Ирина Радунская – Когда физики в цене (страница 47)

Следующим этапом было применение радиоволн для исследования ближнего космоса. Логика науки требовала продвижения в дальний космос. Техника не заставила себя ждать. Пришла пора создания станций типа «Луна», «Венера», «Марс».

В начале 60-х годов в Центр дальней космической связи приехали Введенский, Колосов, Арманд.

Автоматическая межпланетная станция только что стартовала в сторону Венеры. Сеанс наблюдений начался. Запись на ленте самописца, регистрирующего приходящие сигналы, казалась похожей на кружевной узор. В его причудливых очертаниях скрывалась информация о среде, через которую пролетали радиоволны, посылаемые с борта станции. Научиться анализировать эту информацию — вот какая задача стояла перед учеными.

Они исходили из того, что первоначальное излучение передатчика известно — ничем не искаженная кривая была записана заранее. Оставалось сравнить ее с той кривой, которую рисовал самописец. Разница — это печать космической среды.

Она-то и была объектом внимания.

В то время, когда станция «Венера» совершала свой путь к таинственной планете, и позже, когда другие советские станции повторяли это путешествие или двигались по направлению к Марсу, на ленту самописца ложились ценнейшие сведения о космических дорогах, которые бороздили автоматы — посланцы советской науки.

Космические аппараты пронизывали атмосферу Венеры, радиоволны от них «прощупывали» солнечную корону, ионосферу Марса и Луны, которая давно угадывалась астрономами, но оставалась загадкой. Теперь расшифровке подвергались не только ленты самописца — на это уходило слишком много времени. Параллельно сигналы записывали на магнитную ленту, затем их многократно вводили в ЭВМ и получали разнообразные сведения о свойствах вещества, встреченного радиоволнами по пути.

Результаты наблюдений составили несколько книг и добрую сотню статей, которые опубликованы за последние десять лет. Они освещали совершенно новую область исследований. Эта новаторская работа советских ученых" "выдвинута на соискание Государственной премии СССР 1974 года. Название ее формулируется так: «Исследование распространения радиоволн в дальнем космосе с помощью советских космических аппаратов типа «Марс», «Луна» и «Венера».

Руководитель работ доктор технических наук Колосов рассказывает:

— Успех исследований во многом зависит от индивидуальных особенностей каждого из участников. Нам повезло: коллектив оказался на редкость разносторонним и склонным охватить проблему во всем ее многообразии. Кроме того, мы получили солидную поддержку научных организаций промышленности и других институтов АН СССР. В теоретической части полностью полагались на доктора технических наук Арманда. Он же навел математический «лоск» на результаты исследований, придал им законченность и логическую стройность.

— Яковлев — доктор технических наук, экспериментатор, человек энергичный и напористый, нес самую тяжкую часть работы в Центре управления. Кандидат физико- математических наук Савич сделал большой вклад в разработку новых методов наблюдений. Они и их молодые сотрудники Ефимов и Васильев, выросшие в нашем институте, проводили эксперименты не только в основное время работы передатчика, но часто и в необычные, экзотические моменты — когда станция уходила за диск планеты. В эти минуты радиоволны пронизывают наибольшую толщу атмосферы планеты, что особенно интересно для нашей цели.

— Наблюдения при «радиозаходах» окончательно отучили нас от мысли, что космос — пустое пространство, — вспоминает Колосов. — Честно говоря, когда начинали работу, я, как и многие, думал: что может в пустоте мешать распространению радиоволн? Записи самописца раскрыли удивительное разнообразие окружения планет, Луны и Солнца.

Американские радиоспециалисты тоже начали проводить сходные исследования по программе «Маринер». Часто работы шли параллельно, иногда мы опережали друг друга, но в общем результаты сравнивались.

Так было до тех пор, пока мы не использовали двухчастотный метод. Он уже применялся при первых запусках спутников для изучения земной атмосферы, однако требовал установки дополнительного передатчика.

Когда советская межпланетная станция отправилась в сторону Марса, на ее борту стоял дополнительный передатчик. Аппаратура наблюдения обогатилась двухчастотным интерферометром. В его задачу входило принимать радиоизлучение двух бортовых передатчиков и сравнивать результаты. Это не только сделало наблюдения более точными и детальными, но принесло сведения, которые прежний способ дать не мог.

