«Знание - сила» №7 1961 год

ЧТО ВИДЕЛ

КОСМОНАВТ

М. АСТРОВРисунки С. КАПЛАНА

Когда звездные корабли проложат пути к далеким светилам, никто не подумает: Гагарин всего лишь облетел нашу планету, как скромен был его результат. Нет, дело Гагарина никогда не состарится. Подобные подвиги одарены вечной молодостью. И задачи, решенные советской наукой в связи с первым космическим полетом человека, всегда будут считаться крупнейшим успехом знания.

Среди множества проблем, вставших перед нашим первым кругосветным прыжком, была такая: на какой высоте, по какой орбите должен совершаться этот полет?

Может показаться, что выбор высоты в значительной степени произволен: ракеты способны поднять корабль и на сто, и на тысячу километров. Нет, единственно возможной, точнее, единственно безопасной явилась именно орбита первого космонавта, нижняя точка которой отстояла от Земли на 175, а верхняя — на 300 с небольшим километров. Именно здесь, в узкой полосе 200-300 километров над Землей, пролегает своеобразная «трасса безопасности».

Если бы корабль летел на высоте 150 километров, то при огромной скорости полета он испытывал бы заметное сопротивление воздуха; если бы он летел выше 300-400 километров, он пересек бы недавно открытые пояса радиации, состоящие из быстро движущихся ионов кислорода, протонов и электронов. Правда, при столкновении с кораблем они «гибнут», однако при этом возникает рентгеновское излучение, пронизывающее корабль. А в полярных областях опасные частицы прорываются значительно ниже 500 километров. Поэтому космический корабль не должен подыматься выше 270-300 километров. Конечно, это не абсолютный предел. В будущем межпланетные корабли пронижут опасную зону. Но, во-первых, они сделают это быстро и, во-вторых, они будут снабжены специальной защитой.

Правда, и в ««зоне безопасности» существует одна угроза — не исключена возможность столкновения с метеоритами. Однако расчеты и опыт предварительных полетов показали, что столкновение с частицей диаметром в десятые доли миллиметра, в результате которого кораблю может быть нанесен некоторый ущерб, способно произойти в среднем один раз примерно в... 300 лет. А катастрофические столкновения с большими частицами — гораздо реже.

Вот почему для первого полета космонавта была намечена именно данная трасса. Обеспечивая безопасность полета, она вместе с тем позволила Гагарину установить своеобразный рекорд скорости кругосветного путешествия, который, видимо, не скоро будет сколько-нибудь значительно улучшен. Во всяком случае никакой корабль, летящий в режиме спутника, не пройдет этот путь ощутимо быстрее, чем наш «Восток».

Ведь если запустить корабль с большей скоростью, то время кругосветного полета увеличится, ибо орбита корабля растянется, удлинится, вследствие чего период обращения не только не сократится, а возрастет.

Теперь о наблюдениях первого летчика-космонавта.

Гагарин рассказывал, что на Земле ему были видны моря, горы, большие города.

Зададимся вопросом, каким же был у первого космонавта диаметр обзора?

Земной радиус равен в среднем 6375 километрам. Будем считать Землю правильным шаром. Тогда диаметр обзора — удвоенная дальность горизонта — окажется равным с перигея гагаринского полета (175 километров над Землей) 3000 километрам, а с апогея (327 километров над Землей) 4000 километрам.

Таким образом, летчик-космонавт «Востока» имел возможность впервые в истории человечества увидеть целиком всю Австралию, любой остров и полуостров, моря и большие части материков.

Еще вопрос: какие земные объекты мог видеть Гагарин?

Глаз различает тела, угловые размеры которых не менее 1 минуты, например копейку на расстоянии около 50 метров. С высоты 327 километров возможно видеть тела, линейные размеры которых составляют 95 и более метров, а со 175 километров — 51 метр.

Потому-то Юрий Алексеевич при его отличном зрении мог видеть из космоса даже реки: все они были доступны его глазу целиком по длине, а крупные — и по ширине.

