Под редакцией и с предисловием д-ра физ.-мат. наук В. И. Мороза

 

Предисловие к русскому изданию

Естественные науки развиваются неравномерно: в центре внимания человечества оказывается то одна, то другая область знаний. В последние десятилетия первенствующее положение занимала физика вообще и ядерная физика в особенности. От чего же зависит в определенные моменты истории науки «неожиданный» всеобщий интерес к какой-то одной ее отрасли? Что касается ядерной физики, то здесь огромную роль сыграла ее практическая полезность. Правда, это скорее следствие, чем причина. Причина — это возможность совершить качественный скачок в данном направлении.

Сейчас такая возможность назревает в астрономии. Технические средства исследования космоса приобрели колоссальную мощь, а теоретическая физика подготовила базу для интерпретации наблюдаемых явлений. И удивительные открытия последовали одно за другим. Мы узнали, что наша Земля окружена гигантским кольцом быстрых электронов и протонов, взглянули на обратную сторону Луны, осуществили мягкую посадку межпланетной станции на ее поверхность, сфотографировали Марс с близкого расстояния. Мы узнали, что во Вселенной существуют объекты («сверхзвезды»), превосходящие по своей светимости галактики и имеющие совершенно необычную физическую природу, непохожую на все, с чем мы сталкивались до сих пор. Самые бывалые «волки» порой разводят руками и грозят подать в отставку под напором непонятного. Вселенная оказалась значительно разнообразнее, чем мы думали совсем недавно — каких-нибудь десять лет назад.

В предлагаемой вниманию читателя книге американского популяризатора О. О. Байндера в общедоступной форме рассказывается о многочисленных космических загадках. Некоторые из них уже «с бородой», другие связаны с открытиями последних лет. Темпы развития астрономии столь стремительны, что часть проблем (правда, небольшая) уже решена; между тем американское издание книги вышло всего два года назад. С другой стороны, автор, естественно, не мог отразить сенсационные открытия, сделанные в самое последнее время. Сюда относится и загадка сверхзвезд, и тайна длинноволнового излучения Юпитера, интенсивность которого оказалась связанной с движением спутника Ио, и новая, необъяснимо узкая спектральная радиолиния, и многое другое.

Байндер не боится излагать самые фантастические гипотезы. Это и достоинство, и недостаток. Достоинство — потому, что смелость города берет и самые крайние точки зрения иногда оказываются самыми верными. Недостаток — потому, что фантазия порой основывается на неосведомленности. Ряд гипотез противоречит элементарным основам физики или хорошо установленным фактам. В одних случаях при редактировании перевода в текст были внесены необходимые изменения, в других даны примечания.

Книга написана живым языком, и ее можно прочитать залпом, как роман, однако живость, к сожалению, иногда идет в ущерб строгой научности изложения. Неоправданно мало ссылок на советских ученых, хотя цитируется множество высказываний иногда не очень весомых американских авторитетов. В некоторых случаях достижения одних приписываются другим. Так, например, все результаты радиоастрономических и радиолокационных исследований Венеры, проведенных большим числом ученых в СССР и США, по непонятным причинам приписываются американскому кораблю Маринер 2, проходившему вблизи Венеры в 1962 г. На самом деле Маринер 2 почти ничего не добавил к нашим знаниям о Венере, кроме данных о верхней границе напряженности магнитного поля. Оценка роли Маринера 2, по-видимому, скопирована автором с рекламного материала, опубликованного НАСА. Последующие публикации американских ученых показали, что научный выход наблюдений Маринера имеет весьма ограниченное значение. Полет Маринера 2 — просто первая удачная попытка изучить другую планету, приблизившись к ней с помощью ракеты.

Все эти недостатки не снижают в целом высокого качества книги, и мы надеемся, что она будет с интересом встречена советским читателем.

В. Мороз

 

Предисловие

Много лет назад, — к сожалению, больше, чем мне хотелось бы, — астрономия пленила меня. До того как началась моя научная работа в этой области, я читал подряд все книги по астрономии, которые мне попадались, и был восхищен развитием идей, вознесших человека от состояния полного невежества к сравнительно полному представлению о Вселенной, столь малой частью которой он является. Меня заинтересовали многие теории, и каждая из них, как я узнал позже, была следующей ступенькой той длинной лестницы, которая привела нас к современному уровню знаний. Было весьма заманчиво вновь обратиться к античной эпохе и исследовать идеи и представления древних об окружающем мире. В настоящее время в результате постепенного накопления данных мы располагаем значительным объемом ценной информации. И так будет продолжаться всегда, ибо в противном случае, если человек приостановит процесс познания, дни его жизни на Земле будут сочтены.

За долгие годы работы мне пришлось познакомиться с многими загадками астрономии. Существуют не до конца объясненные и сегодня, но увлекательные явления, о которых упоминается во всех книгах: солнечные пятна, полярные сияния, вспышки на Солнце, марсианские каналы, Красное пятно Юпитера, особенности лунного ландшафта. Об этих тайнах много спорили, высказывали различные догадки, но они остаются тайнами и по сей день и отнюдь не утратили своей занимательности.

Загадки Земли, Венеры, Солнца, проблема жизни на других мирах, за некоторыми исключениями, не стали яснее, чем в прошлом. Этими исключениями мы целиком обязаны появлению в небе искусственных спутников и космических станций.

Космический «век» пока насчитывает шесть лет, но с запуском спутников и ракет, оснащенных сложными приборами, которые создали изобретательные ученые, наши знания об околоземном космическом пространстве и солнечной системе стали стремительно прибавляться. Большинство тайн еще не разгадано, но теперь они представляются более «уязвимыми» и, несомненно, их раскроют в недалеком будущем.

Книга «Загадки астрономии» — это попытка описать самые загадочные явления наших космических окрестностей. Изложение ведется в форме вопросов и ответов, вернее, попыток дать ответы в свете тех знаний, которыми обогатили науку космические исследования последних лет. Некоторые из этих ответов стали возможными благодаря наблюдениям при помощи спутников. В других излагаются различные, иногда противоречивые точки зрения, подкрепленные мнениями авторитетных ученых. Отдельные ответы могут быть восприняты как ошибочные или действительно окажутся таковыми в недалеком будущем. Но нельзя забывать, что в быстро развивающейся отрасли науки, где те или иные выводы не всегда удается проверить экспериментально, разногласия между специалистами неизбежны. Те, кто занимались астрономией, знают: что верно сегодня, может подвергнуться коренному пересмотру завтра.

Автор не боится новых идей. Если они содержат элемент новизны и представляются автору заслуживающими внимания, он включает их в книгу. Так, читатель встретится с гипотезой Хойла о возможности существования нефти на Венере.

Книга написана живо, занимательно и, что, вероятно, важнее всего, служит своего рода учебником. Преподавание можно вести методом разъяснения, как это делается практически во всех книгах по астрономии, но можно и так, как предпочитает автор, — в форме вопросов и ответов. При использовании последнего метода главное — подобрать подходящие вопросы, чтобы ответы на них позволили выполнить основную, учебную задачу книги. Именно так и поступает автор. Он сознательно избегает проблем, касающихся звезд: объем его книги не позволяет осветить эти проблемы.

Вопрос о жизни на других мирах обсуждается в главах, посвященных межпланетным и межзвездным путешествиям. Автор использует материалы симпозиума, состоявшегося в 1961 г. в радиоастрономической обсерватории Грин Бэнк (Западная Виргиния, США). Эти главы читаются с истинным увлечением, хотя и содержат некоторые умозрительные рассуждения. Часть материала, особенно касающуюся «неотождествленных летающих объектов», трудно найти в какой-либо другой книге, если только она не посвящена специально этой проблеме. Но нельзя думать, что эта книга исчерпывает все космические тайны. На каждую из тех, что обсуждается в книге, приходится много других, о которых в ней даже не упоминается. Наиболее важная из опущенных загадок — происхождение солнечной системы и неожиданное распределение момента количества движения между составляющими ее телами. А загадки небесных тел, находящихся за пределами солнечной системы? В конце концов, неразгаданных загадок столько, что если книга встретит всеобщее признание, это вполне обеспечит выход другого тома.

Филадельфия, март, 1964 г.

И. М. Левитт, директор планетария при Институте им. Франклина

 

 

Пролог

«В эпоху освоения космоса астрономия стоит на пороге революционных открытий». Эти слова Дайера (Национальная академия наук США) подчеркивают влияние пионерских исследований космоса на развитие науки за последние пять лет.

Телеметрическая информация, переданная первыми спутниками, выведенными на орбиты в 1957–1958 гг., содержала данные об окружающих Землю удивительных радиационных поясах, начинающихся уже в нескольких сотнях километров над Землей. Если за три столетия наблюдений при помощи больших телескопов и других инструментов мы не обнаружили того, что буквально висит у нас над головой, то что же мы можем сказать о Луне, отстоящей на 384 000 км? Или о ближайшей к Земле планете, которая в сто раз дальше Луны? И наконец, о необъятных просторах нашей солнечной системы, населенных другими планетами и их спутниками, кометами, метеорными телами, астероидами?

Под натиском космонавтики многие старые теории рассыпались в прах, но разрешение старых проблем породило множество новых загадок. Какие невероятные чудеса предстанут взорам наших Колумбов, когда они поведут свои реактивные «Ниньи», «Пинты» и «Санта-Марии» через просторы космоса? Сколько занимательных рассказов об экзотическом великолепии и опасностях услышим мы из уст межпланетных Магелланов, посетивших все планеты и спутники солнечной системы?

Все это мы узнаем — и скоро. Начав с покорения Луны (до 1970 г.), человек в следующем десятилетии (1970–1980 гг.) высадится на Марс и Венеру, а возможно, и на другие планеты. До 2000 г. — менее чем за сорок лет — человек побывает на основных телах солнечной системы.

Рис. 1. Семья планет, обращающихся вокруг Солнца — одной из 200 млд. звезд, — не единственная в Галактике.

Молодые мечтатели следующего столетия, возможно, будут завидовать космонавтам XX века, которые не оставят на их долю неисследованных миров, но лишь до тех пор, пока не будет объявлен набор добровольцев в первую экспедицию к планетной системе звезды Тау Кита, удаленной на 100 триллионов километров.

Сегодня — наша солнечная система, завтра — тысячи других планетных систем! Мы открыли эру исследований космоса первыми спутниками, межпланетными станциями и полетами человека; мы можем этим гордиться, но успехи не должны вскружить нам голову.

Уже сейчас, исходя из накопленного опыта, астрономы предупреждают, что на каждом шагу космос будет преподносить нам поразительные сюрпризы. Большинство из них нельзя сейчас предвидеть — даже сами проблемы, не говоря уже о их решениях.

Но мы можем начать с внушительного перечня тех астрономических загадок, которые волнуют нас сегодня и затем ждать год за годом возвращения космических экспедиций. Возможно, что ответы на многие из затронутых в этой книге вопросов будут получены до 1975 г., так как космические путешествия быстро приведут к организации системы регулярных сообщений между межпланетными станциями. Мы начнем знакомство с одной из самых загадочных планет — Землей. Исследования Земли при помощи спутников уже заставили ученых отложить в сторону руководства по геофизике и начать все сначала. Только теперь новая и правдивая книга о Земле диктуется голосом радиосигналов из таинственных глубин космоса. И, вероятно, в ближайшие десять лет человечество узнает о своей планете больше, чем за предыдущие десять веков.

 

 

Глава I

Загадки Земли

На вопрос «какую форму имеет Земля» в древнем Риме покорно отвечали: «Плоскую». После путешествий Колумба и Магеллана следовало давать ответ: «Круглую». Более точные измерения, выполненные учеными XVIII в., привели к новым открытиям в геофизике, и тогда стал правильным ответ: «Шар, выпуклый на экваторе и сжатый у полюсов». Теперь, в космический век, этот ответ так же устарел, как ракета вчерашнего дня. Современный школьный учитель может назвать нашу планету бесформенным гигантом и пояснить это ученикам. Земля имеет неправильную форму в экваториальной плоскости и похожа на грушу.

Столь причудливая форма нашей планеты была выявлена за последние пять лет благодаря искусственным спутникам. Авангард 1 — шар диаметром 16 см и весом 1,5 кг, выведенный на орбиту 17 марта 1958 г., сначала двигался по эллиптической орбите с апогеем (наиболее удаленная от Земли точка орбиты) 3968 км и с перигеем (ближайшая к Земле точка) до 659 км. Иногда, но только над Северным полушарием, расстояние в перигее составляло 650 км. Какова причина изменения высоты перигея? Ведь это противоречит законам тяготения, управляющим движением объекта вокруг сферически симметричного тела. Очевидно, Земля несимметрична. Возмущения орбиты Авангарда 1, обработанные на электронно-вычислительных машинах, показали, что Земля имеет слегка грушевидную форму.

В 1961 г. дальнейший анализ движения спутников позволил сделать еще одно открытие: диаметр Земли между Тихим и Атлантическим океанами приблизительно на 30 м меньше, чем между Северной Америкой и Австралией.

Так перед учеными встал новый вопрос, на который еще не найдено ответа.

Загадка 1. Почему Земля достаточно жестка, чтобы сохранить асимметричную форму, хотя она не твердая внутри?

Отклонения формы Земли от сферической слишком незначительны по сравнению с ее полным диаметром — 12 756 км. Космонавту, возвращающемуся с Марса, наша планета покажется круглой, как биллиардный шар. Но именно эти едва заметные отклонения от сферы и привели к краху прежней теории: считалось, что Земля — сфероид (слегка сплюснутый шар. — Ред.) с твердым железо-никелевым ядром, окруженным толстой оболочкой полурасплавленной магмы, а сверху — тонкой, как фольга, корой. Но тогда она была бы «мягкой» до глубины 5000 км и все искажения сгладились бы под действием сил, вызываемых вращением.

Загадка 2. Есть ли у Земли длинный газовый хвост, как у кометы?

Космические станции и искусственные спутники Земли помогли открыть удивительное явление: оказалось, что на одной стороне Земли атомы водорода обнаруживаются далеко за границами атмосферы. Согласно Фридману (Морская исследовательская лаборатория, США), протяженность этого невидимого газового хвоста — 30 млн. км.

Если летящие на Марс люди, оглянувшись назад, увидят газовый хвост нашей планеты, сияющий отраженным солнечным светом, его существование будет окончательно доказано.

Спутники приблизили нас к раскрытию другой удивительной тайны.

Загадка 3. Окружает ли Землю пылевое кольцо метеорных частиц, которое теоретически не должно существовать?

В 1959 г. датчики спутников впервые передали на Землю загадочную информацию о микрометеоритах, число которых на одних высотах возрастало, на других — уменьшалось. Эти данные, проанализированные Уипплом (Гарвардский университет), привели к поразительному открытию, ранее предсказанному Зингером (Мерилендский университет) и состоящему в том, что облако космической пыли обращается вокруг Земли над экватором на средней высоте менее 150 км (возможно, около 100 км).

На таких высотах частицы не могут находиться долго, так как растрачивают энергию на преодоление сопротивления воздуха и постепенно падают на Землю.

Следовательно, облако пополняется из неизвестного постоянного источника вне Земли. Это пылевое кольцо, недоступное наземному наблюдателю, вероятно, и есть та дымка, расположенная над основной массой атмосферы, о которой сообщали космонавты.

Но вокруг нашей планеты может обращаться нечто более значительное, чем крошечные метеорные тела.

Загадка 4. Есть ли у Земли естественные спутники, помимо Луны?

Профессор Томбо, открывший в 1930 г. планету Плутон, недавно посвятил два года наблюдениям ближайших окрестностей Земли при помощи специального широкоугольного телескопа. Он искал подтверждений любопытной теории, согласно которой Земля за время своего существования захватила силой притяжения астероиды или большие метеориты поперечником до 1,5 км. Он прекратил безуспешные поиски, но можно все же надеяться, что Земля имеет около десятка крошечных спутников, которые послужат готовыми «платформами» для будущих космических станций.

А теперь вернемся в земную атмосферу; здесь количество загадок еще более возрастает.

Загадка 5. Вызывают ли «прямоугольные» облака ураганы и торнадо?

В 60-х годах XX века при помощи спутников Тирос начала создаваться космическая система предсказания погоды. Жалоба Марка Твена, цитировавшего Дадли: «Все толкуют о погоде, но никто не может повлиять на нее», наконец потеряет свою злободневность. Наблюдения облаков телеобъективами Тироса показали, что океанские циклоны по своим размерам значительно больше, чем раньше предполагалось, — до 3000 км в диаметре. Эти циклоны оказывают влияние на движения земной атмосферы в целом и тем самым на погоду.

Тирос 4, специально спроектированный как «охотник за ураганами» (запущен 8 февраля 1962 г.), зарегистрировал облако почти правильной прямоугольной формы, которое, по-видимому, способно порождать смерчи. Хотя этот факт нуждается в подтверждении, он все же показывает, как открытие явления до сих пор неизвестного помогает объяснить на первый взгляд совершенно непонятное поведение погоды на Земле.

А теперь поднимемся выше облаков, туда, где расположен источник других загадок.

Загадка 6. Тянется ли экзосфера примерно до расстояния 100 000 км — внешних границ магнитного поля Земли?

Современные представления о различных слоях атмосферы — тропосфере (11 км), стратосфере (80 км), ионосфере (1000 км) — были существенно дополнены новыми, полученными при помощи спутников данными. С высотой химический состав ионосферы резко меняется. Азот и кислород сменяются водородом — самым легким газом во Вселенной. Теперь известно, что между ними находится гелиосфера — зона гелия, простирающаяся от 1200 до 2000 км, а уже над ней расположена протоносфера — зона ионизованного водорода.

Но исследователи атмосферы не уверены, что экзосфера — последний чрезвычайно разреженный слой, состоящий из атомов, ионов и электронов, постепенно исчезает, переходя в «настоящее» космическое пространство уже на высотах от 10 000 до 30 000 км, как предполагалось прежде. Счетчики Гейгера, установленные на спутнике Эксплорер 12 с большим апогеем, обнаружили разреженную газовую плазму значительно дальше. Эти заряженные частицы, удерживаемые земным магнитным полем, проникают до расстояний пяти — восьми диаметров Земли в зависимости от меняющегося излучения Солнца. Но временами космонавты будут обнаруживать «языки» атмосферы, простирающиеся на 100 000 км — четверть расстояния до Луны.

Загадка 7. Являются ли свечение ночного неба и полярные сияния следствием соответственно химических и электрических реакций?

Даже в безлунную ночь небо часто ярче, чем оно было бы только при свете звезд. Своеобразное свечение, охватывающее весь небосвод, оставалось тайной для астрономов в течение трех с половиной столетий, и впервые ключ к разгадке его происхождения подобрали опять-таки ракеты космического века. Геофизические ракеты для исследований верхней атмосферы были оборудованы спектроскопическими приборами, которые зарегистрировали на высоте около 40 км известную ученым зеленую линию — «отпечаток пальцев» атомарного кислорода. В нижних слоях атмосферы кислород, которым мы дышим, обычно существует в виде двухатомных молекул. Выше 40 км не встречающее препятствий ультрафиолетовое излучение нагревает молекулы кислорода и азота, до тех пор пока они не распадаются на атомы. Ночью, когда одиночные атомы снова соединяются — рекомбинируют, поглощенная ими солнечная энергия освобождается и возникает таинственное свечение неба.

Однако эта теория объясняет не все, и, по-видимому, важную роль может играть другой фактор. Возможно, это солнечное излучение, под действием которого образуются свободные радикалы, — отдельные части химических соединений (например, четырехокись азота N2O4 распадается в верхней атмосфере на три заряженные компоненты, несущие положительный и отрицательный заряды). Если плотность воздуха велика, они существуют лишь очень короткие промежутки времени. Но в ионосфере, где частицы могут быть удалены друг от друга на расстояния в несколько сантиметров или метров, свободные радикалы могут не сталкиваться и не объединяться в течение длительных промежутков времени. Оторванные друг от друга солнечным излучением свободные радикалы, рекомбинируя, вновь освобождают накопленную энергию в виде свечения неба.

Возможно, что недавно открытое пылевое облако вокруг Земли также вносит свой вклад в появление сияния, отражая свет Солнца либо превращая космические лучи в видимый свет. В любом случае для окончательного решения загадки свечения ночного неба требуется дальнейшее зондирование атмосферы ракетами.

Информация, полученная при помощи первых спутников, казалось, позволила дать простое объяснение такому явлению, как полярные сияния. Но вскоре были получены новые данные и опять возникло много неясностей. Полярные сияния наблюдаются на обоих магнитных полюсах Земли. Очевидно, какие-то частицы, движущиеся вдоль магнитных силовых линий, реагируют с молекулами газов воздуха, вызывая полярные сияния. Неясно, однако, что это за частицы. Первоначально им приписывали солнечное происхождение, пока открытие радиационных поясов[1]Здесь и далее радиационными поясами называются области пространства, заполненные протонами и электронами и расположенные на высоте от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч километров. Частицы удерживаются земным магнитным полем. Радиационные пояса, или пояса захваченных частиц, были открыты одновременно советскими и американскими учеными при помощи приборов, установленных на искусственных спутниках Земли. —  Прим. ред.
не указало на другой возможный источник этих частиц.

Сейчас ученые собирают новые сведения обо всех подобных видах излучения и пока воздерживаются от вынесения окончательного приговора. Ключом к решению проблемы послужила бы регистрация одновременного появления полярных сияний на обоих полюсах установленными на спутниках датчиками. Это было бы указанием на то, что радиационному поясу, имеющему форму бублика и одинаково удаленному от магнитных полюсов Земли, больше подходит роль первичного возбудителя полярных сияний, чем потокам частиц от Солнца, которые в некоторых случаях могут проникать только к одному полюсу и едва касаться другого.

Еще два вида свечения небосвода не относятся к околоземным атмосферным явлениям, а рождаются далеко в космосе.

Загадка 8. Какое межпланетное вещество вызывает зодиакальный свет и противосияния?

Зодиакальный свет появляется над горизонтом сразу после захода Солнца и лежит в поясе зодиакальных созвездий, вдоль которого проходят пути планет по небосводу. Он имеет форму сахарной головы (конуса). Постепенно бледнея во время сумерек, зодиакальный свет совершенно исчезает, когда наступает полная темнота.

Очевидно, это слабое отражение солнечного света каким-то веществом за пределами земной атмосферы, в малоизученной межпланетной плазме. Одно из предположений состоит в том, что Солнце окружено пылевым облаком, подобным земному, но значительно большим, которое достигает максимальной толщины вблизи орбиты Венеры и сильно отражает солнечный свет. В соответствии с более поздней гипотезой солнечная атмосфера (корона), излучающая энергию, простирается так далеко от Солнца, что видна с Земли как образование, сияющее собственным светом.

