Феликс Зигель - Астрономы наблюдают

Первая советская стратосферная обсерватория отправилась в полет в ноябре 1966 года. Вес ее научной аппаратуры достигал 7,6 тонны! Среди этих приборов был и рефлектор с поперечником 1 м. После этого был произведен еще ряд запусков, итоги которых оказались весьма ценными для науки. На поверхности Солнца открыта неизвестная ранее тонкая структура — множество «пятен», диаметром не более 300 км, существование которых объясняет ряд аномалий в магнитных полях Солнца. Спектрограммы Солнца показали, что дейтерия на Солнце практически нет.

Выявлены новые закономерности в образовании хромосферных вспышек — невообразимо мощных взрывов на Солнце. Организатором этих стратосферных исследований Солнца является директор Пулковской обсерватории член-корреспондент АН СССР В. А. Крат.

Запуски воздушных шаров (или баллонов) в стратосферу для астрономических исследований стали обычным делом. С 1972 года на высоты 30–35 км ежегодно запускаются сотни шаров. В этом изучении Вселенной с границ земной атмосферы баллонам помогают ракеты.

Началом «ракетной астрономии» можно считать тот день, когда в 1946 году группа американских исследователей во главе с Тауси установила спектрограф на одну из трофейных ракет «Фау-2» и отправила эту ракету в верхнюю стратосферу на высоту около 200 км. Здесь, в верхней точке траектории, господствовали условия, равноценные межпланетному пространству. Вся атмосфера практически оставалась внизу, а на черном звездном небе ослепительно ярко сияло Солнце. Вот почему запуски ракет ознаменовали начало заатмосферных наблюдений космоса.

Эти запуски давно уже стали заурядными событиями в научной жизни ряда стран, в частности, и Советского Союза. Используются, разумеется, уже не трофейные, а специальные ракеты, оснащенные разнообразными приборами для фотографирования небесных тел и их спектров в невидимых глазом лучах. Особенно впечатляющи успехи «ракетной астрономии» в области «ультрафиолетовой» астрономии.

Исследование космоса с помощью высотных геофизических ракет имеет один существенный недостаток. Пребывание ракеты (а стало быть, и астрономических приборов) на максимальной высоте весьма кратковременно. Между тем в ряде случаев требуются наблюдения гораздо большей длительности. Отсюда и родилась идея о создании Орбитальных Астрономических Обсерваторий (ОАО).

Собственно, уже третий советский искусственный спутник Земли весом 1,3 т нес аппаратуру для исследования микрометеоритов и космических лучей, а потому его можно считать предшественником будущих орбитальных астрономических обсерваторий. Тем более летающими обсерваториями можно было бы считать такие советские спутники, как 17-тонный «Протон-4». Однако в дальнейшем под ОАО мы будем понимать спутники, предназначенные только для астрономических исследований. С этой точки зрения первыми специализированными ОАО были американские спутники «ОСО-1» и «ОСО-2», выведенные на орбиты в 1964 и 1965 гг. Эти Орбитальные Солнечные Обсерватории (ОСО) получили новые данные о коротковолновом солнечном излучении, солнечных вспышках и космических радиоисточниках. Вес их аппаратуры не превышал 100 кг.

Американские ОСО запускаются на почти круговые орбиты высотой около 500 км. Основание ОСО имеет форму колеса и состоит из нескольких отсеков, несущих различную аппаратуру. Главная трудность в создании ОАО — обеспечение нужной ориентации спутника и сохранение этой ориентации достаточно продолжительное время. В американских ОСО устойчивость ориентации обеспечивается вращением колеса, основы станции, с угловой скоростью около 30 оборотов в минуту. Кроме спектрографов и других приборов на ОСО имеются специальные самописцы, предназначенные для хранения информации.

В настоящее время ОАО, запускаемые в США, снабжаются оптическими и радиотелескопами, а также аппаратурой для изучения гамма-лучей и рентгеновского излучения, поступающих от космических источников. Телескопы ОАО способны эффективно изучать планеты, звезды и галактики. Насколько точна система стабилизации ОАО, можно судить по следующему примеру. Американская ОАО «Коперник» весом 2,2 т, запущенная в 1972 году, способна в течение часа сохранять нужное направление с точностью до 0,1 секунды дуги! Под таким углом виден футбольный мяч с расстояния в 650 км.

В будущем и эта точность повысится. В США в 80-х гг. текущего столетия проектируется запуск орбитального самолета, на борту которого будет находиться рефлектор диаметром 4 м. Точность стабилизации при этом составит 0,005 секунды дуги. Заметим, что если этот проект будет осуществлен, в орбитальный 4-метровый рефлектор удастся, вероятно, рассмотреть планеты у ближайших звезд!

Крупные размеры уже сегодня имеют орбитальные радиотелескопы. Например, ОАО «Эксплорер-38» имеет четыре антенны, раздвигающиеся в длину до 220 м.

Одной из первых советских ОАО был спутник «Космос-215», запущенный в апреле 1968 года и оснащенный 8 телескопами (в том числе рентгеновским). В некоторых случаях ОАО укрепляется на космических пилотируемых кораблях. Примером может служить советская ОАО «Орион-2», установленная на космическом корабле «Союз-13» (1975 год).

Главное в этой обсерватории — 24-сантиметровый менисковый телескоп системы Максутова, снабженный объективной призмой. Заметим, что все оптические элементы (включая зеркала) сделаны из кварца, пропускающего коротковолновое излучение. Спектры звезд, созданные объективной призмой, фиксировались на специальной фотопленке, высокочувствительной к ультрафиолетовым лучам.

За пять дней работы на орбите с помощью «Ориона-2» были получены многие тысячи спектрограмм слабых звезд (до 13-й звездной величины). Выявлено много «ультрафиолетовых» звезд, свечение которых в невидимом глазом ультрафиолете особенно сильно. Впервые снята «ультрафиолетовая» спектрограмма одной из планетарных туманностей и изучены атмосферы ряда холодных звезд. Словом, получен богатейший эмпирический материал, обработка и изучение которого продолжается.

В апреле 1973 г. в Советском Союзе был запущен советско-польский спутник «Коперник-500». Эта орбитальная астрофизическая обсерватория собрала много ценных данных о физике Солнца и характере солнечно-земных связей. Немалых успехов добилась и аналогичная американская орбитальная обсерватория «Коперник».

Орбитальные Астрономические Обсерватории разных типов, размеров и назначения прочно вошли в повседневную практику современной космонавтики. Предстоит и более диковинная задача — создание астрономических обсерваторий на небесных телах.