Виктор Петров - Искусственный спутник земли

Имеется только один путь избавиться от этих помех — вынесение телескопов за пределы атмосферы. А это опять-таки может быть осуществлено только с помощью ИСЗ. Даже на первых необитаемых спутниках проектируются некоторые астрономические средства наблюдения, которые будут работать автоматически, а результаты этих наблюдений, записанные на специальную пленку, будут помещаться в кассету, которая весьма сложным способом будет доставляться на Землю.

Изучение верхних слоев атмосферы.Громадный интерес для науки представляет изучение многообразных физических явлений, протекающих в верхних слоях атмосферы. Сюда относится измерение энергии солнечных и ультрафиолетовых лучей, а также интенсивности космических лучей в зависимости от широты. Необходимо будет уточнить наши сведения об открытых недавно так называемых мягких рентгеновских лучах, концентрирующихся в областях полярных сияний.

Можно будет определить плотность атомов и ионов водорода в межпланетном пространстве. Наконец, будут проведены наблюдения за кольцевыми электрическими токами, которые существуют вокруг Земли.

Будут произведены также исследования и в других областях, как, например:

— определение температуры и давления путем наблюдений за распространением взрывов гранат, выпускаемых с ИСЗ через определенные интервалы времени и наблюдаемых с различных пунктов земной поверхности;

— определение масс ионов спектрометрами специальной конструкции;

— исследование проводимости ионосферы;

— исследование относительной концентрации электронов и положительных ионов вдоль орбиты спутника;

— измерение фотоэлектрическими фотометрами световой энергии с целью изучения относительной интенсивности некоторых спектральных линий молекулярного кислорода и высоты ночного свечения воздуха.

Все эти исследования будут проводиться или уже проводятся в верхних слоях атмосферы с помощью высотных исследовательских ракет различных конструкций.

Во многих местах земного шара — в Европе, Америке, в Гренландии, в центре Тихого океана, у экватора и на территории нашей Родины — неоднократно поднимались ракеты с автоматическими приборами, достигшие высоты в сотни километров. Они производили фотографирование поверхности Земли (см. фото Земли, выполненное с высоты 162 км, рис. 2) и различные научные наблюдения и исследования.

Применение же ИСЗ для решения перечисленных исследований дает возможность произвести их в несоизмеримо больших масштабах, чем это можно было сделать с помощью ракет, и на более широкой основе.

Глубокие исследования ионосферы, ее электрических и магнитных явлений, полярных сияний и пр. дадут возможность уточнить теории этих явлений. На базе этих теорий будут созданы различные приборы и устройства искусственных спутников Земли, а в дальнейшем и межпланетных кораблей. Задачи изучения верхних слоев атмосферы в значительном своем большинстве определяются проблемами межпланетных сообщений.

Многие из перечисленных выше явлений вообще не могут наблюдаться с Земли, с воздушных шаров и аэростатов и даже с помощью высотных ракет. Правда, уже сейчас с помощью высотных ракет ученым удалось частично проникнуть в верхние слои ионосферы. В результате были построены таблицы, показывающие изменение с высотой плотности, температуры, давления атмосферы, проницаемость ее для различных длин электромагнитных волн; построены кривые электронной и ионной плотности, обнаружены токонесущие слои, появляющиеся во время максимального изменения магнитного поля Земли.

Произведены неполные измерения ультрафиолетовых и рентгеновских лучей Солнца, определены некоторые типы заряженных частиц и их индивидуальная концентрация в зависимости от высоты ионосферы. Сделаны первые попытки изучения космических лучей. Но все это только робкие шаги на пути к широкому фронту научно-исследовательских работ, дорогу к которым открывают первые искусственные спутники Земли.

Искусственные спутники Земли могут быть также использованы и для дальнейшей экспериментальной проверки общей теории относительности, созданной в период 1905–1917 гг. известным ученым Альбертом Эйнштейном.

Экспериментальная проверка теории относительности [9] .Теорией относительности называется современная физическая теория пространства и времени. Эта теория правильно отображает процессы, протекающие со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Она составляет физический фундамент для ряда новых областей техники, является основой современной теории элементарных частиц и распространяет свои выводы в самые различные области физических наук — от расчета ускорителей атомных частиц до проблем космологии [10]. По этому совершенно очевидна необходимость более точной опытной проверки этой теории. Однако опытная ее проверка весьма затруднительна, так как в пределах нашей солнечной системы и при небольших скоростях, получаемых человеком, эффекты этой теории весьма невелики. Наиболее заметными явлениями, следующими из теории относительности, являются: смещение перигелия планет, отклонение световых лучей Солнцем и эффект гравитационного смещения частоты. Поясним все эти явления.

Смещение перигелия планет заключается в том, что с течением времени плоскость орбиты планеты поворачивается на какой-то угол в определенном направлении (рис. 3).

У Меркурия, имеющего наибольшее смещение перигелия среди всех планет солнечной системы, этот угол равен примерно 40'' в столетие.

Эффекты отклонения световых лучей Солнцем и гравитационного смещения частоты объясняются тем, что энергия любой формы связана с массой. Поэтому световые лучи, проходя мимо Солнца или иного тела, должны отклониться, так как свет обладает массой. Во время солнечных затмений обнаружили, что Солнце отклоняет идущие около него лучи примерно на 2''.