Зодиакальный свет всегда наблюдается в той же стороне, что и Солнце, а в направлении точно противоположном местоположению Солнца появляется противосияние. Следовательно, противосияние может возникнуть только в антисолнечной точке в полночь. Из-за света звезд лишь тренированный глаз может различить очень слабое круглое туманное пятнышко, которое и представляет собой противосияние.

Попытки объяснить его происхождение обычно пополняли число научных курьезов, но старая идея американского астронома Барнарда была вновь вызвана к жизни благодаря космическим зондам, которые обнаружили в межпланетном пространстве облако микрометеоритной пыли. Законы тяготения допускают, что на расстоянии 1 500 000 км от Земли в антисолнечной точке действует «гравитационная ловушка», совершающая оборот вокруг Солнца в течение года, как и Земля, она-то и увлекает за собой легкое вещество. Короче говоря, этот «призрак» всегда остается в антисолнечной точке и находится достаточно далеко от Земли, чтобы не попадать в ее тень. Сгусток пыли в пространстве мог бы отражать солнечный свет и вызывать таинственное противосияние.

Исследования космического века приводят к открытиям не только внеатмосферных явлений, но и явлений, связанных с самой земной атмосферой.

Загадка 9. «Дышит» ли Земля, периодически расширяя и сжимая воздушную оболочку, под влиянием изменений интенсивности солнечного излучения?

Эту загадку загадали спутники, когда приборы одного из них обнаружили аномально высокую плотность воздуха на высоте около 240 км, в то время как другой через несколько дней зарегистрировал в той же зоне в десять раз меньшую плотность. Так как эти колебания продолжались, удивленные ученые решили, что воздушные «приливы», подобные морским, иногда посылают гигантские волны из нижних, более плотных слоев атмосферы на огромные высоты. Старое название атмосферы — воздушный океан Земли — стало теперь вполне оправданным.

Подобно прихотливым морским приливам и отливам, существуют сложнейшие «мореподобные» движения воздуха.

Загадка 10. На какой высоте атмосфера прекращает вращаться синхронно с Землей?

К настоящему времени имеются лишь отрывочные сведения о движении воздушных масс на разных высотах, полученные при помощи спутников, и трудно выбрать наиболее характерные данные. На какой-то промежуточной высоте вследствие уменьшения силы притяжения верхние слои атмосферы должны прекратить вращение синхронно с поверхностью Земли и наконец совсем остановиться по отношению к межпланетному пространству. По отношению же к Земле этот верхний разреженный слой будет мчаться с максимальной скоростью 1500 км/час — скорость вращения нашей планеты на экваторе.

Земное тяготение загадывает нам еще одну удивительную загадку.

Загадка 11. Уменьшается ли сила притяжения Земли?

В науке о Земле появились новые поразительные гипотезы, опирающиеся на теорию относительности. Они указывают на противоречие в современной теории гравитации. Сила тяготения определяется не только массой, но также пространством и временем. Если это так, то она не остается постоянной, как считалось, а зависит от континуума пространство — время — масса в нашей расширяющейся Вселенной.

Гравитационная энергия фактически может изменяться обратно пропорционально времени и объему пространства. Уменьшение силы притяжения за период времени менее миллиона лет было бы очень малым, но, несмотря на это, реальным и измеримым.

Эту теорию выдвинул Пик (Принстонский университет). Он предлагает проверить свою теорию при помощи точных наблюдений искусственных спутников, которые должны быть запущены с интервалом в пять лет.

Из сказанного выше мы видели, что подход с «космической меркой» открыл целый ящик Пандоры с новыми загадками Земли. Достаточно сказать, что о нашей планете, третьей от Солнца, мы знаем лишь немногим больше, чем, к примеру, о второй или шестой.

Американский океанолог, который изучает дно Тихого океана и обнаруживает там гигантскую трещину, сразу понимает, почему на его родине вулканический пояс проходит через Калифорнию. Таким же образом, только в значительно больших масштабах, наши исследования за пределами Земли помогут разрешить многие из земных загадок.

На Луне — следующей остановке в нашем путешествии по космосу, — вероятно, существуют сохранившиеся издавна зашифрованные сведения о происхождении Земли.

 

 

Глава II

Луна и ее тайны

Хотя наш естественный спутник Луна — ближайшее к Земле небесное тело, мы знаем о ней немного. Гигантский Паломарский телескоп дает сильно увеличенное изображение лунной поверхности, как бы сокращая разделяющее нас расстояние до 1000 км, но такое увеличение ставит больше новых вопросов, чем снимает старых[2]Как это ни парадоксально, но гигантский Паломарский рефлектор с диаметром зеркала 5  м не дает в наблюдениях Луны никаких преимуществ перед скромным 20-сантиметровым рефрактором. Причина — неспокойствие земной атмосферы. Если бы атмосфера была абсолютно спокойной, Паломарский рефлектор позволил бы различать на Луне детали поперечником 40  м , но из-за дрожания и неспокойствия атмосферы этот минимальный размер увеличивается до 1  км . Большие телескопы проявляют свои преимущества главным образом при наблюдении более удаленных объектов Вселенной — звезд, скоплений межзвездного вещества, галактик. —  Прим. ред.
.

Несмотря на это, большинство специалистов согласны с Копалом (Манчестерский университет, Англия), образно назвавшим Луну «пещерой Аладина», которая поможет раскрыть тайны солнечной системы. Из-за малой силы тяжести — всего 1/6 земной — большая часть первичной лунной атмосферы и водяного пара покинула Луну уже вскоре после ее образования, поэтому ее поверхность не была подвержена влиянию погоды в течение последующих веков. Например, древние кратеры и сейчас по-прежнему покрывают оспинами поверхность Луны, не претерпевая никаких изменений, в то время как земные едва ли можно узнать после многовекового действия эрозии, водных потоков, ветров и бурь. Поэтому Луна, сохранившаяся в первозданном виде, может оказаться тем космическим Розеттским камнем, который позволит астрономам воссоздать историю солнечной системы.

А еще Луна может подсказать, какая из трех современных теорий ее происхождения является правильной, либо вызвать к жизни новую теорию.

Загадка 1. Является ли Луна детищем Земли? Или это самостоятельный младший член семьи Солнца общего с нею происхождения? А может быть, Луна — пришелец из необъятных космических глубин?

Первая теория, полностью отвергнутая в настоящее время, утверждает, что «заготовка» для Луны отделилась от расплавленного земного шара миллиарды лет назад. Эта грандиозная потеря оставила глубокий шрам на теле Земли — гигантскую впадину, которая теперь заполнена водой и называется Тихим океаном.

Согласно наиболее популярной теории образования планет, Луна вместе с другими планетами и спутниками образовалась из сгущения космического газо-пылевого облака. Этот «зародыш» будущей Луны сжимался и нагревался вследствие сжатия до расплавленного состояния; позднее эта масса остыла и затвердела.

Третья теория была выдвинута на основе одного уникального свойства Луны. Хотя Луна — лишь шестой по величине спутник в солнечной системе, уступающий Тритону (спутник Нептуна), Титану (спутник Сатурна), Ио, Каллисто, Ганимеду (спутники Юпитера), она тем не менее сравнима с материнской планетой (небесное тело, вокруг которого обращается спутник).

В то время как диаметр Ганимеда (5230 км) в 27 раз меньше диаметра Юпитера (140 000 км), диаметр Луны лишь в 4 раза меньше земного. Все другие спутники кажутся просто крошечными рядом с гигантскими материнскими планетами. Поэтому астрономы часто называют систему Земля — Луна «двойной планетой».

Итак, третья теория: усеянный кратерами шар когда-то был независимым небесным телом, возможно большим астероидом, который, проходя вблизи Земли, был «захвачен в плен» ее гравитационным полем.

Астрономы надеются, что, высадившись на Луне, они положат конец этим спорам о «космическом аисте», который принес Земле-матери ее дитя.

Объяснение другой странной особенности Луны могут дать прямые исследования.

Загадка 2. Почему плотность Луны меньше, чем Земли?

Это различие придает некоторую правдоподобность теории «плененной» Луны. Плотность вещества Луны лишь в 3,4 раза больше плотности воды, а вещество Земли — в 5,5 раз плотнее воды. Это сразу исключает возможность существования у Луны расплавленного ядра, подобно железно-никелевому ядру Земли. Но даже предположив, что Луна состоит из однородных скальных пород с недостатком руд тяжелых металлов, трудно объяснить столь малую плотность. Это обстоятельство приводит к двум интересным гипотезам.

Первая утверждает, что Луна пориста как губка и напоминает пчелиные соты, так как изрезана пещерами, тянущимися в глубину на сотни километров. Специалистов по космической медицине беспокоит то, что на не защищенной атмосферой поверхности Луны космонавты подвергнутся воздействию смертоносного ливня метеоритов и космических лучей. В этих условиях укрытие, сделанное из пластика или даже из металла, было бы моментально изрешечено и превратилось бы в склеп.

Но что может быть проще, чем найти в лунных катакомбах пещеру, пригодную для жилья? После ее герметизации и устройства вентиляции и отопления космонавты были бы защищены твердой каменной крышей от кромешного ада в нескольких метрах над ними. Если, к счастью, лабиринт пещер действительно существует на Луне, он мог бы даже послужить помещением для больших колоний.

Другое возможное объяснение малой массы Луны состоит в том, что у Луны нет не только твердого, но и вообще никакого ядра.

Столь необычная мысль была высказана несколькими учеными, в том числе Макдональдом (Калифорнийский университет), который сказал: «Луна больше похожа на полую сферу, чем на сплошное однородное тело».

Исследование лунной полости было бы весьма увлекательным для космонавтов, но это, по-видимому, невозможно. Толщина наружного слоя скальных пород составляла бы но меньшей мере половину лунного радиуса — 800 км, что сделало бы гигантскую внутреннюю пещеру недоступной для космонавтов. Кроме того, так как на Луне наблюдаются действующие вулканы, внутренние слои, вероятно, слишком горячи, чтобы человек мог туда проникнуть.

Поверхность Луны также может преподнести сюрпризы.

Загадка 3. Похож ли лунный ландшафт на «дурные земли» Южной Дакоты?

«В смущении взирает первый астронавт на чужие пустынные равнины, на дикое безграничное однообразие грубых скал, на зазубренные вершины и глубокие кратеры — символы сурового мертвого мира без единого признака жизни…»

Это классическое, кочующее из учебника в учебник описание безжизненного лунного ландшафта, судя по результатам картографирования Луны, осуществляемого учеными США, совершенно не соответствует действительности. Группа экспертов-топографов несколько лет работает над составлением масштабной рельефной карты Луны.

Обработав 15 000 изображений теней, отбрасываемых горами, краями кратеров и другими образованиями, ученые изменили представление о характере лунной поверхности. Они считают, что поверхность Луны относительно гладкая и более приятная на вид, чем «дурные земли» Южной Дакоты.

Лунные горы, вероятно, выше 7000 м, но они венчаются правильными круглыми вершинами, опирающимися на длинные пологие склоны. Резко выделяющиеся на лунных фотографиях зубчатые края кратеров, складки поверхности, выступы и расщелины в результате исследования были «сглажены» и заменены скучным однообразным пейзажем.

Вряд ли это обрадует наших будущих космонавтов, поскольку плоская однообразная поверхность бедна ориентирами, которые помогали бы им находить обратный путь к своему лагерю или космическому кораблю при возвращении из очередной вылазки[3]С борта американских межпланетных станций Рейнджер 7, 8 и 9 были получены недавно высококачественные фотографии Луны с близкого расстояния — до нескольких сот метров (станции «падали» на поверхность Луны и по пути передавали ее телевизионное изображение). На этих фотографиях видны кратеры, трещины, скалы и т. п. размером до 1  м и менее. Таким образом, в ориентирах для космонавтов недостатка не будет. —  Прим ред.
.

Загадка 4. Каким образом космонавт, заблудившийся на Луне, сможет послать сигнал бедствия в свой лагерь?

По радио? Но Луна не имеет ионосферы (что доказано советскими космическими станциями и американским Пионером 4), которая помогла бы радиоволнам огибать поверхность Луны. Сигналы достигнут горизонта и уйдут дальше по прямой в межпланетное пространство. Кроме того, передатчик заблудившегося на Луне человека имел бы ограниченный радиус действия и не смог бы послать дальний сигнал, который был бы передан с Земли в лунный лагерь.

Выстрелом? На Луне нет воздуха для передачи звуковых волн. Дымовым сигналом? На Луне нет не только дерева или естественных горючих веществ, но даже кислорода для поддержания горения. Запуском сигнального шара? Также исключено из-за отсутствия атмосферы.

Остается единственный примитивный способ, заимствованный у американских индейцев. Найдя камень побольше, космонавт должен стучать им по лунной «почве», подавая таким образом сигналы. Как и на Земле, звуковые волны будут распространяться в твердом веществе на большие расстояния и достигнут лагеря. Можно надеяться, что один из товарищей заблудившегося космонавта ощутит вибрацию почвы и припадет к поверхности, касаясь ее шлемом, чтобы лучше слышать сигналы.

Но это возможно лишь в случае, если лунная поверхность твердая.

Загадка 5. Покрыта ли Луна пылью?

Хотя Луна кажется нам ярко светящимся диском, она в действительности отражает значительно меньше света, чем можно было бы ожидать. Применяя астрономическую терминологию, можно сказать, что ее альбедо[4]Альбедо — отношение количества света, отраженного телом, к количеству света, упавшего на него. —  Прим. ред.
составляет лишь 7,6 % по сравнению с 35 % для Земли и 59 % для Венеры. Голые лунные скалы должны отражать лучше, если только их отражающая способность не снижается, как у зеркала, покрытого пылью.

Долгие годы астрономы мысленно видели не серебристый полумесяц, а тусклую Луну, частично или полностью покрытую серой пылью, которая веками накапливалась здесь, по мере того как о лунную поверхность вдребезги разбивались бесчисленные метеориты. Их осколки, скатываясь вниз по склонам, заполняли трещины и кратеры. И даже на плоских равнинах морей скопился слой пыли толщиной несколько сантиметров, тем более что на Луне нет ветров, которые сдували бы пыль[5]Советская космическая станция Луна 9, совершившая мягкую посадку на Луну, передала на Землю изображение лунного ландшафта. Оказалось, что теория «пыльной Луны» несостоятельна. Поверхность Луны шероховатая и имеет много мелких углублений и бугорков с разбросанными повсюду образованиями типа камней. —  Прим. ред.
.

Загадка 6. Если Луна в геологическом отношении мертва, чем в таком случае объяснить многие изменения, наблюдаемые в кратерах?

На Луне насчитывается более ста тысяч кратеров размером от 1 до 300 км. Споры о их происхождении шли уже издавна. Следы гигантских древних метеоритов? Вулканические образования? Лопнувшие пузыри лавы на некогда расплавленной Луне?

Но еще более таинственным кажется поведение многих кратеров. Например, дно кратера Платон (диаметр 100 км) выглядит темным, когда Солнце в зените, но приобретает светлый оттенок, когда заходящее Солнце посылает косые лучи.

Другой кратер, Эратосфен, обескураживал многих астрономов, начиная с Пиккеринга, еще в конце прошлого столетия наблюдавшего пятна, которые по мере перемещения солнечных лучей двигались по дну этого кратера, что повторялось в течение каждых двухнедельных лунных суток.

В ноябре 1958 г. советский астроном Н. А. Козырев сообщил о наблюдавшейся им в телескоп кратковременной оранжевой вспышке в кратере Альфонс. Но как объяснить существование действующих вулканов на Луне, у которой нет коры земного типа?

Хотя кратер Варгентин в отличие от других расположен выше среднего уровня лунной поверхности, наблюдения в телескоп показали, что он заполнен до краев. Что за вещество находится в кратере и как оно оказалось там?

На гладких обширных пространствах лунных «морей», например в Море Спокойствия, едва угадываются «утонувшие кратеры». Утонувшие в чем?

Существуют кратеры-хамелеоны, дно которых иногда приобретает различные сочетания малиновых, зеленых или пурпурных оттенков на сером фоне Луны, а затем тускнеет. Кратер Линней исчезающий; иногда он совершенно не виден в телескоп, а затем внезапно появляется снова. Но чаще Линней поражает астрономов изменениями своего облика — кажется то больше, то меньше, изменяет свою форму и отбрасывает то серую, то окрашенную тень. Яркое сияние «светящихся» кратеров можно было бы объяснить падением метеоритов с большими скоростями — за исключением тех случаев, когда угол падения метеорита не позволяет ему перелететь через узкий вал кратера и удариться о его дно.

Хорошо известные «лучи», тянущиеся от кратера Тихо, заставляли многих астрономов годами проводить бессонные ночи у телескопов. Представляют ли они россыпь слегка окрашенного пепла, выброшенного когда-то при разрушительном падении гигантского метеорита? Но почему полосы пепла пролегли через моря и образовали абсолютно прямые линии, проходящие через горы и днища кратеров? Так как лучи не отбрасывают тени, они не могут быть ни выступающими над поверхностью насыпями, ни трещинами. Какое же естественное образование могло бы столь необъяснимым образом тянуться по прямой линии на тысячи километров, как будто полоса, рожденная движением гигантской кисти живописца?

Разгадывая эти секреты Луны, исследователи-космонавты смогут найти правильное решение другой увлекательной проблемы…

Загадка 7. Есть ли на нашем естественном спутнике вода и воздух?

«Древние водные бассейны на Луне могли просто замерзнуть и сохраниться под толстым слоем пыли», — говорит Голд, считая при этом, что теория горячих или расплавленных лунных недр неверна (впрочем, это пока еще не доказано). Защищенный от палящих лучей Солнца слоем пыли, древний лед может существовать в огромных количествах к радости прибывших туда космонавтов.

Под поверхностью Луны может сохраниться твердый кислород первичной атмосферы, замерзший прежде, чем она улетучилась[6]Температура сжижения кислорода –183°C, затвердевания –219°C. По-видимому, на Луне температура столь низкого уровня не достигает. —  Прим. ред.
. В соответствии с теорией лунных лабиринтов сложная система глубоких пещер, по-видимому, удержала бы воздух до настоящего времени. Конечно, он был бы более разреженным, чем земной, но даже при сотой доле нашей нормальной плотности сбор его в баллоны под давлением обеспечил бы космонавтов огромным количеством кислорода.

Современные представления о негостеприимной Луне могут вызвать снисходительную улыбку у будущего лунного космонавта, принимающего душ в комнате с кондиционированным воздухом и использующего лунную воду и кислород.

Но это не самое удивительное, что мы можем найти на Луне.

Загадка 8. Существуют ли на Луне запасы нефти?

Либби (Калифорнийский университет) отмечает, что на Луну падают метеориты — углистые хондриты так же часто, как и на Землю. Большинство метеоритов из тех, что «причитаются» Земле, сгорают в ее атмосфере, но каждый из бомбардирующих Луну достигает ее поверхности, не защищенной воздушной оболочкой.

Как недавно сообщалось, хондриты содержат «окаменелые» органические соединения. Такие органические соединения под действием тепла, выделяющегося при ударе о поверхность Луны, легко превратились бы в парафин. Парафин входит в состав нефти, и, поскольку на Луне накопились мегатонны хондритов, Либби ставит вопрос: не отделяются ли образовавшиеся при ударе расплавленные парафины от каменного остова? Стекая в углубления, они образовали бы лужи во впадинах и глубоких трещинах, и ночное охлаждение не могло бы повредить им.

Левитт (планетарий Фелз, Филадельфия) тоже считает, что на Луне есть нефть, но он исходит при этом из других соображений. Это должна быть нефть абиогенного происхождения, то есть такая, которая возникла не при распаде органического вещества, а иным путем. Он рассуждает так: ни для кого не секрет, что человек может получать нефтепродукты из неорганических материалов, и эти процессы могли идти на Луне так же, как и на Земле.

Если хотя бы одна из гипотез верна, то космонавты найдут на Луне необходимые запасы ракетного топлива, похожего на керосин, который является ныне основным горючим для ракет.

Когда будут исследованы обе стороны Луны, астрономы получат ответ на следующий вопрос.

Загадка 9. Существенно ли отличается структура поверхности обратной и видимой сторон Луны?

Предварительный вывод о том, что такое различие существует, был сделан на основе советских фотографий обратной стороны Луны, сделанных космической станцией Луна 3 в октябре 1959 г. В отличие от стороны, обращенной к Земле, невидимая сторона представляется более однородной. На ней меньше морей, но больше горных цепей и крупных кратеров. В основном на обратной стороне Луны значительно меньше контрастов и сложных деталей.

Это не явилось полнейшей неожиданностью. Левитт подробно разрабатывал высказанную ранее Болвином и Гильбертом идею, что четыре или пять миллиардов лет назад в видимую сторону Луны врезался гигантский астероид диаметром свыше 300 км. Грандиозное столкновение расплавило большое количество лунных горных пород, которые растеклись по всем направлениям, заполнили прежние кратеры, залили существовавшие ранее горы и, затвердев, образовали большие темные области, которые мы называем «морями».

Однако маловероятно, что аналогичная космическая катастрофа произошла и на обратной стороне Луны. Следовательно, она должна была сохранить свой первоначальный вид: бесчисленное множество кратеров и гор и незначительное число плоских областей — как раз такой она и предстает перед нами на фотографиях космической станции Луна 3. Возможно, что эти еще не совершенные фотографии не содержат многих деталей невидимого полушария или недостаточно четко воспроизводят большие моря, чтобы их можно было заметить. Будущие лунные зонды, которые облетят Луну и получат высококачественные фотографии ее невидимой стороны, разрешат эту загадку[7]В июле 1965 г. с борта советского космического корабля Зонд 3 были получены новые фотографии обратной стороны Луны, намного превышающие по качеству снимки 1959 г. Они показывают большое количество кратеров. Основной вывод об отсутствии крупных морей на обратной стороне Луны подтверждается. —  Прим. ред.
.

Остается рассмотреть еще одну загадку Луны — самую увлекательную из всех.

Загадка 10. Существует ли жизнь на Луне?

Во всех прежних описаниях Луны за определениями «безвоздушная» и «безводная» неизбежно следовало «необитаемая». Сейчас астрономы осторожно говорят, что жизнь на Луне маловероятна, но не абсолютно исключена.

На эту мысль наталкивают нас некоторые земные виды. В 1960 г. батискаф «Триест» опустился на 12 км в глубь океана на поиски ракообразных, червей и других морских созданий, живущих под огромным давлением без единого луча солнечного света. «Архимед» в июле 1962 г. погрузился на глубину 10 км и обнаружил, что в морских глубинах без тепла и воздуха существуют многообразные формы жизни.

