излучение. Пять минут наш РТ-4 смотрел на Лебедь-Х-2, затем развернулся в сторону волнистой туманности, которая отождествляется со знаменитой, протянувшейся на небосводе на десятки градусов, очень яркой в радиодиапазоне Петлей-один. Одна из гипотез считает Петлю-один остатками взрыва сверхновой, прошедшей несколько тысяч лет назад на сравнительно близком расстоянии от Солнца. По современным оценкам, до этой туманности чуть более 600 световых лет.
Проведенный эксперимент преследовал две цели: уточнить структуру оболочки остатков взрыва сверхновой и внимательно «поглядеть» на компактный рентгеновский источник в центре туманности. Есть основания предполагать, что источник этот — пульсар. В «мягком» рентгене исследования проводились впервые в мировой практике...
На следующем витке, войдя в зону связи с Землей, мы приступили еще к одному циклу исследований. Теперь в поле зрения РТ-4 был другой участок неба, тот, где находится самый первый из открытых звездных рентгеновских источников, знаменитый Скорпион-Х-1. Он изучен лучше других, и его считают ключом к разгадкам многих тайн. Полагают, что это так называемая «черная дыра» — звезда с незначительными размерами и чудовищной силой гравитации. А возможно, и двойная звезда. Или же тройная.
Что же за неведомый механизм вызывает столь мощное рентгеновское излучение?
Зафиксировав первый рентгеновский источник в созвездии Х-1, ученые поняли, насколько важно это открытие. Выяснилось, что в космосе много небесных тел, которые именно в рентгеновском диапазоне дают наиболее сильное излучение. Причем если сравнить его с излучением нашего Солнца, то получится, что рентгеновские звезды неизмеримо мощнее. У многих из них температура достигает десятков миллионов градусов.
Об интересе астрономов к этой проблеме говорит один факт: 21 июля 1975 года на околоземных орбитах находилось пять аппаратов, с которых велись наблюдения за рентгеновскими звездами и туманностями. Это наш «Салют-4», американский космический корабль «Аполлон» и три специальных спутника: голландский, американский и английский.
Анализ наших результатов показал, что этот источник с пульсирующими сигналами можно отнести к объектам, которые в теории носят название «черных дыр».
«Видим блестящий холодный свет...»
Во время полета второй экспедиции на «Салюте-4» было также исследовано уникальное явление в верхней атмосфере Земли — «серебристые облака». Мы наблюдали их более 20 раз. Кроме визуальных наблюдений, зарисовок и описаний, нам удалось получить цветные фотографии их, а также выполнить спектрографирование, зарегистрировав несколько тысяч спектров серебристых облаков и верхней атмосферы.
Нам было известно, что за восьмидесятилетнюю историю наблюдения серебристых облаков их видели около 800 раз, в том числе 200 раз в нашей стране. Нам же повезло наблюдать это уникальное явление в течение всего второго месяца полета непрерывно.
В тот день, когда мы их увидели впервые, я записал в своем дневнике: «...наблюдали еще одно чудо природы — серебристые облака. Они находятся на высоте 60-70— 80 км. Природа их полностью неизвестна. Во многом они загадочны... И вот мы наблюдаем их в космосе. Эти наблюдения проводятся впервые. Мы действительно первооткрыватели. Тщательно наблюдаем, записываем, зарисовываем...
«Земля» приняла экстренное решение: разрешить нам в тени Земли провести ориентацию станции в сторону восхода Солнца и, обнаружив серебристые облака, провести их исследование спектральной аппаратурой и фотографирование. Мы все выполнили с успехом. Очень довольны мы, довольна и «Земля»...
Серебристые облака завораживают. Холодный белый цвет — чуть матовый, иногда перламутровый. Структура либо очень тонкая и яркая на границе абсолютно черного неба, либо ячеистая, похожая на крыло лебедя, когда облака ниже «венца». Выше «венца» они не поднимаются.
«Венец» — это светящийся слой повышенной яркости вокруг Земли на неопределенной высоте над ночным горизонтом...»
Перечитывая сейчас эти строки, я живо представил себе тот день, вернее, сеанс связи, когда мы сообщали на Землю наблюдения, связанные с серебристыми облаками.
— Видим серебристые облака! — репортаж вел мой командир Петр Климук. — Тут очень интересно! Такой картины я еще никогда не видел. Вы представляете, что такое ночной горизонт? Очень интересная гамма красок. И над цветовым ореолом ярче всех цветов — серебристые облака! Никогда такого не видел! Солнце находится внизу и подсвечивает их. Они пока невысоко подняты над горизонтом. Яркие...
