Астрономы не могут видеть через телескопы небо таким чистым, как хотелось бы. Они наблюдают светила через «грязное стекло» — земную атмосферу, в которой пыль и влага из-за движения воздушных потоков вызывают отблески и дрожание, и, по выражению ученых, у них «нет ясного неба». Однако сегодня астрономы решают эту проблему, вынося телескопы с помощью ракет в открытый Космос. Первый в мире искусственный спутник был запущен в бывшем Советском Союзе 4 октября 1957 г. Первый астрономический спутник был успешно выведен на орбиту несколькими годами позже. Астрономические спутники, орбиты которых лежат за границей атмосферы, не только позволяют получать более четкие изображения космических объектов, но и дают возможность собирать невидимые лучи, испускаемые звездами и галактиками, такие, как рентгеновские, ультрафиолетовые и инфракрасные, которые невозможно анализировать на поверхности Земли из-за их поглощения в атмосфере. В последние годы было сделано много волнующих открытий, они дали астрономам обильную информацию о том, какова Вселенная в действительности. Например, спутник типа «Эйнштейн», сконструированный для изучения рентгеновских лучей, обследовал районы, где могли быть такие внушающие трепет объекты, как черные дыры. Спутник ИР АС, предназначенный для работы с инфракрасными лучами, обнаружил облака, из которых рождаются звезды.
Ракеты и орбиты
Чтобы преодолеть силу земного притяжения, спутник должен быть запущен с Земли со скоростью 28 тыс. км/ч. Существует только один двигатель, обладающей мощностью, достаточной для разгона тела до этой скорости, — ракетный. Ракета может работать в Космосе из-за своей автономности. Она несет в себе не только топливо, но и окислитель для его сжигания. Но даже при этом условии у отдельного ракетного двигателя не хватит мощности для выхода в Космос. Надо соединить несколько двигателей вместе, так, чтобы каждый очередной поднимал ракету все выше и выше. Такая конструкция называется многоступенчатой ракетой. В пространстве спутники обращаются вокруг Земли на расстоянии более 200 км. Одни пролетают над полюсами (полярные орбиты), другие вдоль экватора (экваториальные орбиты). На экваториальной орбите высотой 35,9 тыс. км спутник оборачивается вокруг Земли ровно за 24 часа. На такой орбите — геостационарной — спутник кажется висящим в небе над одной точкой Земли.
Межпланетные станции
Хоть спутники и летают в Космосе, они не могут преодолеть притяжение Земли. Однако более мощные аппараты способны достичь Луны и удаленных планет. Это межпланетные станции. Чтобы вырваться из объятий Земли, они должны развить при старте скорость 11 км/с или 40 ООО км/ч, называемую второй космической скоростью.
При запуске станции к Луне, удаленной всего пишь на 385 тыс. км. Но сегодня они научились посылать исследовательские аппараты за миллиарды километров для того, чтобы провести их рядом с такими наиболее удаленными планетами Солнечной системы, как Уран и Нептун. Заслать станцию на столь громадное расстояние чрезвычайно трудно. После преодоления земного тяготения она должна быть очень точно нацелена. Ее надо направить в точку пространства, где окажется планета в момент встречи с ней через несколько лет. «Вояджеру-2» потребовалось 12 лет, чтобы долететь до Нептуна. Еще одна проблема — взаимодействие со станцией. Она движется так далеко в Космосе, что сигналы от нее достигают Земли через несколько часов и по пути ослабевают. Однако используя большие чаши антенн и компьютеры, ученые улавливают эти едва различимые сигналы и превращают их в четкие изображения.
Сверхдальнее общение
Когда «Вояджер-2» пролетал мимо Нептуна, сигнал от него приходил к нам через 4 ч 6 мин. Такие запаздывания исключают прямое управление станциями радиосигналами с Земли. Они управляются с помощью бортового компьютера. Программы вводятся в компьютер как до старта, так и по мере продвижения к цели. На фотографии показана одна из антенн, используемых для связи со станциями.
Полет по спирали
В 1989 г. с космического челнока была запущена станция «Галилей» (слева). Сначала станция направилась к Венере, обогнула ее и вернулась к Земле. Затем она обогнула Землю и ушла в сторону пояса астероидов. Через несколько лет она еще раз вернулась обратно к Земле, откуда была выброшена гравитацией в сторону Юпитера. «Галилей» достиг планеты-гиганта в 1995 г., после чего основной аппарат остался на орбите, а в плотную атмосферу был сброшен зонд. Со станции получены уникальные снимки, на которых обнаружен спутник астероида.
Человек в космосе
В 1961 году, менее чем четыре года спустя после начала космической эры, запуска Советским Союзом первого спутника, в Космосе впервые побывал человек — советский летчик-космонавт Юрий Гагарин. Первые космонавты, втиснутые в крохотные капсулы, были пилотамииспытателями, исследовавшими неизведанный и опасный ближний Космос. Тогда никто еще не знал, смогут ли люди путешествовать в пространстве длительное время. Но скоро стало понятно — смогут. И уже начиная с 1965 г. космонавты «прогуливаются» в пространстве: выходят в скафандрах за борт космических кораблей и выполняют сложные работы в открытом космосе. В те времена русские и американцы начали состязание в освоении Луны. В 1966 г. на Луну совершила посадку первая стационарная лунная станция «Луна-9», запущенная Советским Союзом. В 1969 г. два американских астронавта с «Аполлона-11» первыми ступили на лунную поверхность (см. стр. 88). Несколько лет спустя русские и американцы запустили свои первые орбитальные станции. Эти аппараты были предназначены для длительного пребывания в Космосе и позволяли экипажу выполнять ценные научные работы. В начале 1974 г. три астронавта благополучно вернулись на Землю после трехмесячного пребывания на американской станции «Скайлэб». Десятью годами позже русские космонавты без ущерба для здоровья проводили на своем «Салюте» до восьми месяцев. В 1986 г. Россия запустила новую орбитальную станцию «Мир», на которой космонавты провели более года. Станция действует и сейчас.
Первопроходцы
Космоса 12 апреля 1961 г. Советский летчик Юрий Гагарин на корабле «Восток-1» первым в миресовершил космический полет. 20 февраля 1962 г. Джон Гленн первым из американцев облетел Землю на «Френдшипе-7». 16 июня 1963 г. Валентина Терешкова на «Востоке-6» первой из женщин побывала в космосе. 18 марта 1965 г. Алексей Леонов первым в мире вышел в открытый космос из «Восхода-2». 3 июня 1965 г. Эдвард Уайт первый из американцев вышел в открытый Космос из «Джемини-4». 20 июля 1969 г. Нил Армстронг и Эдвин Олдрин провели на Луне два с половиной часа Майкл Коллинз оставался в орбитальном модуле «Аполлона-11». 25 мая 1973 г. Чарлз Конрад, Джозеф Кервин и Пол Вейц совершили первую стыковку с «Скайлэбом», ранее поврежденным при старте. 17 июля 1975 г. Американцы и русские обменялись рукопожатиями на орбите после стыковки кораблей «Аполлон» и «Союз».