Биологи сообщают нам, что земные микробы обладают удивительными запасами жизненных сил. Различные их виды могут жить в нефти, горячих источниках, растворах кислот и солей и ядовитых варевах из фенола, способных убить любое другое существо. Наиболее удивительны хемаутотрофы — одноклеточные растения, обитающие в пещерах, куда не проникает солнечный свет и где, следовательно, невозможен фотосинтез, а также мельчайшие анаэробные формы животных, которые существуют без воздуха, то есть без кислорода. Стерилизуя лунные ракеты, чтобы избежать заражения Луны, специалисты по космической медицине обнаружили, что ультрафиолетовые лучи, эффективно уничтожающие одноклеточные организмы, должны часами «освещать» углы и закоулки корабля, прежде чем испустит дух последний земной микроб.

Биологов буквально изумил единственный надежно установленный факт, относящийся к жизни в целом: живые организмы чрезвычайно стойки и приспосабливаются к самым неблагоприятным условиям. Поэтому так называемые непригодные для жизни условия на Луне справедливо было бы назвать малоблагоприятными, оставляя тем самым множество лазеек для существования низших форм жизни, которая зародилась, возможно, очень давно, в менее суровых условиях.

В конце прошлого века Пиккеринг наблюдал внутри лунных кратеров «движущиеся пятна», которые, как он предположил, могли быть мигрирующими насекомыми, родственными саранче. Современные астробиологи также не отвергают возможность существования жизни вне Земли. Цветовые различия соседних областей поверхности Луны выглядят подозрительно похожими на живые популяции некоторых видов, заявляет английский астроном Фирсов.

Даже если на Луне нет животных и растительных организмов, более сложных, чем одноклеточные, там все же могло бы существовать бесчисленное множество бактерий, микроорганизмов, зародышей, водорослей и других микроскопических видов. Именно поэтому ракеты, предназначенные для посадки на Луне, должны быть тщательно стерилизованы перед запуском. Вряд ли кто-нибудь пожелает, чтобы «безбилетные» микробы стали первыми покорителями Луны. Если на Луне существуют аборигены, то появление земных видов может привести к борьбе между ними или к скрещиванию. Во всяком случае, лунные виды в их первоначальных формах могут быть преждевременно утрачены для земной науки. Если на Луне живая материя построена на основе углерода и не изменилась в этих суровых условиях, она была бы «живой окаменелостью», близкой, может быть, к примитивным предкам земных микроорганизмов.

Еще более смелое предположение основано на теории пористой Луны, обладающей обширной системой пещер под поверхностью. В пещерах на Земле обнаружено множество растительных и животных организмов, живущих без солнечного света. Точно так же и в глубоких пещерах Луны, если в них удерживается воздух, могла бы возникнуть жизнь и эволюционировать к более высоким формам — пресмыкающимся, птицам и даже млекопитающим.

Существует очень малая, граничащая с фантастикой вероятность того, что лунный лабиринт не только явился колыбелью жизни, но и стимулировал ее полную эволюцию вплоть до разумных форм. Если существуют такие пещеры, то можно себе представить, как земные ученые, затаив дыхание в ожидании неизвестного, вступят в подлунное царство, задавая себе вопрос: а не встретят ли они в следующем коридоре лунного человека?

 

 

Глава III

Загадочные планеты

 

Венера

«Планета под вуалью», «облачный мир, скрывающий свое лицо». Так называют Венеру, планету-копилку загадок. Каждая книга о ней заполнена «не знаем» и «не известно», в то время как описание того, что нам известно, занимает лишь несколько скромных абзацев.

Венера — ярчайший объект на небе после Солнца и Луны и наша ближайшая соседка, если не считать Луны. Проходя между Землей и Солнцем раз в 19 месяцев, планета приближается к Земле на расстояние 40 млн. км — почти на 15 млн. км ближе, чем Марс во время великих противостояний.

Шестидюймовый телескоп показывает нам, что Венера закутана в кокон непроницаемых облаков, скрывающих от нас ее поверхность. В 200-дюймовый телескоп видно увеличенное изображение облачного слоя, но нельзя разглядеть каких-либо определенных деталей на поверхности. Даже успешный пролет зонда Маринер 2 недалеко от планеты в декабре 1962 г., ко всеобщему разочарованию, не привел к крупным открытиям, хотя и были сделаны ценные наблюдения.

Поэтому будущим межпланетным зондам еще предстоят поистине сенсационные открытия. Возможно, даже новых совершенных кораблей окажется недостаточно и только высадившиеся на планету космонавты распутают клубок загадок Венеры.

Сегодня даже самые элементарные сведения об этой планете либо неполны, либо совершенно отсутствуют…

Рис. 2. Полеты к другим планетам.

Загадки с 1-й по 6-ю. Какова скорость вращения Венеры и вращается ли она вообще? Каков наклон оси вращения к плоскости эклиптики? Каковы ее диаметр, плотность, сила тяжести на поверхности, скорость убегания?

Первые три вопроса вызывают разногласия среди астрономов главным образом потому, что визуальным наблюдениям поверхности Венеры препятствуют облака. Три другие характеристики определены лишь приближенно, так как у Венеры нет естественных спутников и, следовательно, расчеты, основанные на законах тяготения, невозможны.

Вращение. В очень редкие моменты, когда условия для наблюдений в телескоп идеальны, на диске планеты можно различить широкие темные и светлые полосы. Однако это, по-видимому, временные образования, и даже фотографии в инфракрасных и ультрафиолетовых лучах выявляют мало интересных деталей.

До начала космической эры ученые пользовались косвенными методами для определения продолжительности суток на планете, причем каждый получал свое собственное значение — от 22 часов до 225 суток. В последнем случае день на Венере был бы равен ее году, так как период обращения Венеры вокруг Солнца тоже составляет 225 суток. По данным, переданным с Маринера 2, период вращения получается равным 250 суткам (правда, это значение не вполне надежно) — больше, чем год на Венере. Это означало бы, что вращение Венеры обратное (то есть она вращается в направлении, противоположном направлению вращения всех других планет)[8]Эта загадка, как и следующая, уже решена. Радиолокационные исследования, проведенные в СССР и США за последние три года, показали, что Венера вращается в сторону, обратную направлению обращения вокруг Солнца (в отличие от Земли и других планет), с периодом 250 суток. Так как период обращения — год — равен 225 суткам, это означает, что в течение одного оборота вокруг Солнца наблюдатель, находящийся в определенной точке поверхности планеты, дважды видит его восход и заход. Те же эксперименты показали, что ось вращения Венеры приблизительно перпендикулярна плоскости эклиптики. Заметим, что Маринер 2 никакого отношения к выяснению этого вопроса не имеет. —  Прим. ред.
.

Наклон оси. Из-за невозможности прямых наблюдений наклон оси Венеры также определяется косвенными методами. Некоторые астрономы отдают предпочтение значению угла наклона 30° (у Земли этот угол равен 23°, 5′), что обеспечило бы смену времен года на Венере такую же, как на Земле. Но возможна любая другая величина — от 0 до 180°. Маринер 2 не справился с этой задачей, так как не смог определить положение полюсов.

Диаметр. Эта величина, несомненно, зависит от толщины атмосферы Венеры под облачным слоем. В прошлом различные косвенные методы вычисления диаметра Венеры из наблюдений ее прохождения по диску Солнца давали числа от 12 300 до 12 700 км. Поскольку эта величина приблизительно равна диаметру Земли — 12 756 км, Венера была названа нашей «космической сестрой». Но по всем другим параметрам, за исключением размеров, Венеру нельзя назвать даже и двоюродной сестрой Земли.

Плотность. Эта величина, зависящая от соотношения диаметра и массы, также неизвестна. Обычно указывают значение 4,77 (по отношению к плотности воды), а иногда — даже 5,7, что превосходит плотность Земли (5,5). Плотность Венеры помог бы определить обращающийся вокруг нее спутник, так как период обращения спутника согласно закону всемирного тяготения зависит от массы планеты. Чем больше масса планеты, тем больше сила притяжения и тем выше орбитальная скорость спутника на данном расстоянии от планеты. Поэтому масса «безлунной» Венеры была определена приближенно по слабым возмущениям, вызываемым Венерой в движении Земли или случайного астероида, проходящего недалеко от нее.

Маринер 2 прошел в поле тяготения Венеры на относительно небольшом расстоянии от нее (34 600 км). «Поворот» Маринера на 25° позволил уточнить значение массы еще на один знак — с 0,8148 до 0,81485 (в единицах массы Земли).

Ускорение силы тяжести на поверхности и вторая космическая скорость. Поскольку эти величины зависят от массы (и радиуса. — Перев.), они известны лишь приближенно и составляют 0,85 g (g = 9,8 м/сек 2 — ускорение силы тяжести на Земле) и 10,3 км/сек соответственно. Космонавт, весящий на Земле 75 кг, на Венере будет на 11 кг легче. Чтобы покинуть планету, космический корабль должен развить скорость 36 600 км/час, то есть на 3550 км/час меньше, чем для Земли.

Даже атмосфера Венеры, доступная наблюдениям, таит не меньше загадок, чем то, что она скрывает.

Загадка 7. Подобны или совершенно различны атмосферы Земли и Венеры?

Пожалуй, астрономы больше спорят об атмосфере планеты, чем о ней самой.

Спектроскопическими наблюдениями установлено, что атмосфера Венеры содержит большое количество углекислого газа. Но наличие как водяного пара, так и кислорода не удавалось обнаружить, до тех пор пока в декабре 1959 г. воздушный шар поднял телескоп и двух ученых на высоту 25 000 м. На этой высоте газы, входящие в состав земной атмосферы, уже не искажали показаний приборов, направленных на вечернюю звезду. Полученные спектроскопические данные свидетельствовали о том, что в атмосфере Венеры присутствует водяной пар. Вопрос о существовании свободного кислорода не был решен до 1962 г., когда советский астроном В. Прокофьев (Крымская астрофизическая обсерватория) дал положительный ответ.

Но оставался открытым вопрос: какова толщина воздушного покрова Венеры? Маринер 2 дал ценные сведения, определив с крайне малым разбросом показаний датчика, что облачный слой имеет толщину 27 км, простираясь приблизительно с высоты 70 до 100 км[9]Никаких данных об облачном слое и о давлении (см. ниже) на поверхности Венеры в результате полета Маринера 2 получено не было. Приводимые автором соображения по этому вопросу основаны на результатах наземных (радиоастрономических и оптических) наблюдений Венеры, проводившихся в СССР, США и других странах. —  Прим. ред.
. Поскольку толщина подоблачного слоя в земной атмосфере не превышает 20–25 км, Венера, очевидно, обладает более плотной атмосферой. По данным Маринера 2, атмосферное давление на поверхности Венеры превосходит земное в 10–30 раз. Будущие космонавты покинут корабль не в космических скафандрах, рассчитанных на низкое давление, а в панцирях, способных выдерживать высокое давление. Костюм для исследований «дна» воздушного океана Венеры, вероятно, будет напоминать глубоководный скафандр водолаза.

Другую проблему для космонавтики представляет огромное газовое покрывало планеты. Ощутимая[10]Под «ощутимой» атмосферой подразумевается толщина слоя плотного воздуха, в котором распространяются звуковые волны, летают самолеты и баллоны. Это зона, в которой возвращающиеся корабли начинают нагреваться. Выше нагреву подвергаются только метеориты. Практически можно считать, что зона нагрева вследствие трения начинается на высоте 90  км .
атмосфера на Земле, с которой связана опасность атмосферного торможения, простирается до 90 км. На Венере этот достаточно плотный слой, несомненно, имеет толщину по крайней мере 300, а то и 800 км. Если возвращение с орбиты на Землю — это опасное предприятие, настоящий ад, продолжающийся 15 минут, то первая посадка на Венеру будет стоить нескольких часов исключительного нервного напряжения[11]По современным данным толщина атмосферы Венеры не более 200  км . —  Прим. ред.
. Тепловой защите космического корабля придется выдержать температуру в три раза более высокую, чем в земной атмосфере. Возможно, будут созданы специально для посадки на Венеру ракеты-планеры с крыльями.

Когда первые космонавты передадут по радио информацию о неизвестных до сих пор условиях на поверхности Венеры и об окружающей обстановке, длившаяся века научная дискуссия, наверное, прекратится.

Загадка 8. Является ли Венера пустыней, водным океаном, миром, подобным Земле, или нефтяной планетой?

Пустыня. До обнаружения водяного пара в атмосфере Венеры большинство специалистов склонялись к мнению, что ее поверхность высушена почти на 100 % — бескрайняя пустыня от полюса до полюса. Неистовые ветры, поднимающие на десятки километров тучи песчаной пыли, образуют наблюдаемую с Земли облачную вуаль. Сатана мог бы ссылать туда грешные души, заслуживающие худшего, чем «обычный» ад.

Океан. Еще до того, как на Венере был обнаружен водяной пар, Уиппл (Смитсонианская обсерватория) и Мензел (Гарвардская обсерватория) предложили совершенно противоположную гипотезу. Они нарисовали картину подводного мира, целиком погруженного в бескрайний океан. Как полагают, эта точка зрения объясняет высокое процентное содержание углекислого газа в атмосфере Венеры. Много веков назад, когда расплавленная Венера остывала, извергающиеся вулканы обогатили атмосферу углекислым газом, точно так же как это происходило на древней Земле. Но на Земле углекислый газ соединился с металлами, образовав в нашей каменистой почве устойчивые карбонаты. На Венере же кипящий океан покрывает всю поверхность планеты и препятствует соединению газов и металлов. Не особенно хорошо растворяясь в воде, углекислый газ остался в атмосфере. Как предполагают Уиппл и Мензел, испарение воды способствовало образованию облаков того же типа, что и на Земле.

Мир, подобный Земле. Пусть сторонники пустыни и океана не напрягают своего воображения. Почему бы не предпочесть самое простое объяснение — подобный Земле мир с сушей и морями? Настоящая «сестра» Земли!

Сторонники этой теории не особенно доверяют всем современным оценкам содержания различных газов в атмосфере Венеры. И они отчасти правы. Наблюдения через верхний слой облаков, которые приходится выполнять астрономам, можно сравнить с изучением внутренних органов человека посредством наблюдения его кожного покрова. Противники теории океана не могут ничего возразить, опираясь на существующие данные, и все теории Венеры при всех их различиях будут находиться в одинаковом положении, до тех пор пока не будут получены новые факты.

Нефтяная планета. Наиболее смелая идея была высказана известным астрономом Хойлом (Кембриджский университет, Англия). Не соглашаясь, что непрозрачные облака в атмосфере Венеры состоят из водяного пара, Хойл исходит из другого предположения. Мельчайшие капельки нефти, взвешенные в воздухе, могли бы образовать покрывающие всю планету облака. На этой основе он выдвигает гипотезу, что большая часть поверхности Венеры покрыта океанами нефти, которая благодаря высокой температуре планеты испаряется и закрывает небо жирными облаками.

Откуда появилась нефть? Хойл предполагает, что, когда расплавленная Венера остывала, определенные химические процессы привели к соединению свободного водорода с углеродом и образованию смеси углеводородов (нефти), прежде чем водород диссипировал в космическое пространство. Космонавты, очевидно, будут сторонниками теории Хойла, так как неисчерпаемые океаны нефти на Венере могли бы обеспечить топливом двигатели ракет. Маринер 2 в какой-то степени подтвердил водородно-углеродную теорию, поскольку наблюдаемые непрозрачность, альбедо и высокая температура облаков Венеры свидетельствуют скорее в пользу тяжелых нефтяных паров, чем водяного пара.

У Венеры есть и другие, хотя и менее удивительные особенности, которые не дают астрономам покоя, с тех пор как в 1610 г. Галилей впервые направил телескоп на небо.

Загадка 9. Чем вызван «пепельный свет Венеры»?

Многие замечали слабое свечение не освещенной Солнцем части растущей Луны. Это свет Земли, отраженный ночной стороной Луны.

Точно так же наблюдатель на Луне видел бы лунный свет, отраженный от ночной стороны Земли.

Но, поскольку Венера не имеет спутника, возникает вопрос: чем вызывается мягкое свечение ее темной стороны в период фазы «роста»? Существует несколько объяснений этого явления:

1. Если Венера вращается очень медленно, то одно полушарие остается темным в течение нескольких месяцев. Температура там падает, и в результате капли воды замерзают и превращаются в льдинки, которые отражают свет звезд, создавая иллюзию призрачного сияния[12]Яркость пепельного света Венеры слишком велика, чтобы ее можно было так объяснить. —  Прим. ред.
.

2. Некоторые астрономы — сторонники «океанской» теории — полагают, что матовое свечение ночной стороны создается фосфоресценцией мелких морских организмов.

3. Раньше астрономы считали, что Венера покрыта буйной растительностью и что пожары в джунглях рассеивают в ночном воздухе мерцающий свет.

4. Одно из предположений — что пепельный свет вызывают полярные сияния на каждом из полюсов, — по-видимому, полностью опровергается данными Маринера, не обнаружившего у Венеры магнитного поля[13]Данными Маринера это предположение вовсе не отвергается. Маринер показал, что магнитное поле Венеры слабее земного в тридцать раз или более (и это очень важный результат), но не доказал, что у Венеры нет вовсе магнитного поля. —  Прим. ред.
.

Все эти объяснения требуют дополнительных доказательств, которые пока еще не получены. Загадки пепельного света будут решены космическими кораблями — искусственными спутниками Венеры.

Следующий вопрос заинтересует смелых спортсменов.

Загадка 10. Бросят ли вызов альпинистам венерианские Джомолунгмы?

Астрономы прошлого века считали, что они иногда видели разрывы в облачном покрове Венеры, позволяющие солнечным лучам играть бликами на горных вершинах, поднимающихся на 15–20 км в высоту. В стратосферу Венеры якобы поднимается пик высотой 44 км; даже покорители Джомолунгмы (Эвереста) могут спасовать перед таким гигантом.

Это представление о Венере как о гористой планете оспаривается в настоящее время противоположной теорией. Радиолокационные импульсы, прошедшие сквозь облака, говорят о том, что высота «холмов» не более 2 м. Однако радиолокационный «контакт» с Венерой еще недостаточно надежен. Слабые импульсы, преодолевшие расстояния в миллионы километров, легко могут быть искажены атмосферными неоднородностями (горячие и холодные слои), и тогда наземные станции сообщают о поистине фантастических явлениях. Столь гладкая Венера так же невероятна, как и покрытая гигантскими горами.

Облачный покров Венеры не только маскирует детали поверхности. Его сияние может скрывать и заоблачные тайны.

Загадка 11. Существует ли «призрачный» спутник Венеры?

Сообщение итальянского астронома Кассини об «открытии» спутника Венеры в 1686 г. ни у кого не вызвало сомнений. Ведь Кассини еще ранее завоевал известность открытием четырех спутников Сатурна, которые действительно существуют. Он указал, что размер нового спутника около четверти диаметра планеты, то есть почти такой же, как нашей Луны. Поскольку Венера всегда наблюдается в направлении Солнца, яркий свет мешал бы наблюдениям такого тела, за исключением коротких промежутков времени. В последующие столетия другие астрономы заявляли, что им попадался на глаза мимолетный блик Даламбера, как спутник был неофициально назван прусским королем Фридрихом II.

Но к 1760 г. большинство астрономов признали, что спутника Венеры не существует. Были предложены различные объяснения ошибки в наблюдениях: иллюзия, обусловленная случайной вспышкой рассеянного солнечного света в несовершенных линзах телескопа; звезда, которую Венера «задела» в своем движении по эклиптике. Изображения спутника Венеры нет и на фотопластинках, полученных превосходными телескопами XX века.

Однако возможно, что существует крохотный спутник, который нельзя увидеть ни в один телескоп на фоне ослепляющего блеска, окружающего материнскую планету. Маленький марсианский Деймос диаметром лишь 8 км едва доступен гигантским современным телескопам даже при наблюдениях Марса в самом удобном положении — противоположном Солнцу. Любой обращающийся вокруг Венеры объект размером с Деймос или меньше не был бы обнаружен с Земли. Поиски спутника Венеры будут продолжены посылаемыми с Земли космическими кораблями с автоматами или людьми на борту.

Остаются еще две важные загадки Венеры.

Загадка 12. Не слишком ли горяча Венера для существования жизни?

Недавно были предприняты различные попытки измерить температуру поверхности Венеры по ее радиоизлучению, которое свободно проникает через облачный покров. К этому прибавились результаты измерений во время облета Венеры Маринером 2 в 1962 г. Оборудование корабля включало приемники инфракрасного излучения и радиометры, которые могли измерять температуру на различных высотах от верхней границы облачного слоя до самой поверхности. Результаты как Маринера 2, так и недавних измерений с Земли оказались ошеломляющими.

По классическим оценкам, основанным на расстоянии Венеры от Солнца, ее поверхностная температура заключена в интервале от 50 до 90°C. Космонавты могут признать этот ультратропический климат если не комфортабельным, то, во всяком случае, терпимым, конечно если они облачатся в охлаждаемые скафандры.

Но когда в 1956 г. Мейер, Мак-Келлог и Слонекер (Морская исследовательская лаборатория) впервые измерили яркость радиоизлучения Венеры, они сообщили о поразительно высокой температуре — 300°C, — втрое превосходящей точку кипения воды. Последующие радиоастрономические исследования, проведенные другими астрофизиками, по-видимому, подтверждают этот результат и даже дают для средней температуры планеты более высокое значение, превосходящее 320°C. Впоследствии Маринер превзошел их всех и получил возможное максимальное значение 430°C.

Температура дневной стороны Меркурия также равна 430°C, а ведь Меркурий значительно ближе к Солнцу. Почему Венера такая горячая, если интенсивность падающих на нее солнечных лучей в три раза меньше? Ответ, впервые предложенный Саганом, состоит в следующем. Углекислый газ, имеющийся на Венере в избытке и известный способностью сохранять тепло, удерживает тепловое — инфракрасное — излучение поверхности планеты и превращает ее в гигантскую теплицу.

Если радиоастрономические измерения, выполненные с Земли и с Маринера 2 в непосредственной близости, были интерпретированы верно, то соседняя планета — влажная, сухая или нефтяная — подобна раскаленной печи. Тогда о существовании жизни на ней не может быть и речи.

Загадка 13. Скрывают ли облака необитаемую поверхность или цветущую жизнь?

Если последние данные о температуре поверхности Венеры правильны, то остается сделать единственно возможный вывод: жизнь на этой планете отсутствует. Никаких форм жизни, основанной на углероде, в таких условиях, насколько нам известно, существовать не может; большинство органических соединений мгновенно обуглилось бы. Космонавты-земляне без специальных охлаждаемых скафандров были бы заживо поджарены.

Рис. 3. Парниковый эффект, вызываемый облаками, или почему на Венере так жарко.

