Елена Сапарина - Небесный землемер

Иногда же спутник фотографируют и с помощью «усилителя яркости», как называют электронно-оптический преобразователь. Он позволяет получать изображения совсем слабых или даже вовсе невидимых звезд, излучающих лишь инфракрасный свет. Этот слабый или невидимый свет преобразуется прибором в потоки электронов. Попадая на специальный экран, они заставляют светиться покрывающий его люминесцентный слой. Поток электронов опять превратился в свет, но только гораздо более сильный, чем тот, который его вызвал.

А если это был инфракрасный луч, то, став на время потоком электронов, он превращается затем — в видимый свет.

На X Международном астрономическом съезде, о котором мы уже несколько раз упоминали выше, сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга П. В. Щеглов сообщил, что электронно-оптический преобразователь был использован работниками этого института для наблюдений за вторым и третьим советскими искусственными спутниками, и продемонстрировал фотографии, полученные с его помощью.

В самом том факте, что простой металлический шар, не «заправленный» никаким источником света, выйдя на орбиту, вдруг превратился в яркую звезду, заключается еще одно удивительное превращение «камня», ставшего небесным телом. Если бы не его блеск, как увидели бы мы темную «пылинку», мчащуюся вокруг Земли?

Это превращение обошлось без посредства человека. Готовя нового небесного жителя к старту, на заводе разве что отполировали его бока, чтобы они лучше отражали солнечные лучи, благодаря чему темный «камень» и становится сияющей звездочкой.

А вот одно свойство небесного тела пришлось «сконструировать» еще на Земле. Оборудовав спутник передатчиком, ученые заставили его переговариваться с Землей. Теперь о его появлении можно узнавать, не видя сам спутник. Достаточно лишь улавливать излучаемые им радиоволны, подобно тому как слушают радиошумы, которые доносятся до нас от соседей по вселенной. И это позволило не упускать спутник из виду, даже когда он скрыт от наблюдателя пеленой облаков.

На оптической станции, увидев на своем участке неба спутник, наблюдатель специальным сигналом делал отметку на ленте магнитофона, простроченной секундами и минутами. А на этот раз такой сигнал как бы подает сам спутник, подлетая к наблюдателю.

Вместо того чтобы смотреть на него, наблюдатель в этом случае слушает его голос. В момент, когда спутник находится над наблюдателем, или, вернее, слушателем, его сигнал окажется самым громким, и на ленте магнитофона, расчерченной по секундам, появится та самая звуковая зарубка, которая помогает определять координаты спутника.

Слушают спутник обычно с помощью радиоприемника. А присутствовавший на X Международном съезде астрономов английский ученый А. Ловелл сообщил, что у него на родине для этой цели применили также крупнейший в мире параболический радиотелескоп, установленный на обсерватории Джодрел-Банк близ Манчестера.

Производя такие наблюдения, ученые замеряют не только громкость радиосигналов спутника, но и изменения частоты их, вызванные движением. Об этом подробно рассказал на том же астрономическом съезде советский академик В. А. Котельников.

Для этого используется так называемый эффект Доплера. При приближении любого радиопередатчика, установленного на движущемся предмете, к пункту, где принимают его радиосигналы, частота этих сигналов повышается. А когда радиопередатчик начинает удаляться от приемника — понижается. Для мчащегося с громадной скоростью спутника этот эффект оказался довольно значительным. С помощью эффекта Доплера координаты спутника и расстояние до него были определены с большой точностью.

Когда же замолкает радиопередатчик спутника, исчерпав весь запас энергии, на поиски искусственной луны отправляется радиолуч и безошибочно нащупывает его с Земли в темной глубине межпланетного пространства.

Лунный патруль работает четко.

По этому ставшему уже привычным адресу ежедневно приходят тысячи одинаковых писем. Радиолюбители и астрономы, сотрудники обсерваторий и наблюдательных станций — все, кому довелось «поймать» спутник в свои приборы, спешат сообщить об этом в вычислительный центр.

Мы оставили сотрудников оптической станции, когда они отметили положение спутника на звездной карте и момент пролета звуковой зарубкой на ленте магнитофона. Точно так же переносят на звездную карту найденное положение спутника с фотопленки. Теперь предстоит найти его координаты.

Положение любого пункта на Земле определяется, как известно, по его расстоянию от экватора, то есть широтой, и от нулевого меридиана — долготой. Такой же «экватор» и «нулевой меридиан» есть и на небесной сфере, мысленно разделенной астрономами на небесные «параллели» и «меридианы».

«Широта» звезды (расстояние до нее от небесного экватора) называется ее склонением. А расстояние от начального круга склонения, заменяющего на небесном своде нулевой меридиан, — «долгота» звезды. Она называется прямым восхождением. Это и есть координаты, определяющие положение на небесном своде любой звезды или планеты.

Их находят по звездной карте, расчерченной, подобно географической, своей градусной сеткой — небесными меридианами и параллелями. Измеряя, сколько «параллелей» и «меридианов» отделяют спутник от небесного экватора и небесного меридиана, и узнают его координаты на небесном своде в тот или иной момент времени. Вот теперь наблюдение закончено полностью — и в вычислительный центр летит телеграмма: «На 20 ноября координаты искусственного спутника в 19 часов 34 минуты по московскому времени были…»

Здесь по ним предстоит вычислить его орбиту.

Задача, казалось бы, несложная. Путь искусственного спутника, как и любого другого небесного тела, определяется законами Кеплера, с которыми каждый из нас знаком еще со школьных лет. Значит, надо взять соответствующие формулы, вытекающие из этих законов, подставить в них найденные из наблюдений недостающие величины, определяющие положение спутника в разное время, — и орбита готова.

Но вот тут-то и начинаются главные трудности. Примерную орбиту спутника можно вычислить даже на арифмометре — всего по нескольким наблюдениям. А вот чтобы определить орбиту спутника с такой степенью точности, как это необходимо хотя бы геодезистам, надо произвести огромное количество вычислений. Если их поручить одному человеку или даже целой группе ученых — это заняло бы, пожалуй, не день и не два, а, может быть, несколько месяцев или даже лет.

Получалась невероятная вещь. Человек сумел проникнуть в тайну движения небесных тел, записать законы, которым подчиняются космические путешественники, языком математики. А когда осталось самое простое — пересчитать цифры, казалось бы, сделался беспомощным.