Космос и Человечество

В Токио, Москве, Париже и Вашингтоне были организованы центры международной «Службы мировых дней», центры оповещения и прогнозов. Мировые дни — это такие периоды, когда геофизики всех стран по специальному сигналу с большей частотой и интенсивностью, чем обычно, проводят измерения и наблюдения. Сигнал этот подается тогда, когда происходит солнечная вспышка или ожидается магитная буря, предстоит солнечное затмение или наблюдается внезапное повышение температуры в стратосфере.

Информация от солнечных и геофизических обсерваторий поступает в региональные центры, а оттуда — в Главный прогностический центр в Вашингтоне. Этот центр, посоветовавшись с экспертами из всех регионов, объявляет научную тревогу — «Геоалерт!». Вот как красочно описывали этот процесс авторы книги «Внимание! Солнце спокойно»:

 

«Австралийский астроном, встретив восход, обнаружил, что на Солнце, кажется, начинается вспышка. Солнце «шествует» на запад, и астрономы разных стран настороженно задают ему вопросы. Телеграммы обо всем замеченном слетаются по телетайпной сети специальной Службы оповещений в региональные центры, а оттуда — в Мировой прогностический центр МГСС под Вашингтоном. Вот сигналы из Иркутска, а вот из Дели... Вспышка ширится. Вот подтверждение из обсерватории Кейптаун, а вот из Сакраменто-Пик, Нью-Мексико...

Алерт! Научная тревога! — проносится по телетайпной сети из Вашингтона. Первыми о ней узнают центры огромных регионов, на которые разделена наша планета, а среди них наш Евразийский центр под Москвой. У него есть два подцентра — один в Праге, другой в Иркутске. Из региональных центров известие доходит, наконец, до всех станций и обсерваторий, рассыпанных по всем континентам Земли.

Алерт! И, подчиняясь всемирному сигналу, гигантская труба Крымской астрофизической обсерватории запечатлевает на кинопленку сверкающий диск Солнца. Алерт! И в перуанских Кордильерах специалист по ионосфере с особым вниманием приникает к экрану своего прибора. Алерт! И якутский исследователь космических лучей спешит вовремя запустить в хмурое арктическое небо шар-пилот со счетчиками частиц, летящих к нам из Вселенной. Алерт! И станции полярных сияний в Арктике и Антарктиде переводят свои фотографические камеры на убыстренный режим съемки.

Так «нервная система» МГСС, опутывающая нашу планету, приводит в действие всю огромную армию исследователей на двух тысячах станций».

Программы МГГ и МГСС стали значительным шагом вперед в деле экспериментальной проверки физических идей, лежащих в основе солнечно-земной физики. Они обогатили науку крупными открытиями в области исследования околоземного космического пространства.

Космическая ракета «Луна-1», автоматическая межпланетная станция «Луна-2», американские ракеты «Пионер-1» и «Пионер-2», спутники «Эксплорер-6» и «Эксплорер-8», советские «Электрон-2» и «Электрон-4» и многие другие космические аппараты произвели прямые измерения магнитного поля на расстояниях от двух земных радиусов до нескольких десятков радиусов Земли. Граница магнитосферы была «нащупана» непосредственно в космосе. Стало ясно, что во время возмущений она действительно ближе к Земле. Обнаружен был и «хвост» магнитосферы.

Очень впечатляющим было открытие постоянно существующих вокруг нашей планеты радиационных зон или поясов. Эти зоны заполнены высокоэнергичными частицами в таких количествах, что это становится уже опасным не только для космонавтов, но и для материалов, используемых на космических аппаратах. Под действием такой жесткой радиации выходят из строя, например, полупроводниковые солнечные батареи, вырабатывающие электроэнергию для всей научной аппаратуры и системы жизнеобеспечения корабля, разрушаются органические материалы, используемые для «просветления» оптики.

Радиационные пояса были открыты независимо американскими и советскими физиками в процессе изучения космических лучей с помощью счетчиков частиц, помещенных на искусственные спутники Земли. Оказалось, что громадные области околоземного пространства — почти вся магнитосфера Земли — заполнены заряженными частицами разных энергий, захваченными и прочно удерживаемыми геомагнитным полем. Существуют две кольцевые зоны (или два пояса) радиации — внутренняя, расположенная ближе к Земле на расстоянии 7—12 тыс. км от ее центра, и внешняя, расположенная на расстоянии 15—20 тыс. км.