Однако не все астрономы считают данные Маринера 2 абсолютно точными. Некоторые ученые выдвинули серьезные возражения против теории сверхгорячей Венеры. Так, например, нет никакой гарантии, что радиоизлучение Венеры действительно получено с ее поверхности. Возможно, что измерена температура какой-либо другой области, например нижнего уровня атмосферы. Если бы на Венере были разумные существа, которые попытались бы исследовать земную ионосферу, то для некоторых высот они получили бы значения температуры около 530°C и, конечно, для них было бы полной неожиданностью, что в 800 км ниже холодная тропосфера поддерживает высокоразвитые формы жизни.

Классическая теория прошлого века, не пользующаяся широким признанием, но тем не менее упорно разделяемая некоторыми учеными, утверждает, что представление о пустыне с адски высокой температурой необоснованно. Сторонники этой теории рассуждают следующим образом: Венера, получающая на единицу площади вдвое больше лучистой энергии, чем Земля, должна быть лишь немного горячее. При всей упрощенности этого заключения оно все же может содержать долю истины. Хотя экваториальные зоны и были бы в этом случае необитаемыми в нашем понимании, в арктических районах температура могла бы днем не подниматься выше 65°C, а ночью — опускаться значительно ниже, чем в самые холодные тропические ночи на Земле.

Астрономы прошлых веков в своих романтических гипотезах насыщали атмосферу Венеры большим количеством углекислого газа. А это должно было способствовать созданию условий, сходных с господствовавшими на доисторической Земле. Поверхность планеты они заселяли «жаропрочными» животными земных и диковинных видов, ведущими борьбу за существование в зарослях гигантских папоротников. Некоторые специалисты и в настоящее время возвращаются к этой идее, а часть современных астробиологов питает надежду на то, что заядлые охотники, которым уже тесно на Земле, когда-нибудь смогут отправиться на Венеру в поисках новых приключений. Но массовое переселение на Венеру охотников на динозавров или ужасных чудовищ пока что является фантастической мечтой.

Однако реальность может превзойти фантазию. Хабер (Школа авиационных врачей ВВС США) рассмотрел поистине фантастическую модель Венеры, в плотном воздухе которой плавает «воздушный планктон», пожираемый гигантскими крылатыми хищниками. Внизу обитают огромные крабы и другие чудовища, которые питаются «манной небесной» — выпадающим во время дождей планктоном. Обитатели опустившегося на поверхность космического корабля, без сомнения, были бы для них желанным «деликатесом».

Облачный слой Венеры, вероятно, весьма эффективно задерживает видимый солнечный свет: на поверхности царит глубокий мрак, даже когда Солнце в зените. Поэтому, согласно законам эволюции, населяющие Венеру существа, по-видимому, имели бы чрезвычайно острое зрение. Разумные обитатели планеты никогда не видели бы звезд и даже не подозревали бы, что существует Вселенная вне их планеты. После запуска на орбиту первого искусственного спутника все обнаруженное за облаками — сияющее Солнце, ясное небо, мириады звезд, яркая планета Земля, кометы и метеориты — было бы для них потрясающим открытием.

Но природа могла наделить гипотетических обитателей Венеры органами зрения, позволяющими видеть в темноте, — чувствительными к инфракрасному или даже рентгеновскому излучению. Тогда облачная вуаль на небе для них не существовала бы и они так же отчетливо видели бы Вселенную, как и мы. Это предположение показывает, что весьма реальна опасность догматического, бездоказательного перенесения сугубо земных понятий в условия других планет.

Столь же опасно было бы безоговорочное отрицание возможности каких бы то ни было форм жизни на Венере. Каждая группа астрофизиков, горячо проповедующих свою излюбленную теорию — пустыни, сплошного океана, планеты, горячей как печь или не имеющей кислорода, — закрывает дверь перед любыми теориями жизни.

Теперь раздаются более трезвые голоса, уверяющие, что нельзя отбросить ни одной теории, в том числе даже романтической и наиболее фантастической из всех: Венера подобна Земле. Мы встретили бы там обычные облака из водяного пара, сносные температуры, дожди, зеленые растения, рыб, птиц, пресмыкающихся и даже человекоподобных разумных существ, близких к нам своим физическим обликом и складом ума. Это представление о Венере как о сестре Земли не встречает веских, обоснованных возражений, просто оно не подкреплено доводами; но никакая другая современная теория Венеры не может претендовать на большее. Ни одна из них не в состоянии предсказать, какие сюрпризы могут нас ожидать под облаками.

 

Меркурий

Меркурий представляет собой сплошную загадку. Близкое соседство с ослепляюще ярким Солнцем затрудняет исследования этой самой маленькой из всех планет, поэтому нам известно о ней очень мало.

Наблюдения нечетких, но уверенно различимых деталей поверхности показывают, что периоды вращения как вокруг оси, так и вокруг Солнца — сутки и год — Меркурия равны 88 земным суткам. Следовательно, дневная сторона всегда обращена к Солнцу и раскалена его лучами, в то время как другую — ночную — освещает только свет звезд.

Эта планета диаметром всего около 4850 км занимает по своим размерам тринадцатое место в солнечной системе, уступая восьми другим планетам и четырем гигантским спутникам (Тритону, Титану, Каллисто и Ганимеду), диаметры которых превышают 5000 км.

Рис. ­­4. Хотя по своим размерам Меркурий девятый среди планет, он занимает лишь тринадцатое место среди всех тел солнечной системы.

Несколько веков назад астрономы «открыли» еще более близкую к Солнцу планету, которую они назвали Вулканом. Но современные мощные телескопы ее не обнаруживают, и можно почти наверняка считать, что она не существует.

Как ближайшая к Солнцу планета, Меркурий обладает некоторыми особенностями, выделяющими его из числа других планет. Одна из таких особенностей — «исчезнувшая» атмосфера, которая в действительности никогда и никуда не исчезала…

Загадка 1. Сохранил ли Меркурий свою первичную атмосферу хотя бы в замерзшем виде?

Замерзшая атмосфера на планете, столь близкой к палящему Солнцу?! Но ведь ночная сторона Меркурия никогда не поворачивается к Солнцу. На протяжении многих веков ночное полушарие излучало тепло в мировое пространство, в результате чего температура понизилась по крайней мере до –263°C — всего на 10° выше абсолютного нуля (–273°C).

В соответствии с одной из теорий с момента образования в сильном поле притяжения Солнца расплавленная планета не смогла отвернуть дневное полушарие от Солнца. И, когда при остывании планеты из ее недр выделились газы, избыток тепла на дневной стороне вызвал перенос атмосферы на холодное ночное полушарие, где газы быстро замерзали. Кислород, азот, углекислый газ, аргон — все эти газы при –267°C не только сжижаются, но и превращаются в «лед». Единственное исключение — гелий, который сжижается при –267°C.

Наурс в своей книге «Девять планет» рисует яркую картину: кусочки твердого водорода и кислорода переносятся реками жидкого гелия и грудами накапливаются на склонах гор. Он считает, что эти запасы замерзших газов могли бы стать удобной межпланетной заправочной станцией для космических кораблей. Опустившись на ночное полушарие Меркурия, космонавты легко могли бы забрать на борт твердый кислород для пополнения запасов воздуха и замерзший водород в качестве топлива.

Если соображения Наурса подтвердятся, то Меркурий будет поистине счастливой находкой для космонавтов. Тысячи космических кораблей истощат запасы затвердевших газов на Меркурии не более, чем мы — запасы воды в ледяных полярных шапках Земли[14]И здесь имеются принципиально новые данные. Исследования радиоизлучения Меркурия показали, что температура темной стороны планеты не опускается ниже –50°C. Правда, эта величина относится к слою, лежащему на глубине нескольких десятков сантиметров под поверхностью. Однако на самой поверхности температура конечно тоже не может быть близкой к абсолютному нулю. Возможны два объяснения этой относительно высокой температуры, не исключающие одно другое: 1) вращение планеты; 2) существование атмосферы, способной переносить тепло с освещенной стороны на темную. —  Прим. ред.
.

Дневное полушарие Меркурия тоже может явиться для нас драгоценным кладом, но только совсем другого рода.

Загадка 2. Есть ли моря расплавленных металлов на дневной стороне Меркурия?

Космонавтам на дневной стороне Меркурия придется быть осторожными, чтобы не ступить в лужу расплавленного металла. Температура в точке, из которой Солнце видно в зените, достигает 430°C и превышает точку плавления шести металлов — свинца, олова, цинка, висмута, кадмия и таллия. На лишенном атмосферы Меркурии могут быть найдены редкие металлы, а также слишком активные, чтобы существовать на Земле в свободном состоянии: цезий, галлий, индий, литий, натрий, калий, рубидий, тербий и 16 других — всего около 30. Громадные озера чистых металлов либо сплавов колышутся под палящим Солнцем. Эти богатые залежи промышленных руд было бы необычайно легко «разрабатывать» — просто перекачивать металлический расплав в космический корабль-рудовоз. В крупных реках и озерах Меркурия, вероятно, встречается и ртуть — металл жидкий уже при комнатной температуре.

Астрономы полагают, что все металлы, легко- и тугоплавкие, будут найдены на Меркурии в почти чистом виде, так как вскоре после образования планеты ее атмосфера увлекла за собой на ночную сторону все едкие пары. В результате кислород не успел образовать окислы, а сера — сульфиды. Железо на Меркурии могло бы служить вместо серебра, так как там оно не ржавело бы и имело бы зеркальный блеск.

Неметаллические элементы с низкой точкой кипения, например сера, фосфор и йод, сохранились бы на дневной стороне в ничтожном количестве, а основные их массы в виде паров были бы перенесены направленным потоком воздуха на ночную сторону. А вот тугоплавкий углерод остался бы на дневной стороне в чистом виде, вероятно в форме черных как смоль скал или гор.

Драгоценные металлы, растворяющиеся в ртути, например золото и серебро, должны в этом случае существовать как «соли» в ртутных озерах. В качестве кладовой металлургической промышленности самая малая планета солнечной системы, вероятно, превзойдет всех своих старших собратьев.

Жизни на этой наполовину замерзшей, наполовину кипящей планете, конечно, нет: впрочем, может быть, и существует?..

Загадка 3. Может ли «кремниевый человек» жить в сумеречной зоне Меркурия?

Между раскаленным дневным и замерзшим ночным полушариями Меркурия расположена сумеречная зона, из которой всегда видна часть Солнца над линией горизонта. Из-за либрации (покачивание) сумеречная зона перемещается в пределах нескольких градусов по долготе, покрывая полосу шириной 300 км, опоясывающую всю планету. Это единственное место, где два противоположных климата двух полушарий — холодного и горячего, несколько смягчают свою суровость. Если на Меркурии есть жизнь, то она существует только здесь[15]Все это написано в предположении, что Меркурий одной стороной постоянно обращен к Солнцу Теперь выяснилось, что это не так. Только у полюсов Меркурия находятся области, где температура всегда остается умеренной. —  Прим. перев.
.

Меркурий может служить прибежищем для совершенно другого вида жизни, неизвестного на Земле. В докладе, представленном Национальной академии наук США, утверждается, что на горячих, как Меркурий, планетах, могут существовать живые организмы, химическая структура которых основана не на углероде, а на кремнии. Кремний, так же как и углерод, образует цепочки молекул, а они в свою очередь могли бы явиться основой клеточной ткани и жидкости. (Кремний входит в состав обычного песка, а его соединения — силикаты — содержатся в стекле.) Таким образом, вершиной эволюции кремниевой жизни на Меркурии может быть «кремниевый человек» с полукристаллической кожей, в жилах которого течет стеклообразная жидкость.

Чем дышали бы на безвоздушном Меркурии эти кремниевые существа? Возможно, что только углеродные организмы нуждаются в дыхании для окисления пищи и снабжения мускулов энергией. Кремниевый человек вполне может обойтись без легких и прямо поглощать энергию солнечных лучей, как это делают растения. Тем, кому такое предположение покажется фантастическим, следует напомнить, что элементы солнечных батарей на борту спутников, превращающие энергию солнечных лучей в электрическую, сделаны из тонких пластинок кремния.

Другие характеристики Меркурия, такие, как масса, плотность, сила тяжести на поверхности, вторая космическая скорость, оцениваются настолько неопределенно, что их тоже можно классифицировать как тайны Меркурия, которые предстоит разгадать космическим станциям и космонавтам.

 

 

Глава IV

Тайны красной планеты

Марсианский астроном направляет свой гигантский 5-метровый телескоп на хорошо знакомую соседнюю планету, находящуюся теперь на ближайшем расстоянии. И опять наблюдения, длящиеся неделями, доказывают сокращение большой северной шапки, очень напоминающее таяние льда и образование облаков водяного пара. А постепенно исчезающие коричневые области на поверхности планеты приобретают зеленую окраску. Чем это может быть, как не растительностью?

Не могут ли эти тонкие линии, извивающиеся, как змеи, по поверхности шара, оказаться искусственными водными путями, созданными разумными существами? Не могут ли мерцающие огни, видимые временами на ночной стороне планеты, принадлежать большим городам с искусственным освещением? И не являются ли две крошечные луны, никогда не наблюдавшиеся древними астрономами, искусственными спутниками, выведенными на орбиту ракетами, рожденными человеческим разумом?

Удивленный астроном отрывается от окуляра. Эти факты не являются однозначным доказательством существования цивилизации. Возможно, столь загадочные явления объясняются очень просто. И уж конечно, многие авторитетные специалисты объявили, что соседняя планета по своим условиям не подходит для развития высших форм разумной жизни. Ее атмосфера содержит в избытке опасный кислород, поддерживающий процессы горения; пояса смертоносной радиации широким кольцом охватывают ее по экватору; огромные пространства покрыты водой, пары которой вызывают быструю коррозию металлов и, вероятно, так же действуют на живую ткань.

«Сомневающиеся, по-видимому, правы, — присоединяется к общему мнению астроном. — Ведь это же абсурдно — предполагать существование разума или цивилизации на третьей от Солнца планете — Земле».

Таким был бы, несомненно, приговор марсианского астронома, который через каждые двадцать пять месяцев, когда наши планеты сближаются, наблюдал бы Землю с расстояния более 55 млн. км. Даже при помощи 5-метрового телескопа и лучших фотопластинок марсиане не нашли бы на поверхности нашей планеты определенных доказательств того, что на ней обитает более трех миллиардов разумных существ.

Наша мировая система железных и шоссейных дорог? Дороги и рельсовые пути должны иметь в ширину 15 км, чтобы их можно было обнаружить. Наши огромные мосты, монументы и небоскребы? Просто микроскопические пятнышки при наблюдении в телескоп. Нью-Йорк, Лондон, Токио и другие наши огромные города, ярко освещенные ночью? Лишь тусклые мерцающие огоньки, едва заметные даже для трехглазого марсианина с первоклассным зрением. Единственное произведение человеческих рук, которое может быть отчетливо видно с Марса, — это Великая китайская стена длиной в тысячи километров, но и ее легко счесть за обман зрения. Ни одно из воздвигнутых человеком сооружений не послужит доказательством существования нашей цивилизации. Ясно видимые извивающиеся реки ошеломили бы марсиан, не знающих потоков воды, впадающих в моря, и показались бы им искусственными сооружениями — каналами, умышленно проложенными по кривым линиям.

Что можно сказать о радиосигналах с Земли? Сигналы с Маринера 2 принимались с расстояния 92 млн. км, а ведь мощность его передатчика измеряется ваттами, в то время как земные радиостанции излучают в миллионы раз большие мощности. Правда, не все широковещательные станции пригодны для ведения внеземных передач: их радиоволны отражаются от «радиозеркала» — ионосферы. Но в метровом диапазоне длин волн наша планета излучает в миллионы раз больше, чем Венера или Меркурий, и может сравниться с Солнцем в периоды, когда на нем нет пятен. Если бы на Марсе существовала цивилизация, равная по развитию земной, марсиане не только без труда обнаружили бы радиосигналы от наших радиостанций, но и установили бы их искусственное происхождение.

Изредка на Земле регистрировались странные сигналы с Марса; они либо не означают ничего, либо являются признаком развивающейся марсианской радиосети. Но обитатели безводного Марса (называемого «красной планетой» за красноватый цвет обширных пустынных пространств) содрогнулись бы при мысли о нашем ужасном сыром мире, насквозь пропитанном способствующей коррозии влагой, которая в больших количествах, конечно, вредна.

Облака постоянно закрывают половину поверхности заслуживающей жалости Земли, преграждая путь целебным солнечным лучам, которые беспрепятственно проникают через прозрачную атмосферу Марса. И как живые существа могли бы жить под сокрушающим давлением атмосферы, плотность которой во много раз больше марсианской? Высшие формы на Земле? Биологически невозможны, по крайней мере в высшей степени маловероятны — так могут заявить марсианские специалисты.

Гипотеза марсиан о том, что жизнь на Земле либо существует в низших формах, либо вообще отсутствует, была бы обоснованной ровно настолько же, насколько гипотеза о необитаемости Марса.

Загадка 1. Может быть, вероятность существования разумной жизни на Марсе выше, чем мы думаем?

Это новый вопрос, который самым серьезным образом задают астрономы, биологи, геофизики и ученые других специальностей. Догматическое представление, что на Марсе может существовать лишь примитивная растительная жизнь, пересмотрено — и признано неудовлетворительным.

В авторитетном журнале «Сайенс» (136, № 3510, 6 апреля 1962) Солсбери (Колорадский университет) писал: «Если предположить, что Марс покрыт не жалкими лишайниками, а цветущей растительностью, то можно ожидать с большой степенью уверенности и подвижных форм (животных)… а отсюда остается один, хотя и нелегкий шаг к разумным существам. С точки зрения имеющихся данных нам следует по крайней мере не забывать о такой возможности…» Заключительные слова Солсбери я даю курсивом: «…так что при первой встрече с марсианами мы можем испытать потрясение».

Далее астробиолог предупреждает, что, хотя вероятность существования разумных марсиан мала, нам следует быть очень осторожными, «прежде чем мы пошлем космические зонды-роботы на поиски признаков жизни… Я могу себе представить, как я отнесся бы к тому, что аппарат с Марса приземлился в моем саду и начал хватать автоматическими „руками“ для сбора образцов мои яблони, кошку, а может быть и меня!»

Хаймэн (Комитет по космическому праву при ООН) составил «Великую хартию космоса», которая включает любопытную статью: «Если вдруг окажется, что на другой планете есть разумные существа, их суверенитет должен быть признан и их законы должны соблюдаться всеми народами Земли».

Эти выдающиеся авторитеты не принимают на веру «научные» свидетельства против существования жизни на Марсе или Венере — вообще вне Земли. Советский астроном Ф. Ю. Зигель приводит простые соображения в защиту своей гипотезы, что марсианская культура развивается и в настоящее время. Он честно признает, что не имеет никаких доказательств, но искренне призывает: «…главное — отбросить предубеждение, предоставить поле деятельности творческой мысли и энергично взяться за разрешение проблемы — существует ли братская цивилизация на Марсе или нет?»

Ни один из этих людей не является фанатиком, пытающимся навязывать свои фантастические идеи всему миру. Эти люди не склонны считать пресловутые «летающие тарелки» космическими кораблями марсиан. Они только советуют нам заглянуть в необъятный космос и излечивают геоцентрическую и эгоцентрическую близорукость, которая внушает нам, будто мы единственные повелители Вселенной. Это необоснованное космическое и вместе с тем комическое гордячество роднило бы нас с теми марсианами, которые категорически отрицали бы, что мерцающие огни на Земле — освещенные города, отрицали бы уже потому, что их строители якобы просто не могут существовать.

Но лучше начать сначала…

Загадка 2. Есть ли вообще какая-либо жизнь на Марсе?

Многие придерживаются мнения, что на Марсе нет жизни, так как нет доказательств в пользу обитаемости этой планеты. Имеются лишь косвенные указания на существование растительности.

1. Летом попеременно в каждом полушарии мертвые коричневые пространства приобретают серо-зеленую окраску, которая распространяется на 3/8 поверхности планеты.

2. Таяние полярных ледяных шапок обеспечивает достаточным количеством влаги скудную растительность пустынь.

3. Атмосфера содержит углекислый газ, живительную пищу для растений.

4. Средняя температура планеты изменяется в интервале от –100°C ночью до –5°C днем (до +50°C на экваторе), то есть условия не более суровые, чем в Гималаях, где обитают 200 видов растений.

5. Несмотря на то что Марс получает почти в 2,5 раза меньше солнечной энергии, чем Земля, тонкая безоблачная атмосфера Марса, вероятно, пропускает больше ультрафиолетовых лучей, ускоряющих процессы фотосинтеза. Поэтому растения могут развиваться быстрее, чем на Земле.

6. В 1956 г. американским астрономом Синтоном, а впоследствии и другими исследователями был получен спектр Марса с линиями, характерными для органических молекул. Это свидетельство в пользу какого-то вида жизни на Марсе, например бактерий, взвешенных в воздухе или живущих в почве. А где есть бактерии, там, вероятно, существуют и более развитые формы жизни.

В настоящее время большинство ученых признает существование жизни на Марсе. Противники этой теории приводят довольно неубедительные объяснения изменений цвета Марса с коричневого на зеленый.

1. Химические изменения в почве Марса (однако же не воспроизведенные в лаборатории).

2. Извержение вулканической пыли, изменяющей окраску покрытых «растительностью» областей (но длительное существование такого количества действующих вулканов привело бы к насыщению марсианской атмосферы водяным паром).

3. Просто цветовые иллюзии.

Большинство астрономов считают такие объяснения еще более фантастическими и уязвимыми, чем теории жизни. Точно так же группа марсианских теоретиков, отрицающих наличие воды на Земле, могла бы утверждать, что земные моря в действительности заполнены несимметричным диметилгидразином, который не может поддерживать жизнь рыб.

Имеющиеся данные дают твердые основания предполагать, что существует растительность, но что касается более высоких форм жизни, то здесь много за и против…

Загадка 3. Есть ли на Марсе другие формы жизни, кроме примитивных растений?

Классическая точка зрения состоит в том, что условия на Марсе слишком неблагоприятны по сравнению с земными и не допускают развития папоротников, цветковых растений и деревьев. Поэтому растительный мир ограничен примитивными формами: лишайниками, морскими водорослями, грибками и мхами. Позднее эта точка зрения была признана необоснованной с точки зрения биологии.

Во-первых, растения низших форм обычно стелются по поверхности почвы, жмутся к скалам, низкорослы и никогда не могли бы покрыть толстым ковром большие пространства, которые каждое лето заполняются буйной растительностью.

Во-вторых, возражают многие биологи, эволюция слишком динамичный процесс, чтобы он мог остановиться на какой-то стадии. Примитивные виды по своей способности противостоять неблагоприятным внешним условиям не могут сравниться с более высокоразвитыми, которых природа наделяет простыми свойствами, обеспечивающими их выживание. Поэтому там, где низшие растения быстро погибают, более вероятно существование высших растений[16]С этим трудно согласиться. Низшие растения, например высокогорные или арктические, лучше, чем высшие, выдерживают суровые условия. —  Прим. ред.
.