Марс оказался не очень «контактным» — его разреженная атмосфера слабо влияет на распространение радиоволн. Это влияние можно было ощутить только при просвечивании атмосферы Марса в тот период, когда космическая станция оказывалась в зоне полутени за планетой. И тем не менее метод, использованный учеными, помог раздвинуть возможности наблюдения. Нам удалось прощупать ионосферу Марса до больших высот, чем американским специалистам. Это дает существенные преимущества при объяснении ее структуры.

Достоинства двухчастотного метода позволили обнаружить плазму на освещенной Солнцем стороне Луны — своеобразную лунную ионосферу. Высокая чувствительность разработанной в институте аппаратуры позволила определенно говорить о слое плазмы, окружающем освещенную часть лунной поверхности.

Сравнивая результаты радиопросвечивания атмосферы Марса с помощью передатчиков, установленных на борту аппаратов «Марс-2» и «Маринер-9». удалось измерить атмосферное давление вблизи поверхности планеты и установить, что его изменения соответствуют рельефу. Если к этому добавить и те сведения, которые получены с помощью радиолокации Марса (исследованиями руководил академик — В.¹ Котельников), получается более ясная картина строения его поверхности. Установлено, что когда сигнал отражается от ровных участков, в спектре планеты нет изменений по сравнению с сигналом передатчика. Если же отражающая поверхность изрезана оврагами, горами, меняются спектральные и энергетические характеристики пришедшего на Землю сигнала.

Открылась широкая перспектива изучения поверхности Венеры, которая недоступна оптическим наблюдениям из-за плотного облачного слоя. Сведения, принесенные радиоволнами, были дополнены благодаря посадке станции на ее поверхность.

Кроме чисто практических результатов, которые дает знание ближайших к нам космических окрестностей, получен ряд интересных научных наблюдений. Так, например, искривление радиолучей в плотной атмосфере Венеры оказалось столь велико, что они зачастую не могут вырваться за ее пределы, происходит как бы захватывание радиоволн в ловушке атмосферы планеты.

Сейчас накоплен богатый объем наблюдений планетных атмосфер, их можно сравнивать между собой. У газовых оболочек Марса, Венеры, Земли много общего, много и различного, специфического. Особенно любопытный результат дает сравнение дневных ионосфер Марса и Венеры, которые, оказалось, отличаются незначительно.

Подверглась радиопросвечиванию и солнечная корона. Она состоит в основном из полностью ионизированного гелия, истекающего с поверхности Солнца, и движется по радиальным направлениям от него, подгоняемая «солнечным ветром». Он разносит солнечное вещество далеко вокруг светила, создавая неоднородную плазму. Тут и струи, и облака, и турбулентные всплески электронов. Получить возможность следить за этой бурлящей средой, влияние которой мы чувствуем на Земле, — большая победа науки.

Надо сказать, что случай движения космического корабля вблизи Солнца наиболее интересен и труден. Здесь на радиоволны и

на сам космический аппарат сильно влияет гравитационное поле светила. Если радиоволна проходит вблизи него, лучевая линия искривляется, наблюдается задержка радиоволны, ее запаздывание. Эти тонкие эффекты требуют особого искусства наблюдения. Изучение таких явлений важно для проверки общей теории относительности.

В результате этих работ родилась новая ветвь исследования космоса — радиоастрономия с помощью искусственных источников. В сочетании с традиционной астрономией, радиоастрономией, радиолокацией планет она, несомненно, раздвинет рамки знаний о Вселенной.

Странный аттрактор

От хаоса к порядку

Порядок и хаос. Среди понятий, выработанных человечеством, нет, пожалуй, двух более противоположных, более фундаментальных, изначальных. Каждому ясно содержание этих слов, вряд ли нужно объяснять, что есть порядок, а что хаос. Скорее, наоборот. Ссылаясь на них, можно объяснить значение и содержание других понятий. Например, что такое закон? В общественной жизни это правила поведения. Соблюдение их помогает поддерживать порядок во взаимоотношениях между людьми. Это может быть закон, зафиксированный в своде законов, или обычай, освящённый вековым опытом. Нарушение закона или обычая ведёт к хаосу.

В науке закон это словесное математическое описание процесса или явления. Закон — описанный порядок. Он поясняет, какое следствие можно ожидать после определённой причины. Если некое бытие по непонятной причине ведёт не к одному определённому, а к одному из двух или нескольких следствий, мы склонны видеть здесь отсутствие порядка, неполный порядок, шаг к хаосу. Такая ситуация сигнализирует: наши знания не полны, не выявлены некие, ещё скрытые, причины, нарушающие порядок.