Сначала мы наблюдали облака, находясь над Сахалином. А потом — пролетая над Казахстаном. Странно, но ощущение было такое, что они вращаются вместе с атмосферой — за три часа от Солнца не отодвинулись, но мощность их увеличилась, и лучше всего их было видно на границе светового ореола.
О серебристых облаках люди знают с конца прошлого века. Ученые очень заинтересовались ими. Странным было то, что эти легкие, с металлическим блеском облака светятся на небе, когда Солнце давно уже село и наступает ночь.
До оих пор много спорят об их происхождении и составе. На высоте более 80 км царит семидесятиградусный мороз. Ученые полагают, что какие-то стихийные возмущения, например извержение вулкана, вынесли огромное количество водяного пара и пыли в атмосферу. Пар осел на крохотных космических пылинках и кристаллизовался.., Может быть, это и так, но до сих пор никто не возьмется утверждать, что серебристый металлический блеск дают именно водяные пары. Возможно, они состоят из твердой углекислоты или какого-либо иного вещества. Проверить трудно. Слишком велика высота, на которой «живут» серебристые облака.
Космонавтам, летавшим до нас, не удавалось видеть таких облаков, поэтому «Земля» восприняла наше сообщение как настоящую сенсацию. А Петр Климук по-рабочему докладывал:
— Видим блестящий холодный свет, почти перламутровый... Он переливается так красиво... Облака тянутся сплошной линией от Урала до Камчатки, до самого восхода Солнца... Они не вращаются с атмосферой, а держатся на каком-то расстоянии от солнечного диска... А сейчас мы видим их как бы в профиль. Верхняя граница очень четкая, а нижняя размытая, толщина всюду разная...
Сейчас изучением серебристых облаков занимаются ученые многих стран. Сеть станций наблюдения охватывает большие площади планеты, но с одной станции наблюдения можно увидеть крохотный участок серебристых облаков, а количество станций еще не так велико, чтобы можно было из подобных кусочков составить целую мозаику.
Мы же со станции не только сфотографировали серебристые облака, но и сделали их спектрографирование... Еще один пример того, как наблюдение из иллюминатора орбитальной космической станции может дать научную информацию, которую не получить и за многие десятилетия очень интенсивных наблюдений с поверхности Земли...
Всюду жизнь
Специальный раздел программы полета второй экспедиции орбитальной научной станции «Салют-4» был посвящен медико-биологическим исследованиям.
Интересный результат получен в эксперименте под названием «Оазис». «Оазис» — система, предназначенная для выращивания растений в условиях невесомости. Были у нас семена гороха, и прихватили мы с собой еще две луковицы. И вот на десятые сутки могли уже собирать урожай. За время полета горох вырастал дважды: через три недели после посадки он погибал, и мы высевали его вновь. Из 16 семян проросли 13.
Вообще занятия с зелеными растениями доставляли нам массу наслаждений: в безжизненном космосе — зелень, жизнь!
Интересно ведут себя растения в невесомости! На Земле корень, появившийся из проросшего семени, под действием гравитации устремляется вниз. А здесь никакого низа нет. Куда он будет расти?
Когда проводили эксперимент с освещенностью и поворачивали свет, оказалось, что весь горох поворачивается за светом. Свет — единственный ориентир в невесомости! Если растение расположено так, что корень «смотрит» в землю, а проросток обращен в сторону света, это растение будет жить и даст урожай. Если же ориентация иная, то растение погибает. Наши стрелки лука за десять дней выросли на 10-15 сантиметров. Мы пощипали лук и поели — хороший, горький! Значит, в космосе жить можно.
Проведены нами и испытания системы регенерирования воды из водяного конденсата. Установка конденсировала влагу, выделяемую человеком в атмосферу станции при дыхании или испарении с поверхности кожи и т. п. С помощью насосов конденсат откачивался с поверхности аппарата в емкость, где проходил тщательную очистку от всевозможных примесей, а затем насыщался солями, чтобы по вкусу вода походила на обычную земную, которую мы привыкли пить. Эта вода нам понравилась, ее-то мы и пили полтора месяца, хотя запас московской, ионизированной серебром воды у нас был. На Земле говорят: «С человека семь потов сошло», а мы нашли для обозначения напряженного труда другую формулу: «Человек семь потов выпил...»