В-третьих, где тот великий симбиоз (сожительство видов) растений и животных, который великолепно помогает тем и другим на Земле? Кларк, известный английский специалист по астронавтике, предложивший запуск спутника связи, напоминает нам, что «где есть растительность, должно быть что-то сродни животным». Растения не могут существовать в одиночку. Они нуждаются в животных для завершения двухтактного жизненного цикла к их взаимной выгоде. Животные поедают растения, а потом их же обеспечивают питанием, удобряя почву своими отходами. Во второй части цикла растения выделяют углекислый газ, вновь используемый растениями.

Даже если второй процесс не происходит на бедном кислородом Марсе, может иметь место другой способ обмена метаболическими газами[17]Газы, участвующие в обмене веществ. —  Прим. ред .
. Например, кислород может накапливаться в специальных «мешочках» растений, и животные получают этот газ жизни с едой, а не посредством дыхания. Зонды, которые впервые облетят Марс, а позднее, когда будут созданы новые модели, совершат посадку на его поверхность, могут быть посланы во время противостояний в начале 1967 и 1969 гг. Увидят ли их «телеглаза» не только растения, но и животных?

Ученые на Земле затаив дыхание будут следить за экранами телевизоров, страстно желая увидеть братьев по разуму.

Загадка 4. Являются ли марсианские каналы творением неодушевленной природы?

Когда Скиапарелли в 1877 г. объявил об открытии удивительной паутины прямых линий, пересекающих во всех направлениях поверхность Марса, это сообщение произвело сенсацию, отзвуки которой не утихли до наших дней. Многие астрономы (включая и самого Скиапарелли) горячо верили, что эти линии могут быть искусственными водными путями, построенными древним погибшим народом, некогда населявшим Марс.

Рис. 5. Поиски жизни вне Земли. Совершив мягкую посадку на Марс и другие планеты, «детекторы жизни» будут искать любые формы жизни — растения, животных или разумных существ.

Другие астрономы столь же увлеченно доказывают, что особенности поверхности Марса имеют естественное происхождение, и предлагают различные объяснения.

Оптические иллюзии. «Линий» вообще нет, есть просто цепочки пятен, которые напрягающийся человеческий глаз видит в телескоп как «каналы».

Пылевые дюны. Вулканический пепел или нанесенная ветром пыль располагается в виде гряд барханов или дюн, видимых с Земли как прямые линии.

Русла рек. Марсианский ландшафт — это однообразные плоские пустыни с редкими холмами, так что вода из полярных шапок течет по почти не изгибающимся путям, которые с межпланетных расстояний кажутся прямыми.

Поверхностные трещины. Томбо, открывший планету Плутон, предлагает оригинальное решение. Отмечая, что пояс астероидов начинается как раз за Марсом, Томбо делает предположение, что астероид с эксцентрической орбитой во время случайного прохождения вблизи Марса был захвачен его полем тяготения. С тех пор на Марс упало много астероидов, некоторые из них в поперечнике до 15 км. Многочисленные падения на не защищенную атмосферой поверхность избороздили ее паутиной трещин, которые сохранились по сей день.

Ледовые трещины. Теория советского астронома В. Давыдова напоминает теорию замерзших лунных озер. Он предполагает, что древние марсианские моря замерзли и покрылись красноватым песком. Весной частичное таяние льда вызывает напряжения, приводящие к образованию трещин, которые и создают иллюзию «каналов» при наблюдении в телескоп.

В настоящее время большинство специалистов придерживаются одной из перечисленных теорий или различных их вариантов, тогда как другая группа, хотя и малочисленная, но постоянно растущая, отстаивает одну из самых волнующих гипотез, известных человечеству.

Загадка 5. Не являются ли каналы монументальными сооружениями, воздвигнутыми древним марсианским народом, пытавшимся спасти свою погибающую цивилизацию?

Эту романтическую теорию в прошлом столетии защищал знаменитый Ловелл вместе с Пиккерингом и другими астрономами. Ученые предполагали, что, поскольку Марс меньше Земли, он охлаждался быстрее и эволюция привела к возникновению цивилизованных разумных существ значительно раньше, чем на Земле. Несколько миллионов лет назад этот народ процветал, но затем над ним нависла угроза гибели. Океаны начали терять воду, так как низкая сила тяжести на Марсе (38 % земной) не могла удержать водяной пар от диссипации в космическое пространство. С течением времени истощавшийся запас воды целиком сконцентрировался в двух полярных шапках.

Тогда-то, по-видимому, и развернулись поистине фантастические строительные работы, далеко превосходящие по размаху египетские пирамиды, римскую архитектуру, современные железнодорожные туннели в Альпах и другие сооружения обитателей Земли. Полные решимости выжить, марсиане строили ирригационную систему длиной в тысячи километров — гигантские каналы, расходящиеся от полюсов по поверхности всей планеты. По этим каналам тающие полярные льды снабжали драгоценной влагой посевы марсиан и сдерживали наступление пустыни, до тех пор пока в последующие эпохи каналы наконец не пересохли, превратившись в обмелевшие ручейки.

Несмотря на героическую борьбу за существование, строителей каналов все же настигла смерть. Это случилось в то время, когда Земля еще была покрыта доисторическими джунглями, в которых скитался обезьяночеловек.

Как отмечают критики, эта марсианская сага страдает некоторой непоследовательностью. Если марсиане были такими великолепными инженерами, почему они не проникли на несколько километров в глубину и не добыли воду, которая и в настоящее время должна существовать на Марсе? Или почему не разработали метод выделения из марсианских пород кислорода и водорода, чтобы затем, соединив их, получать воду? Или не организовали гидропонное (беспочвенное) сельскохозяйственное производство, при котором запас воды в питающем корни растворе мог бы возобновляться вновь и вновь без потерь? [18]Фотографии Марса, полученные с борта американского космического корабля Маринер 4 в июле 1965 г., развеяли легенду о каналах и вообще нанесли сильный удар по гипотезам, предполагавшим существование жизни на Марсе. На этих фотографиях (широко опубликованных в мировой прессе) мы видим поверхность, удивительно похожую на лунную. Никаких каналов на них не видно, зато есть множество кольцевых кратеров. Скорее всего каналы — иллюзия, в лучшем случае естественные образования большой ширины (сравнимой с размерами участков поверхности, сфотографированных Маринером). —  Прим. ред.

Свидетельство в пользу теории Ловелла дает другое обстоятельство, которое помогает установить, что марсиане действительно существовали. В 1951 г. американский астроном Герд впервые выдвинул теорию, которую удалось сформулировать количественно лишь в эпоху космических исследований.

Загадка 6. Спутники Марса — искусственные?

Этот удивительный вопрос поставил Герд около десяти лет назад в период обсуждения возможности запуска спутников. После того как первый советский спутник доказал реальность таких проектов, советский ученый И. С. Шкловский развил идею Герда, обратив внимание на странное поведение двух спутников Марса. Оба они, Фобос и Деймос, открытые Холлом в 1877 г., явно отличаются от спутников других планет следующими особенностями:

1. Это самые маленькие из известных спутников солнечной системы. Диаметр Фобоса 15 км, а Деймоса — 10 км.

2. Они обращаются ближе к своей планете, чем все другие «луны»: Фобос — на высоте 6000 км, Деймос — 20 000 км.

3. Фобос — единственный спутник, вращающийся быстрее своей материнской планеты: около четырех оборотов за одни марсианские сутки.

4. Оба спутника имеют почти круговые орбиты, расположенные прямо над экватором Марса, — замечательная точность, чуждая богине случая — природе.

5. Яркость крошечных спутников никогда не меняется при их движении по орбите, что указывает на их сферическую форму, тогда как другие малые тела, например астероиды, имеют довольно причудливые формы.

6. Согласно Шарплесу (США), Фобос испытывает малое по величине ускорение, увеличивающее его скорость и тем самым постепенно уменьшающее радиус его орбиты. Это явление выражено сильнее, чем можно ожидать от тела такой массы, и привело бы к его падению на поверхность за несколько тысяч лет, что значительно меньше времени его пребывания в космосе, исчисляющегося миллионами лет. И. С. Шкловский считает, что только орбита полого тела может уменьшаться таким образом, как у Фобоса. Поэтому, заключает он, спутники Марса искусственные. Они выведены на орбиту в соответствии с древней марсианской программой космических исследований и предназначены для решения определенной научной задачи, канувшей в вечность.

Все другие характеристики спутников Марса — их малые размеры, круговая форма орбит, проходящих близко к планете, постоянная яркость — также объясняются этой теорией. Большинство астрономов, как советских, так и американских, хотя и пытаются возражать, но не могут опровергнуть эту гипотезу. Критики объясняют некоторые из странных особенностей различными аналогиями. Например, Томбо разбирает каждый пункт по порядку:

1. Спутники Марса — самые маленькие из известных сейчас. Три из двенадцати спутников Юпитера имеют диаметр около 25 км, но, возможно, будут обнаружены другие, уступающие по размерам 15-километровому Фобосу.

2. В настоящее время спутники Марса ближе всех других к поверхности планеты. Но бывший спутник Сатурна, вероятно, находился еще ближе к своей планете по сравнению с ее диаметром. Позднее он был разорван мощным притяжением планеты и образовал хорошо известные кольца Сатурна.

3. Один из спутников Юпитера делает оборот приблизительно за 12 часов (Юпитер совершает один оборот за 10 часов). Более близкий к планете еще не известный спутник в соответствии с законами небесной механики имел бы период обращения меньше, чем юпитерианские сутки.

4. Хотя наклонения орбит спутников Марса меньше, чем у всех других, плоскости их орбит все-таки отклоняются от экваториальной плоскости планеты на один-два градуса. Что касается формы их орбит, то они могут быть слегка эллиптичными с разницей расстояний в перимарсии и апомарсии (по аналогии с перигеем и апогеем для Луны) в несколько сот километров.

5. Некоторые астрономы заявляют о якобы обнаруженных небольших вариациях блеска спутников в течение каждого оборота, что должно наблюдаться, если их форма отличается от сферической.

6. Снижение Фобоса, даже если это сплошная глыба скальной породы, вызвано многочисленными астероидами различных размеров, постоянно бомбардирующими его поверхность.

Некоторые из моментов, отмеченных Томбо, заслуживают внимания, но результаты отдельных исследователей, на которые он ссылается, нуждаются в подтверждении. Не имея возможности доказать свою правоту, Шкловский тем не менее наилучшим образом объясняет наблюдаемые факты.

Необычная гипотеза И. С. Шкловского, подтверждающая теорию Ловелла, явилась в свою очередь исходной точкой для еще более удивительной теории, предложенной другим советским астрономом, Ф. Ю. Зигелем.

Загадка 7. Может быть, спутники Марса запущены совсем недавно?

В то время как И. С. Шкловский приписал марсианские спутники делу рук погибшего (как представлял себе и Ловелл) народа, Ф. Ю. Зигель говорит: «Я считаю, что имеется достаточно оснований полагать, что цивилизация на Марсе существует в настоящее время». Каковы эти основания? Они опять-таки сводятся к двум спутникам. В 1862 г., в период самого благоприятного противостояния XIX в., спутники Марса не были видны. Но в 1877 г., во время менее удобного противостояния, внезапно были замечены сразу оба спутника, причем несколькими астрономами независимо друг от друга и при помощи тех же телескопов, которые использовались в 1862 г. С тех пор оба спутника регулярно можно видеть в телескопы меньших размеров, чем применявшиеся в 1862 и 1877 гг.

Вывод Зигеля: оба спутника не были видны в 1862 г., поскольку они тогда не существовали. Где-то между 1862 и 1877 гг. гигантские многоступенчатые ракеты преодолели притяжение планеты и два огромных спутника были выведены на орбиты. Таким образом, когда Марс, еще не имевший спутников в 1862 г., проходил на минимальном расстоянии от Земли в 1877 г., две новые блестящие металлические «луны» были готовы позировать телескопам Холла и других наблюдателей.

Рис. 6. Начиная с 1960 года марсиане могли бы наблюдать в свои телескопы множество новых спутников на околоземных орбитах (слева) и космических станций (справа) в межпланетном пространстве.

Эта смелая идея была высказана Зигелем в 1960 г., и мало кто усомнился в ее правдоподобности благодаря успешным запускам советских и американских ракет, выводящих на орбиту искусственные спутники Земли. Если марсиане существуют, они были бы поражены сильнее, чем мы. Проводя наблюдения Земли в период противостояния 1958 г., они могли не заметить множества мелких спутников, выведенных на околоземные орбиты. Но в 1960 г. марсиане могли видеть Землю окруженной ожерельем крупных блестящих спутников числом по меньшей мере около десятка. Наши спутники значительно меньше марсианских, но можно предположить, что, если марсиане существуют, их техника телескопостроения развита достаточно, чтобы позволить их увидеть.

Даже если спутники Марса просто металлические оболочки с оборудованием внутри, то их предполагаемые размеры потребовали бы, чтобы на орбиту была выведена многотонная начинка для них. Но Зигель напоминает нам, что марсиане располагали временем между 1862 и 1877 гг., которое они могли использовать для выведения на орбиту отдельных партий груза и формирования гигантского кольца космических станций, — именно это предусматривается нашими земными программами космических исследований.

Возможно также, что Фобос и Деймос значительно меньше по размерам, чем предполагают с самого их открытия. Ученые без достаточных оснований приписали спутникам Марса альбедо самой планеты — 15 %. Если же это действительно полированные металлические шары с высоким альбедо, около 90 %, оценка их диаметра упадет до 1–3 км. Это сделало бы подвиг марсиан — выведение на орбиту такого груза — объяснимым с нашей точки зрения. Можно ли назвать теорию советских ученых совершенно неприемлемой? Большинство астрономов именно так и считают. Но не все столь уверены.

Ф. Ю. Зигель и Солсбери предложили новую интерпретацию некоторых давно известных явлений.

Загадка 8. Были ли замечены какие-либо явления, указывающие на то, что в настоящее время Марс обитаем?

Существует ряд небольших, но важных деталей, которые наблюдались на Марсе в течение последних противостояний.

Оазисы. Почти все без исключения точки пересечения марсианских каналов отмечены небольшими темно-зелеными пятнами. Может быть, это хорошо снабжаемые водой оазисы, в которых приютились современные марсианские города?

Узел Лаокоона. В 1956 г. астрономы впервые наблюдали, что большая коричневая пустыня величиной с Техас покрылась зеленью. Не освоена ли эта область марсианами, так же как в свое время осваивались и орошались сухие земли на Западе США?

Яркие вспышки. Многие астрономы нередко наблюдали странные ослепительные вспышки, сопровождаемые появлением небольших белых облаков, парящих в воздухе в течение нескольких часов. Солсбери делает захватывающие дух предположения: «Уж не проявление ли это вулканической активности? Или марсиане изучают эффекты, связанные с выпадением радиоактивных осадков?»

Желтая пыль. Временами кажется, что большие пространства Марса покрывают тучи желтой пыли. В 1956 г. огромное пылевое облако, имеющее причудливую форму, похожую на гигантскую букву W, закрыло собой Syrtis Major — «Большое болото» (так называется большая темная область). Может быть, распыляемые самолетами удобрения или ядохимикаты наблюдались бы с Марса в виде «желтых облаков»?

Фиолетовая дымка. Она видна только на фотографиях, сделанных в ультрафиолетовых лучах в виде легкого тумана, который, по-видимому, состоит из кристалликов льда и образует широкие полосы, покрывающие часть диска Марса. Вероятно, это неизвестный нам метод частичной задержки ультрафиолетовых лучей во избежание сгорания молодых посевов еще до периода созревания.

«Ржавый» мир. Два фактора — низкое процентное содержание кислорода в воздухе и красноватый цвет марсианских пустынь — навели ученых на мысль, что красно-коричневые пески — это окислы железа (лимониты), сохраняющие в связанном виде кислород. Не перешли ли марсиане в изолированные города с системой кондиционирования воздуха, предварительно намеренно разбросав по поверхности порошок железа, который, ржавея, удерживал кислород в почве и тем самым препятствовал его диссипации в космическое пространство.

Таковы многочисленные и часто противоречивые представления о Марсе, его спутниках, каналах, растительности, прошлой истории, о его погибших обитателях или, возможно, живущем теперь народе. Для беспристрастного наблюдателя ни одна теория или гипотеза не имеет преимуществ по сравнению с другой, и никакая поддержка специалистов не может заставить его придерживаться того или иного представления.

Только прямые свидетельства, полученные телевизионными устройствами автоматических зондов или наблюдателями, высадившимися на Марс, помогут разрешить спор. Раскрытие тайны Марса (в ближайшие пять или десять лет) произведет небывалую сенсацию. Может статься, мы имеем счастье жить в ту эпоху человеческой истории, когда будет обнаружено существование внеземной, возможно, даже разумной жизни, находящейся на таком же, как и мы, или более высоком уровне развития.

 

 

Глава V

Капризные карлики

Можно точно указать время, когда мы будем наблюдать звездообразный объект, с каждой ночью увеличивающий свою яркость и по мере приближения к Земле постепенно принимающий форму диска при наблюдении в большие телескопы. Однако вскоре он начнет удаляться, постепенно становясь похожим на слабую звезду, и наконец совершенно исчезнет из виду. Если не считать обычных небольших метеоритов, этот гость будет первым небесным телом, которое подойдет к Земле ближе, чем Луна: астероид Гермес «заденет» Землю, пройдя всего в 350 000 км от нее.

В далеком прошлом астероиды диаметром 1 км и больше, двигавшиеся по эксцентрическим орбитам, действительно сталкивались с Землей. Они оставили на ее поверхности шрамы в виде знаменитого (хотя и неправильно именуемого) метеоритного кратера в Аризоне, кратера Чабб в Канаде и других.

Пространство между орбитами Марса (среднее расстояние от Солнца 228 млн. км) и Юпитера (778 млн. км) заполнено множеством астероидов (называемых также планетоидами или малыми планетами); их общее число около 250 000 или более. Открытием одного из них, Цереры, в ночь на 1 января 1801 г. ознаменовалось начало девятнадцатого века. Это открытие принадлежит итальянскому астроному Пиацци.

Церера оказалась самым крупным астероидом с диаметром, равным 690 км. Диаметры только трех других — Паллады, Весты и Гигеи — превосходят 300 км. Размеры примерно 400 астероидов находятся в пределах от 15 до 300 км, в то время как все остальные — меньше 15 км. Многие из более чем 2000 наблюдавшихся астероидов, получивших официальные названия, имеют размеры около одного километра, то есть представляют собой просто каменные горы, летающие в космическом пространстве. Но подавляющее большинство из четверти миллиона астероидов значительно меньших размеров; это валуны, которые мог бы поднять человек. Кроме того, существуют бесчисленные метеорные частицы размером с песчинки, образовавшиеся, вероятно, вследствие столкновений астероидов.

Названия малых планет чрезвычайно разнообразны. Первой группе открытых астероидов были присвоены женские имена, заимствованные из мифологии; затем, начиная с Эроса, скитальцы с эксцентрическими орбитами стали носителями мужских мифологических имен. К концу столетия астероидов было открыто столько, что запас древнегреческих имен иссяк, и с тех пор каждый наблюдатель мог назвать новый астероид по своему усмотрению — собственным или чужим именем. Так появились некоторые причудливые названия, например Фотографика, Гиляритас, Гипподамия, Фантазия, Рокфелия.

Лишь один астероид, Веста, временами становится доступным для наблюдения невооруженным глазом (шестая звездная величина). Остальные видны только в телескоп, причем иногда наблюдаются лишь один-единственный раз, а затем теряются, прежде чем удается вычислить их орбиту. Вероятно, многие из открываемых каждый год астероидов уже наблюдались раньше, но в каждом конкретном случае этого нельзя сказать уверенно.

О малых планетах и о их происхождении почти ничего не известно.

Загадка 1. Астероиды — осколки древней планеты?

Согласно распространенной теории, десятая планета, вращавшаяся когда-то вокруг Солнца на расстоянии 240 млн. км за орбитой Марса, приблизилась к Юпитеру. Его мощное притяжение вызвало настолько большие приливные напряжения в теле пришельца, что последний распался на куски, образовав современные астероиды. Астероидия, вероятно, была небольшой планетой, так как подсчитано, что, если все планетоиды собрать вместе, они составят планету меньше Меркурия. Однако много астероидов за длительное время могло по разным причинам исчезнуть, так что погибшая планета по своим размерам, вероятно, была такой же, как Марс.

Рис. 7. Обращавшаяся некогда между орбитами Марса и Юпитера гипотетическая планета Астероидия взорвалась и образовала рой малых планет.

Другая теория утверждает, что пояс астероидов — это сырье, предназначавшееся для «неродившейся» планеты. После того как из своего сгущения в первичном газо-пылевом облаке образовался Юпитер, его сильное притяжение разорвало соседний зародыш, прежде чем тот сконденсировался в планету. Вместо нее образовались сгущения, которые впоследствии эволюционировали в небольшие твердые тела.

Каково бы ни было происхождение пояса астероидов, вероятно, именно он обеспечил нашу солнечную систему объектами другого класса.

Загадка 2. Пояс астероидов — источник случайных одиночных метеоров?

Существуют доказательства того, что столкновения между крупными астероидами приводили и приводят к возникновению метеорных тел, которые затем рассеиваются в пространстве, причем некоторые из них в дальнейшем могут пересекать земную орбиту. Большинство из них — микротела размером с песчинки и меньше. Это они вызывают явление метеоров (астрономический термин, относящийся только к светящемуся следу), вспыхивающих на нашем ночном небе и называемых в народе «падающими звездами». Те из них, которые не сгорают при входе в земную атмосферу, падают на поверхность как метеориты.

Это справедливо только для спорадических (случайных) метеоров, появляющихся на небе почти каждую ночь. Эффектные метеорные дожди, «идущие» около десяти раз за год, имеют другое происхождение: они являются, вероятно, остатками ядер комет, разорванных притяжением больших планет при неосторожном подходе к ним. Что касается комет, то они приходят не из пояса астероидов, а, по-видимому, из-за пределов солнечной системы.

Поскольку любая планета, так же как и Земля, не однородна, а состоит из ядра, мантии и коры, содержащей различные вещества, то из предполагаемого теоретиками взрыва древней планеты следует другой интересный вывод.

Загадка 3. Не окажутся ли астероиды богатыми месторождениями полезных ископаемых для будущих космонавтов-геологов?