Гагарина спрашивали:

— А как выглядит водная поверхность?

— Темноватыми, чуть поблескивающими пятнами, — отвечал он.

— А Земля?

— Голубоватая...

Так и должно быть, подтверждает физика.

Предметы, если они излучают или отражают световые лучи, выглядят светлыми. Темными могут казаться ямы, застекленные или открытые окна домов при наблюдении их снаружи и водоемы, когда световые лучи проходят сквозь них.

Однако при известных положениях источника света и наблюдателя с глаз попадают лучи, отраженные поверхностями стекол и воды. Тогда, естественно, эти поверхности поблескивают, как зеркала.

Атмосфера порождает впечатление голубого неба. С высоты гагаринского полета видно, как она окутывает Землю. Поэтому летчику-космонавту, у которого, кстати сказать, небо можеть оказаться «под ногами», Земля и представляется голубоватой.

— Какое там небо, в космосе? — задали Гагарину новый вопрос.

— Темное, товарищи, очень темное... Когда я смотрел на горизонт, то хорошо видел резкий, контрастный переход от светлой поверхности Земли к совсем черному небу. Наша планета была как бы окружена ореолом голубоватого цвета. Потом эта полоса постепенно темнеет, становится фиолетовой, а затем черной. Этот переход очень красив, его трудно передать словами...

Чем объяснить эти картины?

Для наблюдателя вне атмосферы космос черен и при солнце, как черно ночное небо при звездах. Ибо, подобно яме, пустое пространство не отражает световых лучей, которые могли бы попадать в глаз и создавать впечатление какой-то освещенности. Ореол голубоватого цвета, как мы говорили, — это атмосфера, светящаяся благодаря рассеянным в ней лучам — смешанным коротковолновым лучам солнечного спектра (от зеленых до фиолетовых).

— А как выглядела Земля при переходе космического корабля с теневой стороны Земли на дневную? — спрашивали космонавта.

— Сначала идет яркая оранжевая полоса. Потом она очень плавно, незаметно переходит все в тот же знакомый уже нам голубой цвет, а затем снова темно-фиолетовые и почти черные тона. Картина по своей цветовой гамме прямо неописуемая...

Дело тут вот в чем.

Большая часть коротковолновых лучей солнечного света рассеивается в атмосфере (создавая впечатление голубого небосвода) потому, что именно эти лучи частично задерживаются воздухом. Чем толще воздушный слой, тем большее сопротивление он оказывает им. Этим, между прочим, объясняется красно-оранжевый цвет зорь: когда солнце на горизонте, лучам его, идущим к наблюдателю, приходится преодолевать во много раз более толстый слой атмосферы, чем при положении солнца в зените: длинноволновые же световые лучи — красные, оранжевые, желтые — гораздо лучше берут «воздушный барьер» и достигают наблюдателя. Отсюда понятна оранжевая полоса и другие эффекты, которые наблюдал космонавт.

Интересно еще, что он любовался, так сказать, «удесятеренным» солнцем:

— Солнце — удивительно яркое; невооруженным глазом, даже зажмурившись, смотреть на него нельзя. Оно, наверное, во много десятков, а то и сотен раз ярче, чем мы его видим с Земли. Огромная яркость! И звезды тоже яркие, четкие. Они выпукло выделяются на черном фоне космического пространства...

И вот что говорит по этому поводу астрономия.

Воздух очень прозрачен, но, как мы говорили, при солидной толщине атмосферы он все же задерживает немало световых лучей. Понятно, что в «чистом виде» солнце намного ярче, чем сквозь мощный «атмосферный фильтр». Ю. А. Гагарин — первый человек, встретившийся в космосе с нашим дневным светилом во всем его натуральном блеске и величии.

Разумеется, и звезды вне атмосферы гораздо ярче. При этом они видны одновременно с солнцем благодаря черному фону: днем для землян слабые лучи звезд теряются в освещенной атмосфере.