Елена Сапарина - Небесный землемер

Сотни, тысячи вычислений астрономы должны были раньше производить «вручную». Они делили и умножали многозначные числа, извлекали корни, интегрировали, решали дифференциальные уравнения, и казалось невозможным, чтобы всю эту сложную премудрость могла постигнуть пусть даже самая «умная» машина.

И многочисленные расчеты так и остались бы, вероятно, большим препятствием при определении орбиты спутника и вообще геодезических вычислений, если бы их не поручили электронно-счетным машинам, считающим в 100–150 тысяч раз быстрее самого способного вычислителя.

Академик А. В. Топчиев, говоря о современных электронно-счетных машинах, привел как-то такой интересный пример. Для обработки астрономо-геодезических измерений приходится производить до 250 миллионов арифметических операций. Большой электронно-счетной машине Академии наук на это требуется всего 20 часов, а одному человеку пришлось бы трудиться над этой же задачей… целых 200 лет.

…И вот она перед нами — машина с «высшим математическим образованием», как шутливо говорят про нее ее создатели: быстродействующая электронно-счетная машина, на которой был произведен первоначальный расчет орбит советских искусственных спутников и которая по результатам наблюдений за их движением вычисляет «новую» орбиту рукотворных небесных тел, позволяя с большой точностью предсказывать их будущий маршрут.

Она занимает целый зал, эта удивительная машина, считающая с непостижимой быстротой — 7–8 тысяч вычислений в секунду. Оператор — единственный человек, кроме дежурного у пульта управления, который помогает машине считать. Он переводит задание на язык машины. Обычные цифры, напечатанные черными значками на белой бумаге, превращаются в комбинации аккуратных отверстий. Это своего рода перевод с языка зрячих на язык слепых.

Но почему именно такой язык выбрали для столь совершенной машины? Оказывается, она действительно пока еще слепа и не может читать обычный черно-белый текст. Зато вот этот, состоящий из осязаемых условных значков, она читает легко, «ощупывая» лучом света ленту, на которой он написан.

Получив необходимые цифры, машина «извлекает» из своей магнитной «памяти» соответствующие формулы, заблаговременно «вложенные» туда человеком, и принимается считать.

Найдя в сплошной непрозрачной ленте отверстия, которыми записаны нужные для счета цифры, луч света проскальзывает сквозь них и попадает на металлическую пластинку. Там, где упал световой луч, рождается крохотный родничок электротока. Усиленный в несколько раз поток электронов, выбитых лучом света из металлической толщи, влетает в электронную лампу.

Одна за другой вспыхивают «искорки» электрического тока в многочисленных электронных лампах, заполняющих почти всю внутренность машины. Мириады таких электрических «искорок» — это как бы рассыпавшиеся на крошечные составные части громоздкие цифры, подлежащие счету.

Счетные машины оказались хитрее даже самых умелых и ловких вычислителей. Они оперируют только с единицами и нулями, на которые в конечном счете можно разложить любое число.

Отказались они и от сложных математических действий. Обладая способностью почти мгновенно складывать сотни и тысячи самых различных цифр, электронные «математики» все расчеты свели к сложению. Им оказалось легче сложить число 358, скажем, с самим собой 358 раз, чем перемножать их друг на друга.

И вот уже со стороны, противоположной той, куда втягивалась испещренная «набором» отверстий лента, выползает другая лента, сплошь покрытая рядами обычных цифр.

Машина-математик не только молниеносно произвела за человека миллионы разнообразных вычислений, но и «перевела» результат своих расчетов, записанный невидимым электрическим пером, в обычные цифровые знаки. Обычные-то обычные, но что же обозначают все эти тройки, девятки, пятерки — отпечатанные на бумажной ленте?

Непосвященным они мало что скажут. А ученый, взяв в руки такую ленту, тотчас расшифрует ответ электронного «математика». «Здесь указаны все необходимые „приметы“ орбиты, — скажет он. — Длина ее большой полуоси, наклон к плоскости экватора, расстояние от земной поверхности наиболее близкого и самого дальнего ее „конца“, величина сплющенности, отличающая ее от правильного круга, и т. д.».

Это как бы название города, улицы, номера дома и квартиры — космический «адрес» спутника. По нему судят о том, в каком направлении и на каком расстоянии от Земли располагается орбита спутника и каков ее «характер», большая она или маленькая, «худая» или «толстая».

Как только найден точный адрес искусственной луны, из вычислительного центра на станции наблюдения за спутником летят ответные телеграммы: «В ближайшие сутки время пролета спутника над станцией — 19 часов 34 минуты, азимут и высота полета такие-то».

И наблюдатели, получив телеграмму, вновь готовят свои приборы и, склонившись над ними, ждут команды: «Внимание! Спутник!»

А геодезисты? Что делают они?

Новый маленький подвижной землемер оказался гораздо более удобным, чем старая Луна, упрямо и не спеша движущаяся по своему маршруту.

«Не спеша» — это, конечно, только так кажется геодезистам, которым не терпится обмерить Землю со всех сторон. Мы знаем, что Луна стремительно мчится по своей орбите, пробегая за секунду целый километр. И все-таки пока она обойдет вокруг Земли лишь один раз, проходит долгих 30 дней. А искусственный ее собрат только за сутки, пока настоящая Луна успеет передвинуться едва на величину своего диаметра, уже раз 15 облетит Землю.

Искусственный спутник намного меньше Луны. Поэтому он виден с Земли в виде светящейся точки, замерять положение которой гораздо легче, чем неровного диска Луны. Собственно, сам спутник мы не видим, и нам неважно поэтому, круглый он или вытянутый, выступают над его краем какие-то части или нет.

Было бы и смешно надеяться разглядеть с расстояния в тысячу, а то и больше километров предмет размером в несколько метров. Полуметровый шар первого спутника для невооруженного глаза исчез бы из виду, например, поднявшись над Землей всего на 2–3 километра.

А чтобы стать видимым хотя бы с самой ближайшей точки своей орбиты, с высоты 200–300 километров, он должен быть почти в 200 раз больше.

Мы видим только луч света, отраженный его поверхностью. Вот почему, как только спутник попадает в густую земную тень, он «исчезает». И также пропадает он на светлом фоне дневного неба. Недаром наблюдатели ловят его обычно ранним утром, перед рассветом, когда Солнце еще не поднялось над горизонтом, или вечером, в сумерках, пока он не оказался поглощенным тенью Земли.