После распада древней Астероидии из ее внутренних слоев образовались бы астероиды различных видов. Например, ее ядро, расплавленное или холодное, распалось бы на глыбы, состоящие из железо-никеля или, во всяком случае, содержащие в большом количестве тяжелые металлы. Верхний полурасплавленный слой магмы освободил бы лавообразное вещество, которое, затвердев, образовало бы каменные метеорные тела. Кора, если она была твердой, или верхний слой «пены», если вещество расплавлено, распалось бы на куски причудливой формы. Если бы атмосфера, подобная земной, уже успела образовать окислы, то многие большие глыбы и капли, разлетающиеся в разные стороны, представляли бы собой богатые руды железа, алюминия, марганца, олова и других металлов.

Если времени было недостаточно и составляющие атмосферу газы не успели вступить в химические соединения с твердым веществом, то глыбы могут наполовину состоять из чистых металлов, в том числе из золота и серебра. Не исключено, что будущие разведчики астероидов обнаружат алмазы и другие драгоценные камни, вкрапленные в кварцеподобные осколки Астероидии.

Некоторые ученые, разрабатывающие программу космических исследований, считают, что астероиды окажутся сокровищницами ценных металлов и драгоценных камней. Их добыча свелась бы к вылавливанию кусков в межпланетном пространстве и погрузке в ракеты. Это не беспочвенная мечта. Как показал анализ образцов астероида, образовавшего Аризонский кратер, он содержал такой большой процент платины, что всего в астероиде ее, вероятно, было восемь тонн.

С астероидами связана и еще одна загадка, волнующая умы ученых.

Загадка 4. Какова форма астероидов?

Астероид Эрос обнаруживает значительные флуктуации блеска. Такие колебания блеска возможны и в случае сферического тела, если одна его половина светлая, другая темная и они видны попеременно вследствие осевого вращения. Но, поскольку почти все астероиды, за исключением самых больших, меняют свой блеск, наиболее вероятно, что среди них нет тел сферической формы.

Например, Эрос, по-видимому, имеет 25 км в длину и 10 км в ширину, напоминая по форме гигантскую картофелину, кувыркающуюся в космическом пространстве. При виде сбоку он благодаря большей отражающей поверхности увеличивает свой блеск. Когда же на Землю направлена его ось, блеск составляет лишь 1/3 максимального.

Вероятно, другие астероиды имеют более сложные формы с выпуклостями, плоскими участками поверхности, зазубренными скальными выступами и рваными краями. Космонавты могут встретить малые планеты в виде тороидов («бубликов»), гантелей, шаров с шипами и даже подобий пирамид, кубов, ромбоидов и других причудливых геометрических фигур.

Наблюдения за Эросом привели к еще более важному открытию, которое в свою очередь поставило другую неожиданную проблему.

Загадка 5. Что заставило некоторые своенравные астероиды покинуть «проторенную дорожку» между Марсом и Юпитером?

В 1898 г. Витт, наблюдавший Эрос на обсерватории Урания в Берлине, утратил свое обычное спокойствие, как только астероид пересек орбиту Марса и продолжал двигаться так, как будто собирался врезаться в Землю. Но он не подошел ближе чем на 22 млн. км и вновь повернул назад, за орбиту Марса. Оказалось что перигелий (ближайшая к Солнцу точка его орбиты) удален от Солнца на 172 млн. км, в то время как афелий (самая далекая от Солнца точка) находится за Марсом, где покорно движутся по предназначенным им орбитам другие астероиды.

Было обнаружено, что и другие астероиды путешествуют среди планет по орбитам, перигелий которых находится недалеко от Земли: Альберт — 29 млн. км, Алинда и Бетулия — 24 млн. км и Амур — 16 млн. км. Сильную тревогу вызвало в 1932 г. быстрое прохождение Аполло на расстоянии лишь 10,5 млн. км от Земли. Затем в 1936 г. Адонис пролетел на расстоянии 2,4 млн. км. Но настоящую панику вызвал в 1937 г. Гермес, «просчитавшийся» лишь на 800 000 км. Хотя его диаметр около 1,5 км, тем не менее из-за своей массы, оцениваемой в 3 млн. тонн, он способен при столкновении с Землей вызвать ужасную катастрофу.

Почему они могут подходить так близко к Земле? Это происходит потому, что афелии этих малых планет находятся дальше, чем у Эроса, и они пересекают земную орбиту на пути к перигелию, который ближе к Солнцу, чем Земля. Некоторые из них подступают к Солнцу даже ближе, чем Венера (среднее расстояние от Солнца 108 млн. км): Гермес — на 103 млн. км, Аполлон — приблизительно на 100 и Адонис — на 65 млн. км.

Перигелий Адониса, таким образом, находится недалеко от орбиты Меркурия, отстоящего от Солнца в среднем на 58 млн. км. Поскольку афелий Меркурия лежит в 69 млн. км от Солнца, Адонис пересек его орбиту.

Рис. 8. Астероиды с эксцентрическими орбитами, пересекающие орбиту Земли на пути к перигелию.

В 1950 г. был открыт астероид Икар. На глазах зачарованных астрономов, наблюдавших его и вычерчивающих его орбиту, крошечный космический странник (диаметром около 1 км) вошел внутрь орбиты Меркурия, миновав его афелий, и все еще продолжал свое движение к Солнцу. Наконец, оставив позади и перигелий Меркурия (45 млн. км от Солнца), Икар установил своеобразный рекорд. Он подошел к Солнцу на 28 млн. км — ближе всех известных нам небесных тел, за исключением комет. Отсюда Икар и все другие астероиды с большим эксцентриситетом поворачивают назад, направляясь к своему афелию между Марсом и Юпитером, чтобы присоединиться к своим собратьям. Но по меньшей мере один из них, Гидальго, — мятежник, который пересекает орбиту Юпитера и достигает афелия почти за пределами орбиты далекого Сатурна. Эрос также совершает свое обращение в гордом одиночестве: его траектория на 65 % лежит в пределах орбиты Марса. Он обращается вокруг Солнца за 643 дня, то есть быстрее, чем за марсианский год — 687 дней.

Загадка 6. Может ли астероид столкнуться с Землей?

Гигантские кратеры были оставлены астероидами, движущимися вокруг Солнца внутри орбиты Марса, которые встретились с Землей в момент пересечения ее орбиты. Если бы астероид, образовавший кратер Чабб, упал в пределах Нью-Йорка, он выбил бы дымящуюся воронку диаметром 3 км, после чего ударная волна сравняла бы с землей все небоскребы.

Но, к счастью, орбиты капризных странников обладают эксцентричностью двоякого рода. Они не только представляют собой чрезвычайно вытянутые эллипсы, «нанизанные» на Солнце, но и имеют большие наклонения, (угол наклона плоскости орбиты к плоскости эклиптики). Поэтому вероятность встречи Земли и астероида очень мала, так же как и двух искусственных спутников, вращающихся вокруг Земли по экваториальной (в направлении восток-запад) и полярной (север-юг) орбитам, даже если они летают на одной и той же высоте. Подсчитано, что один только Гермес может в будущем подойти к Земле ближе, чем Луна, но и тогда расстояние до него составит не менее 350 000 км.

Однако такое поведение не является образцом для еще не открытых астероидов, которые одновременно с Землей могут оказаться в точке пересечения орбит. Периодически открываются новые астероиды с большим эксцентриситетом. Последним был Географос (1954) с перигелием на расстоянии 122 млн. км от Солнца — между орбитами Земли и Венеры. Телескопы, вынесенные за пределы земной атмосферы, например орбитальная астрономическая обсерватория, смогут в условиях прекрасной видимости зарегистрировать десятки или даже сотни не известных ранее астероидов.

Среди них может оказаться Гипотезус — не открытый пока астероид с перигелием на расстоянии 150 млн. км от Солнца. Его орбита не пересекала бы, а лишь касалась орбиты Земли. При нулевом наклонений орбиты такой астероид на одном из своих витков вступил бы в состязание с Землей — кто быстрее достигнет точки пересечения орбит? Гонка закончилась бы вничью — столкновением.

Рис. 9. Орбита неоткрытого астероида Гипотезус, который при помощи реактивных двигателей будущего можно будет перевести на околоземную орбиту и использовать для решения многих практических задач космонавтики.

Есть некоторая вероятность того, что Гипотезус существует, а с ним связан один приятный сюрприз.

Загадка 7. Может ли Гипотезус оказаться полезным, а не только угрожать Земле?

Можно считать удачей, заявляет Коул, если Гипотезус будет с большой скоростью приближаться к Земле для лобового столкновения, но при том условии, что это произойдет после 1970 г. К тому времени мы будем располагать космическими кораблями с обученными экипажами, которые высадятся на мчащуюся бомбу-астероид до столкновения ее с Землей. Затем, закрепив мощные ядерные ракетные двигатели или заложив термоядерный заряд, можно было бы при помощи реактивных сил замедлить астероид и перевести его на земную орбиту. Это не только предотвратило бы разрушения на Земле, но и предоставило бы нам прекрасную космическую станцию гигантских размеров, и все это без больших затрат и усилий, связанных с производством и сборкой станции по частям.

Коул привел результаты точных инженерных расчетов мощности ракеты, необходимой для захвата астероидов диаметром до 5 км.

Такой мощностью, хотя она намного превосходит мощность «Новы» (самой большой ракеты на химическом топливе, планируемой НАСА), человечество будет располагать, возможно, после 1970 г., когда станут доступными ядерные ракетные двигатели.

Недалеко то время, когда астероиды будут «отлавливаться» в космосе и поставляться на Землю. Вероятно, предприимчивая фирма будущего, производящая космические ракеты, займется выгодным делом — доставкой драгоценных астероидов на околоземную орбиту и их разработкой. Особо ценным материалом были бы не золото и драгоценные камни, а руды металлов и других полезных ископаемых. Например, астероид, состоящий на 90 % из чистого железа и весящий несколько триллионов тонн, был бы истинным кладом, ибо богатые запасы железной руды на Земле уже подходят к концу.

А если замерзшие озера взорвавшейся Астероидии, разлетевшиеся в виде гигантских ледников, разместить вдоль орбиты Земли, они обеспечили бы неисчерпаемый источник воды. Межпланетные экспедиции наполняли бы здесь свои трюмы, вместо того, чтобы ценой большого труда при помощи дорогостоящих ракет поднимать воду с поверхности Земли.

Ледяной спутник может оказаться полезным и в другом отношении. Лед или воду легко можно было бы разложить на кислород и водород — двух неразлучных спутников в космических путешествиях человека, необходимых для дыхания космонавтов и заправки топливных отсеков. Это способствовало бы развитию космических исследований.

Такие дерзкие предприятия в космосе сегодня кажутся фантастическими. Но их осуществление может составить далеко не самую примечательную часть жизни наших внуков. Те ученые-критики сегодняшнего дня, которые высмеивают «дикие» идеи освоения космоса, в будущем сами могут быть осмеяны. Им стоит напомнить о Ньюкомбе, авторитетном ученом эпохи освоения воздушного пространства, который в 1902 г. математически «доказал», что летающая машина тяжелее воздуха — неосуществимая мечта человечества.

Более дальновидные специалисты считают, что техника перемещения в пространстве небольших астероидов в качестве «оборудования» для космических исследований будет разработана до 1975 г. Еще не стихнет эхо авторитетных возгласов «невозможно!», а отважные космонавты уже будут буксировать к Земле нужные экземпляры, отобранные из многих тысяч астероидов.

 

 

Глава VI

Гиганты среди гигантов

 

От крошечных астероидов мы перейдем к четырем гигантам — Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну. Они получили различные титулы, каждый из которых подчеркивает их размеры, — большие планеты, семейство Юпитера, газовые гиганты.

Существует еще одна, последняя планета, Плутон, не включенная в группу больших планет из-за малых размеров и других особенностей.

Название «газовые гиганты», вероятно, лучше всего характеризует «большую четверку», ибо все они имеют низкую плотность. По-видимому, они в основном состоят из газов с незначительными примесями более тяжелых элементов или металлов, характерных для планет земной группы.

Эта теория подтверждается спектроскопическими наблюдениями, свидетельствующими о высоком содержании водорода — самого легкого газа — в атмосферах членов «большой четверки». Этот газ, редкий в атмосферах планет с малой силой тяжести, удерживается «мертвой хваткой» массивных гигантов и образует молекулы двух газов — метана (СН4) и аммиака (NH3).

Считается, что смесь газов должна составлять от 50 до 80 % полной массы газовых гигантов, в то время как общее количество твердого вещества в их ядрах должно быть сравнительно мало. Миниатюрные каменные или металлические ядра могут быть окружены очень толстым слоем льда и твердого аммиака, находящимся под высоким давлением и покрытым полужидким слоем сильно сжатого газового тумана.

Сходство этих четырех планет дополняется другими общими свойствами: низкой средней температурой, высоким атмосферным давлением на поверхности, многочисленными спутниками, достигающими иногда размеров «настоящих» планет, высокими значениями первой космической скорости (минимальная скорость, необходимая для преодоления силы тяжести планеты) и удивительно короткими сутками — следствие быстрого вращения. Однако каждый из них обладает отличительными особенностями. В этой главе мы познакомимся с двумя из четырех больших планет — Юпитером и Сатурном; Уран и Нептун будут рассмотрены в следующей главе. В порядке удаления от Солнца мы начнем с полосатой планеты, находящейся на расстоянии 800 млн. км.

 

Юпитер

Почти все, что касается Юпитера, самой крупной из внешних планет, способно ошеломить при первом знакомстве. Его экваториальный диаметр — 140 000 км — приблизительно в 11 раз больше земного. По весу Юпитер уравновесил бы 318 таких «гирь», как Земля. В сравнении с Землей его объем фантастичен: потребовалось бы более 1300 шаров каждый размером с Землю, чтобы наполнить пустую полость объемом с Юпитер. Эта громадина вдвое превосходит по массе остальные восемь планет вместе с их спутниками.

Естественно, что сфера гравитационного влияния этого Гаргантюа составляет около половины солнечной системы. Он сбивает кометы с их орбит, крадет астероиды, разорвал Астероидию и обзавелся миниатюрной «солнечной системой», в том числе двумя спутниками, каждый из которых больше Меркурия.

Космонавтам, высаживающимся на Юпитер, следует приготовиться к тому, что они будут весить четверть тонны, так как ускорение силы тяжести равно 2,67 g. На быстро вращающемся экваторе притяжение уменьшается до 2,5 g, а на полюсах вследствие отсутствия центробежной силы и сплюснутости возрастает до 2,84 g.

Пока космический корабль не разовьет тягу в пять раз большую, чем требуется на Земле, он не сможет преодолеть притяжения Юпитера, так как скорость убегания равна 60 км/сек (215 000 км/час). Именно эта невероятная сила притяжения помогла Юпитеру добиться того, чего не удается ни одной другой планете, — «украсть» четыре члена из семейства астероидов и сделать их пасынками вместе с восемью законными спутниками, «родившимися» еще при образовании солнечной системы.

Толщина атмосферы Юпитера 13 000 км — целый диаметр Земли. Юпитер часто называют полосатой планетой, так как в телескоп отчетливо видно по меньшей мере шесть зон, параллельных экватору.

Все эти коричневые, оранжевые и желтые облачные полосы вращаются с разной скоростью…

Загадка 1. Какова действительная скорость вращения твердой поверхности Юпитера, замаскированной вращающимися с разными скоростями атмосферными полосами?

Ни один квадратный миллиметр поверхности Юпитера ни разу не удалось увидеть через массу тумана, который можно сравнить разве только с самыми плотными штормовыми тучами на Земле, наслаивающимися друг на друга ярус за ярусом на протяжении сотен и тысяч километров. Следовательно, нельзя найти какой-либо ориентир, по которому можно было бы судить о вращении поверхности планеты. Поэтому астрономы наблюдают движение деталей наружного облачного слоя, которые позволяют достаточно уверенно определить период вращения, но дают различные результаты в зависимости от широты. Период вращения наружного облачного слоя на экваторе равен 9 часам 50 минутам, на полюсе — на 5 минут больше, а на промежуточных широтах находится между ними. Мы назвали только скорость вращения самого верхнего слоя атмосферы. Что можно сказать о вращении слоев на глубине 3000, 5000, 10 000 км от границы атмосферы? И какова действительная скорость вращения поверхности, находящейся на глубине 13 000 км?[19]Глубина атмосферы Юпитера неизвестна. Можно лишь утверждать, что она находится в пределах от 1000 до 20 000  км . —  Прим. ред.

Неожиданные изменения скорости вращения только один из сюрпризов атмосферы Юпитера — настоящего мира чудес.

Загадка 2. Что представляет собой Красное пятно, отстающее от общего вращения?

Впервые Красное пятно наблюдалось в 1878 г. Оно имеет форму огромного овала — 50 000 км на 20 000 км, который внезапно стал красным, выделяясь на светлом фоне южной тропической зоны. Пятно, которое с тех пор периодически то тускнело до розового цвета, то вновь становилось красным, имеет собственную скорость — меньшую, чем скорость вращения планеты на этой широте. Скорость Красного пятна нерегулярно изменяется; иногда оно отстает на 15 минут от среднего периода вращения, а затем движется быстрее.

Сначала считали, что Красное пятно — это облако, выброшенное гигантским вулканическим извержением, позднее — участок атмосферы, окрашенный в красный цвет бромом или окислами азота, но ни одна теория не могла объяснить его длительное существование. В настоящее время полагают, что Красное пятно состоит из полутвердого вещества, возможно пористого, как пемза, и достаточно легкого, чтобы удерживаться в верхней части атмосферы Юпитера, подобно гигантскому плавающему острову. Временами более подвижное, меняющее свои очертания непрозрачное образование — Южное тропическое возмущение — догоняет и как бы обтекает Красное пятно, подтверждая представление о нем как о плавающем в облаках острове.

И, хотя поколения астрономов восхищались этими удивительными атмосферными явлениями, они не имели никакого представления о том мире, который скрыт под толстой атмосферой Юпитера.

Загадка 3. Есть ли у Юпитера твердая поверхность, пригодная для посадки корабля с командой космонавтов на борту?

Некоторые ученые высказывают предположение, что даже в случае неисправности тормозных двигателей космонавты совершат «мягкую» посадку, так как они не встретят твердой поверхности, а будут опускаться через слои газа, сжатого до полужидкого состояния. Если некий гипотетический корабль, достаточно прочный и массивный, совершит посадку на Юпитере, то он будет «тонуть» через все уплотняющиеся слои сжатых газов, похожих на сироп или болотную трясину, и наконец достигнет небольшого твердого ядра на глубине 65 000 км в центре планеты — настоящего газового гиганта.

Другие астрономы наделяют Юпитер небольшим по размерам, таким, как у нашей Земли, железо-каменным ядром, окруженным массивной оболочкой, состоящей из льда, замерзших аммиака, метана и других соединений. Выше все это переходит в жидкую фазу, образующую море глубиной 27 000 км. Между морем полужидких паров и «настоящей» атмосферой нет какой-либо четкой границы. Температура в атмосфере никогда не поднимается выше –130°C.

Эти теории были предложены задолго до проникновения человека в космос и с появлением новых идей и открытий быстро устарели. Саган в 1961 г. изложил новую, революционную теорию, согласно которой Юпитер вовсе не холодный, а имеет типичную для Земли температуру на поверхности и эта твердая поверхность, действительно, существует. Наполнив сосуд аммиаком, метаном, водородом и гелием, чтобы моделировать атмосферу Юпитера, Саган подвергал эту смесь высокому давлению и пропускал через нее ультрафиолетовые лучи. Газы проявили способность к парниковому эффекту, присущему и плотной атмосфере Венеры; температура под ним была 20°C — как в теплый весенний день на Земле.

Интенсивность облучения тщательно устанавливалась не выше той, которую имеют солнечные лучи на поверхности Юпитера, — в 25 раз меньше, чем для Земли, — и все-таки было очевидно, что прошедшая через атмосферу лучистая энергия аккумулируется и нагревает поверхность Юпитера значительно выше предела замерзания.

Эти искусно поставленные эксперименты опровергают теорию «замерзшего» Юпитера. Они свидетельствуют в пользу теплого Юпитера с морями настоящей воды, с привычной нам почвой и погодой с дождями, вспышками молний и раскатами грома.

Дальнейшие рассуждения Сагана способны поразить самое богатое воображение.

Загадка 4. А что, если Юпитер вовсе не холодный и бесплодный, а теплое царство цветущей жизни, более многообразной, чем на любой другой планете?

«Атмосфера Юпитера очень похожа на первичную атмосферу Земли, в которой появились живые организмы». Это ошеломившее астрономов заявление было сделано Саганом в 1961 г. В современной биологии принимается, что солнечные ультрафиолетовые лучи, проникавшие в первичную атмосферу Земли несколько миллиардов лет назад, вызывали химические реакции между метаном, аммиаком и свободным водородом с образованием простых органических соединений. Последние случайным образом объединялись в более сложные комбинации, до тех пор пока наконец не появились первые «живые молекулы». Случайно и вместе с тем неизбежно эволюция жизни началась.

Если допустить, продолжает Саган, что парниковый эффект обеспечивает на Юпитере характерную для Земли температуру 20°, то вполне вероятно, что подобным же образом в обширных океанах Юпитера зародилась жизнь. Он подсчитал, что существовавшие до возникновения жизни органические молекулы образовывались с огромной скоростью — около двух килограммов на квадратный километр в год. Поскольку площадь поверхности Юпитера приблизительно в 120 раз больше, чем Земли, полный вес органического раствора должен выражаться астрономическим числом. Азимов, писатель-фантаст и профессор биохимии Массачусетского университета, оценивает полную массу живых организмов в грандиозных океанах Юпитера в 1/8 массы Луны, что составляет 80 миллиардов тонн.

Но многие астрономы считают, что Юпитер холоднее, чем предполагает Саган, так что вся вода должна замерзнуть. В таком случае океаны будут состоять главным образом из аммиака NH3, ядовитого для земных организмов, а в воздухе будет недостаточно поддерживающего жизнь кислорода.

Все это отнюдь не обязательно должно сделать жизнь невозможной, и в этой связи возникает необычная астробиологическая загадка.

Загадка 5. Процветает ли на Юпитере «аммиачная» жизнь?

Эту гипотезу защищает Фирсов (Британское королевское астрономическое общество). Он утверждает, что, помимо кремниевой жизни (см. гл. III), возможен другой тип организмов, также совершенно отличный от земных видов. Подобно тому как наши организмы, основанные на углероде, используют воду и кислород, на Юпитере эти вещества могут быть заменены аммиаком и азотом.

Говоря языком химии, жидкий аммиак — прекрасный растворитель и может служить основной «биожидкостью», в полном подобии с водой. Аммиачная «кровь», богатая питательными веществами, была бы столь же эффективной, как и наша кровь. Аммиачные животные дышали бы азотом, их мышцы получали бы энергию так же, как при дыхании кислородом.