Нижняя кромка внутреннего радиационного пояса в западном полушарии проходит всего в 500 км над поверхностью Земли. Пояс проходит над Центральной и Южной Америкой, Африкой, Южной Азией, Австралией и Океанией. И как ни странно, местоположение этой зоны очень мало зависит от солнечной и магнитной активности.

Внешняя зона в поперечном разрезе — не кольцо, а два полумесяца, упирающихся «рогами» в зоны полярных сияний. Поэтому на экваторе нижняя граница этой зоны расположена высоко — около 12 тыс. км от поверхности планеты, а в Арктике и Антарктике — очень низко, на высотах 250—500 км. И состав, и энергия, и концентрация частиц во внешней зоне, в отличие от внутренней, очень чувствительны к капризам «солнечной и магнитной» погоды.

Частицы в радиационных поясах должны перемещаться по тем законам, которые мы описали при рассмотрении магнитных бурь: по спирали вокруг силовых Пиний, вдоль магнитных меридианов между зеркальными точками и вокруг планеты вдоль магнитных параллеей. Точки земной поверхности, лежащие на одной магнитной силовой линии, называют сопряженными. Ясно, что геофизические явления, происходящие в таких точках, должны быть тесно связаны. Это в теории. А на практике?

В один из безоблачных августовских дней 1958 г, над маленьким коралловым атоллом — островком Джон-стон в Тихом океане — поднялось грозное облако ядерного взрыва. Американцы взорвали атомную бомбу на высоте около 70 км. Секретнейшее испытание. И вдруг в южном полушарии в 3,5 тыс. км от острова Джонстон, в районе островов Самоа, в тропическом небе вспыхнуло яркое полярное сияние! Архипелаг Самоа и остров Джонстон — сопряженные области. Заряженные частицы, рожденные атомным взрывом, устремились вдоль силовой линии в противоположное полушарие и вызвали сияние, полностью подтвердив теорию.

Атомные взрывы в атмосфере создают искусственные зоны радиации, которые живут годами! Это подтвердили спутниковые измерения после операции «Аргус» (три взрыва в Южной Атлантике на высоте 480 км) и «Старфиш» («Морская звезда») в Тихом океане. Так, атомные взрывы в атмосфере (ныне, правда, уже запрещенные) не только отравляли атмосферу и создавали опасность для жизни и здоровья людей на Земле и в космосе, но и искажали естественную картину состояния магнитосферы, мешали науке.

Радиационные зоны во многом еще останутся загадочной областью. Тайна проникновения и, главное, мощного ускорения заряженных частиц пока полностью не раскрыта. И теоретики, и экспериментаторы упорно работают над этими проблемами. Не так давно проводился, например, советско-французский эксперимент АРАКС. В этом эксперименте возбуждалось искусственное полярное сияние над поселком Согра в Архангельской области. Электроны пришли сюда из южного полушария от пучка частиц небольшого исследовательского ускорителя, поднятого в ионосферу геофизической ракетой над французским островом Кергелен в Индийском океане, близ Антарктики.

В 1976—1979 гг. были проведены международные исследования магнитосферы, в 1979—1981 гг. организован Год солнечного максимума, в 1982—1985 гг. осуществлена Международная программа исследования средней атмосферы, а с 1990 г. стартует гигантский Проект STEP (Solar-Terrestrial Energy Program) — исследования переноса энергии в системе Солнце—Земля.

Теперь уже солнечно-земная физика имеет своего покровителя среди международных научных организаций — Специальный комитет по солнечно-земной физике, планирующий, организующий авторитетный орган. Кроме того, физика Солнца, магнитосферы и ионосферы находится в зоне активной деятельности Международного астрономического союза, Международного союза геодезии и геофизики, Международного научного радиосоюза, Комитета по космическим исследованиям и многих других международных ассоциаций и сообществ.

Обмен данными, их совместный анализ, симпозиумы, конференции и семинары, обмен визитами ученых из различных стран — это повседневный рабочий ритм солнечно-земной физики. И здесь мирное сосуществование государств — насущная необходимость ее развития. Солнечно-земная физика, ее лидеры и рядовые исследователи активно способствуют международному деловому сотрудничеству. И нет сомнений, что скоро мы будем свидетелями еще многих удивительных открытий.

Казимировский Э. С.

< Предыдущая		Следующая >