Кванты и музы
Шрифт:
Английские астрономы напряжённо следили за аппаратурой, записывающей сигналы. Впоследствии они и их советские коллеги обработали записи и извлекли из них то, что сообщила о себе Венера. И со временем перед нами легла карта этой загадочной, скрытой сплошными облаками планеты, которую люди окрестили нежным именем богини.
Так начался новый этап исследования нашей Солнечной системы, возникший как естественное развитие работ по радиолокации планет, систематически проводимых академиком Котельниковым и его сотрудниками, удостоенными за это Ленинской премии. Раньше приёмник и передатчик космического радиолокатора стояли рядом. Теперь их разделяли тысячи километров. Такого в истории радиолокации
В 1928 году учёных взволновало сообщение о космических эхо, обнаруженных радиостанциями, занимавшимися изучением ионосферы. Высота ионизированных слоёв определялась по времени, прошедшему после того, как был послан радиосигнал и возвратилось эхо. Обычно это время составляло около тысячной доли секунды. И вдруг — тридцать секунд! За это время радиоволны могли пробежать 9 миллионов километров. От чего они отразились? Гипотезы следовали одна за другой. Некоторые подозревали Луну. Но советские учёные — академики Мандельштам и Папалекси — доказали, что существовавшие в то время передатчики и приёмники не могли обеспечить приёма радиосигналов, отражённых от Луны.
Тогда так и не был найден виновник происшествия. Но мысль о локации планет уже не покидала учёных.
Вскоре в обстановке строгой секретности учёные ряда стран предприняли первые попытки определить положение самолётов при помощи радиоволн. Теперь мы знаем, что в Советском Союзе радиолокационные станции получили практическое применение уже в 1939 году. В середине 40-х годов венгерские и канадские учёные впервые зарегистрировали радиоволны, отражённые от Луны.
Ну а опыты с планетной радиолокацией? Только в 1957 году, когда первый советский спутник открыл нам путь в космос, она вдруг реально приобрела практическую ценность. Мечты Циолковского о полётах к другим планетам превратились в задачу близкого будущего. Однако оказалось, что, даже создав достаточно мощные ракеты, невозможно направить их к цели с нужной точностью.
Это может показаться странным. Ведь высокая точность астрономических расчётов общеизвестна. Но астрономы вычисляют положение планет при помощи своей астрономической единицы длины — среднего расстояния от Земли до Солнца. А выразить эту единицу в земных метрах с нуж ной точностью никто не умел. Лучшие измерения астрономов содержали ошибку в многие тысячи километров. Это предвещало верный промах. Казалось бы, можно послать радиосигналы на Луну — самое близкое небесное тело, чтобы, определив расстояние до неё, рассчитать размеры небесного треугольника, в вершинах которого находятся Солнце, Земля и Луна. Задачка казалась проще простой — по катету определить гипотенузу, это посильно ученику седьмого класса. Но для этого нужно было ещё измерить угол между Луной и Солнцем, а сделать это точно пока невозможно. Пришлось обратиться к планетам. Правда, здесь возникло новое осложнение — планеты слишком далеки. Их трудно достать радиолокатором. И физики выбрали Венеру — она ближе других подходит к Земле. Но можно ли, и при каких условиях, получить радиоэхо от Венеры?
Наблюдения начались 18 апреля 1961 года, когда расстояние до Венеры было минимальным для этого года и участники работы ещё были под свежим впечатлением триумфального полёта Юрия Гагарина. Радиоволны путешествовали в пространстве пять минут. Легко представить себе напряжение этих минут! Всё было предусмотрено и многократно проверено. Сигнал ушёл. Найдёт ли он Венеру? Вернётся ли? Будет ли принят?
Но ждать пришлось не пять минут, а гораздо дольше. Нужно было ждать, пассивно наблюдая за автоматической работой планетного локатора. Ведь отражённый сигнал настолько слаб, что его невозможно увидеть на фоне шумов
Наконец, обработка принятых сигналов закончена. Победа! Аппаратура сработала безупречно. Астрономическая единица длины определена. Конечно, ошибка возможна, но теперь она — не более тысячной доли процента… Сколько же это в километрах? Целых две тысячи! Разве можно на этом остановиться?
Летом 1962 года коллектив, руководимый Котельнико вым, сделал следующий шаг. Венера к этому времени, увы, удалилась. Тогда решено было лоцировать Меркурий. Но это гораздо труднее. Во-первых, в это время Меркурий был в два раза дальше от Земли, чем Венера во время опытов 1961 года. Во-вторых, Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы.(Это не совсем так: точные измерения астрономов показали, что радиус Плутона вдвое меньше, чем радиус Меркурия. — Прим. В.Г. Сурдина)
Его поверхность в шесть-семь раз меньше, чем поверхность Венеры. Значит, должно уменьшиться и радиоэхо. Для всех известных радиоприёмников принять это эхо — задача безнадёжная. Но не для парамагнитного усилителя, работающего на рубине.
Его-то и использовали при радиолокации Меркурия. Информативность системы возросла сразу в 40 раз.
Итак, жидкий гелий залит. Рубин охладился почти до абсолютного нуля. Все блоки космического локатора проверены. Опыт начался. Но с увеличением расстояния возросло и время путешествия радиоволн. Их возвращения нужно было ждать 10 минут. Правда, магический кристалл сделал ответный сигнал более ясным, и для получения результата требовалось гораздо меньше времени, чем в первых опытах.
Когда закончилась обработка принятых сигналов, стало ясно, что радиоволны отражаются от Меркурия примерно так же, как от Луны. И можно было впервые проверить наши предположения о свойствах поверхности Меркурия. Эта работа принесла советским учёным не только научные достижения, но и мировой рекорд дальности радиолокации.
Осенью того же года, когда Венера вновь приблизилась к Земле, на неё снова направили луч космического радиолокатора. Именно тогда на Венеру и обратно простой азбукой Морзе были переданы понятные во всём
180 мире слова: «Ленин, СССР, Мир». Но это был не единственный результат. Точность астрономической единицы длины увеличилась более чем в пять раз. Впервые удалось оценить характер отражения радиоволн от поверхности Венеры.(Радиолокация Венеры с Земли и с борта искусственных спутников Венеры позволила составить подробнейшие карты её поверхности, впервые показавшие истинное лицо этой планеты, постоянно закрытое от нас плотным слоем облаков. — Прим. В.Г. Сурдина)
А за Венерой начался штурм Марса. Он приблизился к Земле на столько, что оказался в зоне досягаемости планетного локатора и был взят на прицел. Радиоэхо показало, что поверхность Марса, представляющаяся глазу ровной пустыней, в действительности обладает сложным рельефом, более гладким в одних частях и изрезанным в других. Кстати, эти результаты впоследствии подтвердились фотографиями, полученными учёными при помощи космической лаборатории «Маринер IV».
Ну а Юпитер? Удалось ли учёным привлечь и эту отдалённую планету к экспериментам? Гигантские размеры Юпитера отчасти компенсировали увеличение расстояния. Радиосигналы, направленные на него, путешествовали около часа. Они принесли сведения об отражающих свойствах этой планеты и новый рекорд дальности радиолокации. Аналогичные радиолокационные исследования планет стали уже проводиться в США и Англии.
А затем учёные вновь вернулись к Венере — ведь они ещё не узнали ни свойств её поверхности, ни точной скорости вращения, ни положения оси.