Рассматривая возможность существования животных, Фирсов полагает, что гигантский Юпитер, если он обитаем, населен, как это ни парадоксально, карликовыми видами с короткими толстыми телами и мощными ногами, которые позволяли бы выдерживать силу тяжести, почти в три раза превышающую земную. У существ размером с человека центр тяжести расположен так высоко, что они не могли бы сделать на Юпитере ни одного шага, не упав при этом. (Напротив, на планетах с низкой силой тяжести, например на Меркурии и Марсе, живые существа могут беспрепятственно достигать большого роста. Биологи принимают за аксиому странное, но довольно вероятное положение, что везде во Вселенной, где есть разумные существа, чем больше планета, тем меньше населяющие ее особи, и наоборот.)

Фирсов, Саган и другие астробиологи не настаивают на том, что на Юпитере существует жизнь. Они просто отмечают, что прежние представления, основанные на таких сомнительных данных, как чрезвычайно низкая температура, могут быть ошибочными; теплый климат и аммиачные моря могли бы сделать Юпитер убежищем жизни.

Итак, царь планет, колоссальный по размерам, возможно, окажется приютом для скрытой облаками жизни, более многообразной, чем на сотне земель. Космические зонды и экспедиции космонавтов помогут разгадать эту загадку.

 

Сатурн

Из четырех газовых гигантов Сатурн больше всех заслуживает этого названия, так как, несмотря на гигантские размеры (экваториальный диаметр около 120 000 км), уступающие лишь Юпитеру, его масса всего в 95 раз больше земной. (Плотность Сатурна, получаемая делением массы на объем, меньше плотности воды — 0,7.) Астрономы говорят, что если бы во Вселенной удалось найти достаточно большой океан воды, то Сатурн плавал бы в нем. Такая удивительно низкая плотность означает, что Сатурн на 4/5 должен состоять из газов и лишь на 1/5 — из более тяжелых веществ: металлов и скальных пород, сосредоточенных в небольшом ядре. Его атмосфера должна быть намного протяженнее, чем атмосфера Юпитера, глубина которой 13 000 км.

Именно вопрос о толщине атмосферы сразу же приводит нас к одной из тайн опоясанной кольцом планеты.

Загадка 1. Действительно ли твердое тело Сатурна относительно мало и составляет лишь половину видимого нами телескопического изображения?

Прежде всего мы должны принять во внимание разнобой в астрономических данных. Рассматривая в телескоп Марс, мы не видим его атмосферу; когда говорят, что Марс имеет диаметр, равный 6786 км, то имеется в виду только поперечник твердого тела планеты. Если учесть 90 % массы его воздушной оболочки, то диаметр равен уже 6960 км. Однако для Венеры мы приводим значение диаметра видимого изображения, которое включает плотный облачный слой. Учет его толщины (точная величина не известна) уменьшил бы диаметр Венеры на 200–800 км. Величина 12 756 км относится лишь к диаметру твердого тела Земли. С учетом атмосферы ее диаметр превышает 13 000 км.

У далеких газовых гигантов всегда учитывается толщина их протяженных воздушных оболочек, и именно поэтому так высоки значения диаметров. Например, значение диаметра Юпитера — 140 000 км — включает высоту атмосферы — 13 000 км с каждой стороны планеты. Вычитая эти 26 000 км, получим диаметр твердого тела Юпитера — 114 000 км.

Если бы планеты лишились своих атмосфер, то заметнее всего уменьшился бы диаметр Сатурна, толщина атмосферной оболочки которого оценивается от 25 000 до 31 000 км. Если принять среднее значение 28 000 км, то диаметр Сатурна уменьшится вдвое — до 64 000 км. По сравнению с Землей он все равно останется гигантом, но будет уже ненамного больше Урана и Нептуна (относительно тонкие атмосферы которых не так сильно увеличивают действительные размеры).

В популярной астрономической литературе обычно приводится величина диаметра Сатурна с учетом его атмосферы. Затем указывается, что на этой огромной планете, по общему мнению, имеющей диаметр 120 000 км, но относительно малую массу, сила тяжести не столь уж велика — больше земной всего в 1,17 раза; человек весом 70 кг на Сатурне «поправится» на 12 кг и будет весить 82 кг.

Но так было бы лишь в том случае, если бы человек находился на внешней поверхности облачного слоя.

Вряд ли космонавты посадят свои корабли на облака или попытаются выйти для исследования их поверхности, поэтому возникает вопрос…

Загадка 2. Обнаружат ли космонавты на Сатурне бóльшую силу тяжести, чем на Юпитере?

Если принять толщину атмосферы равной 28 000 км, какова будет действительная сила тяжести на твердой поверхности Сатурна диаметром не 120 000, а всего 64 000 км? Сила тяжести зависит от двух факторов — полной массы и расстояния до центра этой массы. Но изменение массы сказывается не так существенно, как уменьшение радиуса, который «концентрирует» поле силы тяжести и быстро увеличивает притяжение на поверхности.

Если теперь принять для наших расчетов уменьшенное значение массы Сатурна (массу атмосферы мы не будем учитывать), уменьшение радиуса примерно в два раза резко увеличит ускорение силы тяжести на поверхности до пугающего значения 2,7 g (по расчетам Форварда). На первый взгляд кажется, что «рекорд», установленный Юпитером, — в среднем 2,67 g, — побит, но на самом деле это не так. Действительно, если все сделанные нами допущения применить к Юпитеру, сила тяжести будет уже не та, что на границе облачного слоя, то есть выше 2,67 g, и вновь побьет рекорд Сатурна. Если же атмосфера Юпитера толще на 7000 км (то есть не 13 000, а 20 000 км), то ускорение силы тяжести на поверхности будет выше 3,0 g.

Прежде чем космонавты отправятся к внешним планетам, астрономы должны покончить с некоторыми своими заблуждениями, в том числе и относительно силы тяжести на поверхности Сатурна, якобы равной 1,17 g. Иначе разгневанные космонавты по возвращении на Землю потребуют объяснить, почему у них подкашивались ноги, когда они ступили на почву Сатурна — ледяной планеты, радиус твердого тела которой почти равен толщине облачного слоя.

Загадка 3. Может быть, Сатурн — «газовый пузырь», лишенный какой-либо твердой поверхности?

Некоторые астрономы считают, что Сатурн вообще не имеет твердого ядра. 20 % твердого вещества Сатурна рассеяно в виде отдельных кусков по заполненному газом объему планеты и нигде не образует твердой поверхности, на которой могли бы высадиться космонавты.

И все же, вероятнее всего, твердое ядро существует, поскольку всякое тяжелое вещество должно погружаться к центру газового шара. Но сжатие газов в недрах планеты может сильнее увеличить среднюю плотность, чем добавление каменистых горных пород или металлов. Поэтому астрономы считают, что если «добавка» твердого вещества на Сатурне включает лишь самые легкие металлы и неметаллы, например литий, бериллий, кальций, магний, кремний и серу, то на какой-то глубине они уже будут иметь меньшую плотность, чем окружающая среда чудовищно сжатых газов, и перестанут опускаться к центру. Такое вещество никогда не сгруппируется в твердое ядро.

Теоретические доказательства того, что Сатурн состоит только из газов, не убедительны, а полное отсутствие твердых веществ невозможно себе представить. Более вероятно, что планета все-таки имеет четко выраженную твердую поверхность, так как многие газы, например аммиак, окислы серы, метан, сжижаются при низких температурах и высоких давлениях. Ниже, где давление еще больше, они затвердевают, несмотря на тепло, выделяющееся при сжатии. Кроме того, вода наверняка составляет заметную часть полной массы планеты, а она может существовать не только в жидком, но и в твердом состоянии.

В широко известной модели Вилдта (Йельская обсерватория) Сатурн имеет ядро из железа, олова и цинка радиусом 25 000 км, которое окружено слоем льда, включающего замерзшую воду, аммиак и другие тяжелые газы; ядро покрыто тонкой корой из соединений легких металлов. Там, где кончается этот массивный ледяной шар, начинается газовая атмосфера, простирающаяся на 28 000 км; она-то и определяет полный диаметр Сатурна, который мы наблюдаем с Земли.

Если же на Сатурне имеет место парниковый эффект, как и на Юпитере, то льды в верхней части обширного ледяного покрова расплавлены и где-то под толщей атмосферы всю планету покрывает океан жидкого аммиака.

 

Кольца Сатурна

За пределами атмосферы расположены кольца Сатурна, за которые эту планету называют «жемчужиной солнечной системы». Система колец начинается приблизительно в 15 000 км от поверхности Сатурна кольцом С, которое затем сменяется последовательно кольцами В и А, причем все они разделены несколькими щелями. Наружный диаметр системы колец превосходит 270 000 км. Если поместить кольца между Землей и Луной, когда последние находятся на минимальном расстоянии друг от друга (356 000 км), то внешние края системы колец Сатурна находились бы лишь в 43 000 км от каждого тела.

Толщина колец не превышает 40 км; большинство ученых считают, что она составляет всего 15 км. Каждые 14,5 лет, когда кольца видны «с ребра», они превращаются в тонкую линию и становятся почти невидимыми. Сначала кольца считали сплошными и твердыми, затем жидкими, но в настоящее время нет сомнений в том, что они состоят из миллиардов крошечных частиц, движущихся по своим орбитам, подобно микроспутникам[20]Невозможность существования сплошных колец доказали Максвелл и С. В. Ковалевская. Сплошные кольца неустойчивы — их разорвали бы приливные силы. —  Прим. ред.
. Это подтверждается наблюдениями покрытий звезд Сатурном, так как звезда видна сквозь кольца и при этом происходит лишь небольшое ослабление блеска.

Широко распространенное, но ошибочное представление о происхождении колец сводится к следующему: много лет назад Сатурн имел спутник, который находился в пределах «зоны Роша» на расстоянии менее 2,4 диаметра (около 290 000 км). Внутри этой зоны сила притяжения планеты, как бы «растягивающая» спутник, настолько велика, что разорвала его на множество кусков, рассеявшихся затем в форме блюда и продолжающих орбитальное вращение.

Но зона Роша опасна только для «жидкого» спутника (что соответствовало прежним представлениям о жидких кольцах). Твердый спутник в зависимости от своей плотности и прочности мог бы вращаться значительно ближе к Сатурну, не рискуя быть разорванным силой притяжения. Другое противоречие этой теории выражается в том, что высокое альбедо (69 %) колец указывает на существенную долю (по крайней мере половина) ледяных частиц в кольце, хорошо отражающих свет. Но, вообще говоря, нет никакой уверенности в том, что взрыв «ледяной луны» (подобной «снежным» спутникам Юпитера — Ганимеду и Каллисто) поблизости от Сатурна привел бы к образованию кольца. Тепло, выделившееся при взрыве, превратило бы лед в пар, который быстро рассеялся.

Итак, возникает еще один вопрос…

Загадка 4. Если кольца Сатурна образовались не из взорвавшегося спутника, то каково же их происхождение?

Некоторые ученые нерешительны в своих выводах, высказывая скорее догадки, чем теории.

1. Когда из первичного газо-пылевого сгущения образовался Сатурн, соседнее сгущение подверглось гравитационным возмущениям и не смогло конденсироваться как целое, а распалось на миллиарды мелких сгущений, которые впоследствии составили компоненты колец.

2. Когда-то в незапамятные времена некая комета беззаботно пролетела слишком близко от Сатурна. Ее голове, состоящей из отдельных ледяных и каменных частиц, не нужно было распадаться на куски. Осколки уже существовали, и их скопление просто приобрело форму вращающихся колец.

3. После конденсации сгущения — «зародыша» Сатурна — в планету, вещество которой вследствие сжатия расплавилось, мощное извержение (например, в результате падения огромного метеорита) выбросило в межпланетное пространство брызги лавоподобного вещества и пары со скоростью, меньшей скорости убегания, но достаточной для обращения вокруг планеты. Отброшенное вещество быстро остыло, превратившись в камни и ледяные осколки, которые остались на орбите, подобно нашим спутникам, запущенным при помощи ракет. (К 1975 г., когда будет запущено от 1000 до 5000 спутников, Земля, быть может, тоже обзаведется кольцами, но искусственными.)

Космонавты непосредственно исследуют компоненты колец Сатурна, чтобы установить их состав и происхождение.

Загадка 5. Достаточно ли велики тела в составе колец и достаточно ли близки друг к другу, чтобы служить «станциями» в пределах «верхнего этажа» кольца?

Астрономы могут лишь строить догадки о том, из скольких отдельных частиц слагаются кольца, поскольку, хотя они и знают полную массу колец, средние размеры частиц совершенно неизвестны. Естественно, что чем мельче частицы, тем больше их общее число. Высокая отражательная способность и прозрачность колец указывают, что эти тела, по-видимому, имеют размеры песчинок или более мелких пылевых частиц.

Но некоторые астрономы придерживаются той точки зрения, что такая однородность состава маловероятна и что кольца включают тела различных размеров, возможно даже огромные валуны. Они были бы сравнительно малочисленны и находились друг от друга на больших расстояниях. Их пренебрежимо малое притяжение позволило бы космонавтам перебираться с одной глыбы на другую, совершая гигантские прыжки. Теоретически космонавты могли бы (имея достаточный запас времени, воздуха, пищи и обогреваемые скафандры) «проскакать» поперек всего «блюда» — от внутреннего до внешнего края системы колец, то есть более чем на 60 000 км.

За пределами колец находится система спутников Сатурна, которая превосходит свиту старшего брата — Юпитера — если не по числу, то по размерам спутников. Диаметры всех девяти спутников Сатурна больше 300 км, а Титан с поперечником 5700 км — самый крупный спутник в солнечной системе (хотя и не самый массивный; см. гл. VII). Это единственный спутник, о котором известно, что он имеет свою собственную атмосферу из метана со следами аммиака.

Исследователи Сатурна столкнутся и с другой загадкой, решение которой надо будет искать непосредственно в окрестностях планеты.

Загадка 6. Действительно ли существует Фемида — десятый спутник Сатурна?

Еще не улеглись страсти после открытия в 1898 г. девятого спутника Сатурна — Фебы, а уже новое открытие вызвало волнение среди астрономов: Пиккеринг сообщил, что обнаружил десятый спутник Сатурна. В отличие от Фебы, удаленной от Сатурна на 13 млн. км, новая «луна» была гораздо более близким спутником, всего в 1 460 000 км от Сатурна, а ее период обращения составлял 20,85 суток. В тот год никто больше не видел этого спутника, но репутация Пиккеринга сделала свое дело; открытие было признано, и новый спутник назвали Фемидой.

Но в следующем десятилетии, когда наблюдателям из других обсерваторий не удалось подтвердить открытие и даже сам Пиккеринг не смог вновь его увидеть, возникли сомнения. Со временем таинственный спутник был официально вычеркнут из списка, но Пиккеринг еще долго продолжал утверждать, что он видел нечто, обращающееся вокруг Сатурна.

Блик рассеянного света в его телескопе? Случайная комета? Близкий спутник Гиперион, по ошибке принятый за новую «луну»? Но Пиккеринг был слишком опытным наблюдателем, чтобы его можно было заподозрить в столь грубых ошибках. Единственное логическое объяснение: Сатурн проходил мимо какой-то звезды, которая казалась перемещающейся, тогда как на самом деле планета меняла свое положение среди звезд.

Но этим дело не кончилось. В следующие полвека теперь уже другие астрономы сообщали, что они якобы наблюдали Фемиду в течение коротких промежутков времени, но вскоре теряли из виду трудноуловимый блуждающий огонек. Может быть, это невидимый или темный спутник еще неизвестного нам типа, который отражает свет лишь в особых условиях? Пока небесный секрет остается нераскрытым.

Возможно, школьник, изучающий сегодня астрономию, в будущем, став космонавтом, установит на Титане свой телескоп и найдет эту загадочную «луну».

 

 

Глава VII

Далекие миры

 

Далеко от нас, на пустынных окраинах солнечной системы, в 2900 и 4500 млн. км от Солнца, находятся два «зеленых близнеца» — Уран и Нептун. Диаметр каждого приблизительно в четыре раза больше земного, а их диски, видимые в телескоп, имеют одинаковый зеленоватый оттенок. Они обладают общими для газовых гигантов свойствами — быстрым вращением (их сутки гораздо короче земных), протяженными атмосферами, состоящими из ядовитых газов, и небольшой средней плотностью.

 

Уран

Уран примечателен тем, что он был первой планетой, которую открыл Гершель при помощи усовершенствованного им телескопа в 1781 г. В течение всей истории человечества люди, обладавшие острым зрением, сами того не подозревая, видели Уран, но до Гершеля никто не заметил, что эта тусклая «звезда» медленно перемещалась среди «неподвижных» звезд. Поэтому в древности были известны только пять планет — «блуждающих звезд», которые легко было увидеть невооруженным глазом, — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн.

Но шестой планетой, которую открыли ученые, стал отнюдь не Уран, а Земля! Задолго до 1781 г. Коперник и Кеплер окончательно доказали, что старая, геоцентрическая теория, согласно которой Земля является центром вращающейся вокруг нее Вселенной, ошибочна и что Земля наряду с пятью другими планетами вращается вокруг Солнца. Так еще за столетие до того, как Гершель обнаружил Уран, Земля официально была признана шестой планетой, обращающейся вокруг Солнца.

Уран — типичный газовый гигант — может встретить космонавтов испытаниями, а вот насколько они будут суровы — это зависит от толщины его атмосферы.

Загадка 1. Уменьшится ли вес космонавта, оказавшегося на Уране — огромном шаре диаметром 50 000 км.?

В большинстве астрономических таблиц приводится значение силы тяжести Урана, равное 9/10 земного. И опять надо оговориться, что оно относится к внешней границе атмосферы, определяющей размеры видимого диска планеты. Однако если учесть толщину атмосферы, которая сравнительно невелика — 3000–5000 км, сила тяжести почти не изменится. С уменьшением высоты над поверхностью, закрытой облачным покрывалом, сила тяжести слегка возрастет, но ускорение свободного падения все же останется меньше g или даже случайно окажется равным g, то есть в точности совпадет с земным.

Но, после того как космонавты будут приятно удивлены, ощутив на Уране свой земной вес, их поразят некоторые непривычные явления, сменяющие друг друга в зависимости от того, через какой квадрант (четверть) своей орбиты проходит Уран.

Неподвижное Солнце в течение нескольких лет остается прямо над северным полюсом; южный полюс погружен в ночную тьму. На экваторе все это время сумерки.

Приблизительно через 21 год, когда Уран переместиться на одну четверть своей орбиты, картина изменится.

Теперь Солнце висит как раз над вращающимся экватором, вызывая длинную вереницу дней и ночей с одинаковой продолжительностью в пять с половиной часов. Как на северном, так и на южном полюсе господствуют длящиеся годами сумерки.

Пройдет еще 21 год, и восстановится первоначальная картина, с той только разницей, что южный и северный полюсы поменяются ролями.

Такая причудливая последовательность времен года, изменяющая свой характер каждые 21 год, обусловлена самым необычным среди всех планет наклонением оси вращения, которое искажает также и привычный нам ритм смены дня и ночи.

Загадка 2. Почему из всех планет солнечной системы один только Уран оказался «лежащим на боку»?

Ось Урана наклонена не на несколько градусов, как у Земли (23°, 5′) или других планет, а на огромную величину — 98°, так что он вращается в обратную по сравнению с другими планетами сторону. Этот угол настолько близок к прямому, что через каждые 42 года полюса планеты направлены почти точно на Солнце (что объясняет положение Солнца в зените попеременно то над одним, то над другим полюсом). Но ось Урана, подобно оси вращающегося гироскопа, остается фиксированной в пространстве, то есть направленной всегда на одну и ту же звезду. Поэтому, после того как Уран оставит позади еще четверть орбиты, Солнце повиснет прямо над его экватором, вызывая смену времен года. Короче говоря, ось Урана ориентирована так, что она всегда параллельна, а не перпендикулярна плоскости его орбиты. Заодно напомним, что вращение Урана вокруг оси происходит в направлении, обратном движению по орбите.

Это движение планеты, которое на первый взгляд кажется весьма сложным, можно наглядно иллюстрировать, воспользовавшись круглым шаром, изображающим Уран и перемещаемым против часовой стрелки вокруг зажженной лампы — Солнца. Если наклонить шар к плоскости орбиты под углом, близким к прямому (98°), а вращение вокруг оси изменить на обратное (по часовой стрелке), мы сможем наблюдать на освещенной и темной сторонах шара все описанные выше явления, происходящие на Уране.

Почему Уран занимает особое положение — никому не известно. Он не укладывается ни в одну из теорий образования планет. Все теории исходят из общей предпосылки: планеты и спутники должны вращаться вокруг своей оси и вокруг Солнца в том же направлении, что и само Солнце — против часовой стрелки. Как могло случиться, что соответствующее Урану сгущение вещества (если рассматривать этот вопрос в рамках теории газо-пылевого облака) совершило столь невероятный переворот на 90° и «лежа на боку» завертелось в обратную сторону?

Но еще больше смущают астрономов спутники Урана.

Загадка 3. Почему все спутники Урана имеют обратное движение?

Действительно, обращаясь вокруг Урана в том же направлении, в котором вращается и он сам вокруг своей оси, его спутники тем самым имеют обратное движение по отношению к другим телам солнечной системы. И, конечно, следуя примеру материнской планеты, поворачивая свою ось то к Солнцу, то в сторону от него, спутники принимают участие в странном цикле продолжительностью в 21 год. Когда ось Урана обращена к Солнцу, в телескопы видно, что семейство спутников образует ожерелье, окружающее планету. Затем, через 21 год, когда ось Урана параллельна направлению его орбитального полета, спутники выстраиваются в ряд по обе стороны от него и вся система приобретает тот же вид, что и системы спутников всех других планет, но с одним отличием. Спутники Урана располагаются поперек плоскости эклиптики, тогда как спутники Юпитера и Сатурна обращаются в этой плоскости.

Все, что могут сказать астрономы об этом странном явлении, сводится к следующему: какова бы ни была причина, изменившая направление вращения, это произошло раньше, чем образовались спутники. Невозможно, чтобы планета и не связанные с ней жестко спутники могли повернуться как одно целое. А может быть, это возможно? Если уж вся система Урана столь «невероятна», то почему должна быть неприемлемой еще одна невероятная гипотеза?

Не исключено, что даже космонавты, посетившие Уран, не смогут решить эту задачу. Причиной, вероятно, была не внутренняя сила, а внешнее воздействие, которое имело место много веков назад и опрокинуло Уран, как черепаху.

Один Уран нарушает закон вращения в солнечной системе; другие 8 планет и 26 спутников имеют правильное вращение. Конечно, может оказаться, что «правильно» вращается именно Уран, а «неправильно» — все остальные тела.

 

Нептун

Нептун ведет себя значительно лучше — не в пример своему брату Урану. Настолько лучше, что дает очень мало материала для загадок. В истории Нептун знаменит тем, что был открыт дважды. Два небесных механика — Леверрье и Адамс — в 1845 г. предсказали положение невидимой планеты по возмущениям, которые она оказывает на движение Урана, и каждый из них открыл новую планету, не зная об удаче другого.

Нептун имеет только два спутника, но весьма возможно, что существуют и другие, недоступные нашим телескопам из-за большого расстояния от Земли.

Один из спутников, Тритон, является предметом нерешенного спора.

Загадка 1. Который из спутников планет самый крупный в солнечной системе — Тритон или Титан?

Часть астрономов делает вывод о больших размерах Тритона, основываясь на его высокой яркости при столь огромном расстоянии от Солнца. Они утверждают, что диаметр Тритона равен 5800 км, то есть он несколько больше, чем у Титана, — 5700 км. Есть и иные объяснения высокого коэффициента отражения: Тритон покрыт льдом или же окружен плотным облачным слоем и массивной атмосферой.

Другие астрономы не придают столь большого значения яркости Тритона и определяют более умеренную величину диаметра — 5300 км. Если это так, то Тритон окажется на втором месте после Титана, но впереди Ганимеда, спутника Юпитера. Некоторые ученые еще более «сжимают» Тритон — до 4800 км. Впрочем, и это не гак уж мало — таким же поперечником обладает Меркурий, так что в любом случае Тритон отнюдь не второразрядный спутник. По массе он явно превосходит Титан и занимает в этом отношении первое место.

 

Плутон — и все, что дальше него

Плутон не относится к числу газовых гигантов, но является внешней планетой, более того, самой внешней, и уже сама удаленность делает его удивительным. Среднее расстояние до Плутона — 5,92 млрд. км — в 100 раз больше, чем расстояние Земля — Марс, и в 15 000 раз больше радиуса орбиты Луны. Космический корабль, покидающий Землю с минимальной скоростью убегания (40 000 км/час), долетел бы до Плутона через 45 лет (ядерные двигатели значительно сократят этот срок).

При наблюдении невооруженным глазом с поверхности Плутона диск Солнца неразличим и оно похоже на яркую звезду, однако в 800 раз более яркую, чем полная Луна при наблюдении ее с Земли.

Чем больше накапливалось данных о Плутоне, тем очевиднее становилось, что планета существует без законных на то оснований. Плутон был открыт в 1930 г. Томбо, который руководствовался предсказаниями Ловелла, сделанными почти за 20 лет до этого. Ловелл исходил из того, что вычисленная орбита Урана, учитывающая притяжение со стороны Нептуна, отличалась от наблюдаемой. Было очевидно, что за Нептуном существует еще одна планета, и все же двадцатилетние поиски не увенчались успехом. Правда, после смерти Ловелла, когда были просмотрены сделанные им фотоснимки, оказалось, что он сфотографировал Плутон, но не заметил его, так как ожидал, что планета будет значительно ярче.

Наконец, Томбо нашел неуловимую планету, положение которой точно совпало с предсказанием Ловелла. Она была на пределе видимости самых больших телескопов того времени, превосходя по блеску лишь звезды 18-й звездной величины. Успех Томбо позволил разгадать одну загадку, но тут же породил новую, так как, хотя координаты планеты и совпадали с предсказанными, она имела слишком малые размеры и массу. Диаметр Плутона, 5800 км, и такая же, как у Марса, масса не соответствовали ожидавшимся характеристикам нового газового гиганта, на открытие которого рассчитывал Ловелл.

Другие астрономы, проверявшие расчеты Ловелла, не нашли ошибки, и это противоречие до сих пор ставит астрономов в тупик.

Загадка 1. Почему масса Плутона в шесть раз меньше, чем того требует величина возмущения в движении Урана?

После 1930 г. астрономы пытались найти объяснение этому непонятному явлению. Высказывались весьма остроумные, но, увы, совершенно неудовлетворительные предположения.

1. Поверхность Плутона, покрытая замерзшим льдом из метана и аммиака, настолько гладкая, что дает зеркальное отражение, создающее иллюзию малого изображения. Однако изменение альбедо Плутона, вероятно вызванное вращением и различием в отражающей способности его полушарий, не подтверждает теории гладкой, как у биллиардного шара, поверхности.

2. Поверхность планеты покрыта темным веществом, которое хорошо отражает только прямые солнечные лучи в центральной части и скрывает краевые зоны, освещенные косыми лучами Солнца. Но почему Плутон оказался равномерно покрытым черным как уголь веществом в отличие от других пятнистых, полосатых и разноцветных планет и спутников?

3. Плутон окружен особого вида облачным покровом, закрывающим весь диск и создающим оптическую иллюзию. Однако при низкой температуре — 250° ниже нуля (астрономы считают, что именно такая температура на этой планете) — все газы сжижаются, за исключением водорода и гелия, которые давно улетучились бы, диссипировали, в космическое пространство из-за низкой силы тяжести.

Недавно предложенная теория, хотя она и кажется весьма искусственной, все же, вероятно, ближе соответствует истине, чем другие.

Загадка 2. Может ли Плутон состоять из «тяжелого вещества», плотность которого в 110 раз превышает плотность воды?

Если бы плотность вещества Плутона была столь велика (в пять раз больше плотности самого тяжелого металла — осмия), «сфера гравитационного влияния» этой карликовой планеты была бы огромна. Тогда возмущения в движении Нептуна можно было бы объяснить мощным притяжением Плутона (если только они не вызваны десятой, «трансплутоновой» планетой). Такое тяжелое вещество само по себе отнюдь не является плодом фантазии: оно существует в недрах звезд. Однако только интенсивные ядерные реакции при высоких звездных температурах могут освободить атомы от внешних электронных оболочек и «сжать» их в ядерное вещество, масса кубического сантиметра которого измеряется тоннами. В угасших «выгоревших» звездах тоже могут существовать ядра из тяжелого вещества, но только при очень высоком давлении внешних слоев. Плутон слишком мал, чтобы его ядро было сжато столь сильно (признаков такого давления не обнаружено даже у Юпитера, который в тысячу раз массивнее). Однако нельзя исключить возможность того, что Плутон состоит из неизвестного и не обнаруженного еще в солнечной системе вещества сверхвысокой плотности.

Этому предположению придает некоторую правдоподобность еще одна удивительная особенность Плутона, единственной планеты, пересекающей орбиту другой планеты — Нептуна.

Загадка 3. Плутон — странник, забредший из-за пределов солнечной системы и захваченный Солнцем?

Эксцентриситет орбиты Плутона даже больше, чем у Меркурия, и поэтому расстояние от Земли до Плутона меняется от 7,2 до 4,5 млрд. км, то есть иногда становится меньше, чем расстояние между Землей и Нептуном. В настоящее время Плутон приближается к своему перигелию и в 1969 г. войдет внутрь орбиты Нептуна. Итак, вплоть до 2009 г. Плутон будет не девятой, а восьмой планетой солнечной системы. Это очень удобно для космонавтов, стартующих к наименее изученной планете.

Но факт пересечения планетных орбит не может объяснить ни одна теория образования планет. Эта особенность Плутона и его резкое отличие от четырех газовых гигантов на окраинах солнечной системы заставляют астрономов предполагать, что он уже с момента своего образования не был «настоящей» планетой.

Согласно одной из теорий, Плутон сначала был далеким спутником Нептуна, а затем освободился из-под влияния последнего и перешел на орбиту вокруг Солнца. Это представляется возможным, так как крошечный спутник Нептуна Нереида имеет «кометную» орбиту, а такая орбита могла бы облегчить «побег» из-под контроля материнской планеты еще более далекого спутника размером с Плутон.

Другая идея, изложенная в книге А. Азимова «Факты и фантазия», помогает объяснить недостаток вещества, оставшегося после взрыва Астероидии (см. гл. V) и сосредоточенного в современных астероидах. Возможно, рассуждает Азимов, один особенно большой осколок, возникший при разрушении гипотетической древней планеты, был выброшен из пояса астероидов. При определенных начальных скорости и направлении он ушел за Нептун, где сила солнечного притяжения «натянула поводья» и заставила Плутон ступить на эллиптическую орбиту. Если прибавить массу Плутона к полной массе малых планет, то древняя Астероидия примет вполне респектабельные и более правдоподобные размеры — средние между Марсом и Венерой.

По третьей теории Плутон действительно чужак, вообще не являющийся полноправным членом солнечной системы. Пришелец из темноты межзвездного пространства, он мог, как приемный сын, кинуться в теплые объятия Солнца. Предполагается, что кометы появляются из-за пределов солнечной системы, но Плутон слишком велик, чтобы быть головой кометы, средняя масса твердого ядра которой в миллионы раз меньше, чем у Плутона. Если Плутон — гость из межзвездного пространства, то появляется и новая загадка: как могло возникнуть в межзвездном пространстве самостоятельное тело планетных размеров? Этот пример прекрасно иллюстрирует то положение, что каждая разгаданная загадка загадывает множество новых.

Как бы ни была разрешена проблема происхождения Плутона, остается еще один вопрос: действительно ли эта далекая «беспризорная» планета определяет границы солнечной системы?

Загадка 4. Существуют ли планеты за орбитой Плутона?

Поскольку «девять» отнюдь не является магическим числом для планет, обращающихся вокруг Солнца, за Плутоном вполне может существовать планета номер десять. Но почему надо останавливаться на этом числе? Ведь вполне возможны планеты под номерами 11, 12 и более!

Плутон — объект 17-й звездной величины — довольно близок к пределу (23-я звездная величина) самых крупных современных оптических телескопов, так что десятая планета таких же размеров и с таким же альбедо была бы совершенно невидимой. Если бы трансплутоновая планета имела диаметр по меньшей мере 15 000 км и находилась не далее 12 млрд. км от Солнца, она могла бы оказаться в пределах досягаемости наших телескопов. Если же планета находится дальше, она должна иметь размеры порядка Юпитера, чтобы выделяться на фоне звезд. Еще больше затрудняет поиски то обстоятельство, что движение десятой планеты среди звезд происходило бы очень медленно — на величину порядка углового диаметра Луны в год.

Имеется весьма сильный довод в пользу существования по крайней мере десятой планеты. Дело в том, что Плутон оказался отнюдь не ожидаемой «планетой Ловелла» — газовым гигантом с массой в шесть раз большей, чем у обнаруженной «крошечной» планеты. Возмущения в движении Урана, оставшиеся после учета притяжения Плутона, могут исходить от более далекой планеты.

Однако вычисление огромной орбиты такого трансплутонового тела сопровождается столь большими ошибками, что почти невозможно предсказать точные координаты десятой планеты на данный момент или даже на данное столетие, так как ее «год», вероятно, составляет 500–1000 лет.

Остается надеяться на космонавтов и в этом вопросе: они расскажут нам, существуют ли планета номер десять и более далекие тела?

Правило Боде, хорошо представляющее расстояния планет от Солнца для ограниченного числа орбит, никогда не было доказано теоретически и не считается законом. Поэтому между Землей и Марсом, равно как и между двумя любыми другими планетами, могли бы находиться одно или несколько тел, не вызывая никаких разрушений и не создавая неустойчивости в нашей солнечной системе. Только при чрезмерном увеличении числа планет они слишком сильно притягивали бы друг друга и тогда их орбиты стали бы неустойчивыми, а это в свою очередь привело бы к столкновениям планет и автоматически ликвидировало бы «перенаселение» солнечной системы.

Если когда-нибудь нашим космонавтам придется участвовать в исследовании Млечного Пути или Метагалактики, то среди миллионов и миллиардов планетных систем они встретят немало не похожих друг на друга явлений. Число звезд с одной планетой исчисляется, вероятно, миллионами. Но не существует никакого гравитационного закона, который ограничивал бы число планет в системе девятью, как у нашего Солнца (которое тоже может иметь больше «спутников»). Планет может быть 19, 39, 99 и даже 999, если их система достаточно плотно «упакована».

Единственным ограничением способности звезды «содержать» большую свиту планет являются максимальные размеры системы. На слишком большом расстоянии (оно зависит от массы звезды) притяжение настолько слабо, что не сможет удержать даже медленно движущуюся планету и она покинет звезду (этим, возможно, объясняется, почему Плутон стал космическим беспризорником). Число планет, которое звезда в состоянии удержать на устойчивых орбитах, должно зависеть от их размеров: чем меньше планеты, тем более многочисленной свитой может обзавестись звезда. Что касается массы звезды (многие из них в тысячи раз массивнее нашего Солнца), то, чем больше эта масса, тем выше гравитационный потенциал звезды и тем больше «сфера влияния» — объем пространства, «отведенного» для планет.

 

 

Глава VIII

Сколько «лун» в солнечной системе?

В настоящее время при помощи телескопов открыто свыше тридцати спутников, обращающихся вокруг восьми планет солнечной системы, не считая Земли. Когда большие телескопы будут установлены на космических станциях, созданных человеком, то благодаря идеальной видимости в космическом пространстве, возможно, у планет будет обнаружено значительно больше спутников. Если же телескопы не помогут и в этом случае, то новые спутники поручат искать дальним космическим зондам, которые будут посланы к планетам с программой облета, выхода на орбиту или мягкой посадки. Придет время, когда человек увидит наконец своими глазами неизвестные ему ранее спутники и, вооружившись телескопом, совершит полет через всю солнечную систему либо будет путешествовать в окрестностях планет и наносить визиты неизвестным «лунам».

Рано или поздно мы, вероятно, узнаем, что вокруг планет обращается вдвое больше спутников, чем известно нам сейчас. Учитывая возможности современных телескопов, нетрудно подсчитать, что большинство «новых» тел очень невелико; вблизи Юпитера — меньше 40 км в диаметре, вблизи Плутона — меньше 160 км. Если же окажется, что все или большинство планет, включая Землю, имеют крошечные спутники диаметром порядка 1 км, то общее число спутников превысит сто, а то и пятьсот. Изучение уже известных сейчас спутников поставило перед астрономией огромное количество проблем; насколько же увеличится объем работы и без того загруженных астрономических Шерлоков Холмсов, когда список спутников значительно расширится!

Мы уже познакомились с нашей Луной и двумя спутниками Марса. Меркурий и Венера совершают свое движение по орбите в одиночестве. Займемся теперь Юпитером — планетой-захватчиком, тяготение которого, как длинная цепкая рука, простирается через всю солнечную систему.

Кроме четырех захваченных спутников-астероидов, Юпитер «пленил» 14 других необычных маленьких планетообразных тел, которые ставят перед нами задачу чрезвычайной важности…

Загадка 1. Почему астероиды-троянцы покинули свои орбиты и перешли на орбиту Юпитера?

Астероиды-троянцы собраны в две группы, которые постоянно находятся в 60° впереди и 60° позади Юпитера в его движении вокруг Солнца. Как раз в этих точках орбиты силы притяжения со стороны Солнца и Юпитера уравновешиваются, и образуются две нейтральные зоны, где тела могут оставаться в равновесии бесконечно долго. Строго говоря, троянцев нельзя назвать спутниками Юпитера, так как они не обращаются вокруг него; в то же время это и не планеты в полном смысле слова, хотя они движутся по орбите Юпитера.

Теория столь необычного явления была разработана Лагранжем в XIX столетии — еще до открытия астероидов. Он показал, что нейтральные зоны находятся в 60° впереди и позади планеты и образуют с ней и Солнцем равносторонний треугольник.

Из теории Лагранжа следует интересный вывод: такие спутники могут существовать и у любой другой планеты, хотя до настоящего времени они и не обнаружены. Однако совсем маленькие тела, невидимые даже в телескоп, могут сопровождать Венеру, Марс, Сатурн и даже Землю в их движении по орбитам. По плану астрономических наблюдений в космосе равносторонние точки земной орбиты будут наблюдаться в телескопы для обнаружения «троянцев» Земли[21]Троянец странной природы, по-видимому, существует у Луны. Он движется в 60° позади Луны по ее орбите. Этот спутник представляет собой скорее сгущение пыли, чем твердое тело. Его существование было предсказано теоретически еще в 1956 г., но он был сфотографирован лишь в 1961 г. Кордылевским (Польша). Однако объект настолько слаб, что требуются дальнейшие исследования, прежде чем его можно будет признать троянцем Луны.
.

У Юпитера — девять спутников-троянцев в головной группе и пять в задней. Их диаметры от 15 до 80 км, что дает нам некоторый ключ к разгадке их происхождения: скорее всего это захваченные планетой астероиды. Но как Юпитер мог пленить их, не нарушив законов небесной механики?

Одна из гипотез дает такое объяснение. Перемещаясь вдоль пояса астероидов, Юпитер время от времени захватывал блуждающие астероиды, которые отважились проникнуть в сферу его гравитационного влияния. Четыре астероида стали настоящими спутниками (см. гл. VI), а другие все же остались наполовину во власти Солнца. После напряженной гравитационой борьбы между двумя гигантами крупнейшие из подвергшихся возмущениям астероидов приобрели эксцентрические орбиты (Эрос, Гермес и т. д.), а другим посчастливилось ускользнуть в две зоны, где обе силы гравитации уравновесили друг друга. Там они остаются и по сей день.

По мнению сторонников другой гипотезы, каждый троянец — это смесь метеорных тел и космических осколков, захваченных из-за пределов солнечной системы действием солнечного тяготения. На пути к Солнцу некоторые из мелких осколков, пересекавших орбиту Юпитера, были собраны вместе его мощным притяжением. Бóльшая часть вещества затем упала на поверхность планеты, а остатки удерживались Солнцем, до тех пор пока не нашли покой в нейтральных точках. Непосредственное посещение космонавтами этой области позволит установить, из чего состоят троянцы, и разрешит спор.

Спутники Юпитера, особенно четыре самых крупных, ставят перед нами другой вопрос, ответ на который ревниво охраняется Вселеной.

Загадка 2. Являются ли два из четырех галилеевских спутников гигантскими снежными комьями?

Эти спутники называются «галилеевскими», в честь открывшего их в 1610 г. Галилея. Из четырех спутников три по размерам больше Луны, а два — больше Меркурия. Ио и Европа, диаметры которых соответственно равны 3720 и 3140 км, ничем не выделяются. Что касается Ганимеда и Каллисто, то, несмотря на значительные размеры диаметров — соответственно 5230 и 5150 км[22]Некоторые ученые считают, что Каллисто больше Ганимеда.
, — масса каждого из них в два раза меньше, чем у Меркурия. Оба спутника характеризуются высокими значениями альбедо, которые не могут быть обусловлены сияющими облачными атмосферами, так как атмосферы у них полностью или почти полностью отсутствуют.

Теория объясняет малые массы и высокие альбедо Ганимеда и Каллисто тем, что их недра и поверхностные слои состоят из белого вещества низкой плотности — такой, как у снега или льда. Поэтому эти два спутника больших размеров, но малой массы, вероятно, не что иное, как снежные гиганты с очень маленькими каменными ядрами.

Спутникам Юпитера и других внешних планет присуща другая особенность, не наблюдающаяся у спутников четырех внутренних планет до Марса включительно.

Загадка 3. Почему 11 спутников из 31 обращаются вокруг планет в обратном направлении?

Почти все тела в солнечной системе — планеты, спутники, кометы, астероиды, метеорные тела — обращаются вокруг Солнца против часовой стрелки, если смотреть из северного полюса эклиптики. То же самое можно сказать и о направлении вращения этих тел вокруг своих осей.

Иначе обстоит дело с четырьмя внешними спутниками Юпитера, не имеющими собственных имен и обозначенными римскими цифрами: VIII, IX, XI и XII. Эти необычные спутники имеют обратное обращение вокруг Юпитера — по часовой стрелке. Теория, согласно которой они являются «плененными» астероидами, дает простое объяснение этому факту. Если они были захвачены из пояса астероидов притяжением Юпитера, то направление их орбитального движения определялось бы моментами количества движения этих тел относительно планеты.

Рис. 10. Четыре внешних спутника Юпитера (отмечены буквой О) имеют обратное движение (по часовой стрелке). Предполагается, что это захваченные гигантом астероиды.

Но обратное вращение самого внешнего спутника Сатурна — Фебы — не удается объяснить таким же образом. Вряд ли Феба — астероид, удалившийся от основной массы малых планет на невероятно большое расстояние — 800 млн. км. Скорее всего тяготение Сатурна изменило направление движения кометы, летевшей к Солнцу, и превратило ее гиперболическую траекторию в замкнутую орбиту. Вместе с головой будущая Феба потеряла и хвост, так как он образуется только при достаточном приближении к Солнцу (внутри орбиты Марса). Тепло и коротковолновое солнечное излучение превращают замерзшие газы головы кометы в светящиеся пары´, тянущиеся в виде хвоста далеко позади нее. Эта теория будет окончательнo доказана, если будущие космонавты, опустившись на Фебу, обнаружат смесь пыли, камней, кристаллов льда и замерзших газов. Если же, напротив, Феба окажется твердой, как обычные спутники, и непохожей на голову кометы, то загадка останется неразрешенной.

Пять спутников Урана, как, впрочем, и сам Уран, имеют обратное вращение. Вероятно, они образовались обычным образом. Тайна обратного движения этих спутников связана с еще более трудной загадкой — обратным вращением самого Урана (см. гл. VII).

Замыкают наш список два спутника Нептуна, Тритон и Нереида, причины обратного движения которых совершенно неизвестны.

Нереиде присуща и другая особенность, доставляющая астрономам танталовы муки.

Загадка 4. Почему у Нереиды кометная орбита?

Нереида имеет несравненно более эксцентрическую орбиту, чем любой спутник в солнечной системе. Она приближается к Нептуну на 1 600 000 км и удаляется в «апонептуний» на 9 600 000 км. Но некоторые характеристики Нереиды заставляют усомниться в том, что это захваченная голова кометы, подобная Фебе. До сих пор никто не нашел объяснения происхождению не похожего на комету спутника Нептуна с его очень вытянутой орбитой. Другой спутник Нептуна — Тритон — отличается тем, что плоскость его орбиты очень сильно наклонена к плоскости, в которой обращаются вокруг Солнца планеты солнечной системы. Почему один спутник из 31 нарушает общие правила?

Проблемы такого рода типичны для тех загадок солнечной системы, для решения которых слишком мало фактов, так мало, что трудно построить правильную теорию. Эти головоломки — пробелы в наших знаниях о планетах. Их разрешат будущие космонавты. В течение по меньшей мере столетия они будут деловито курсировать между девятью планетами и решать множество загадок, которые покажутся легкими, но затем придет черед трудных…

Одна невероятно трудная загадка, которая никогда не покорится будущим космонавтам, загадана спутниками Марса.

Загадка 5. Как удалось Джонатану Свифту в «Путешествиях Гулливера» предсказать открытие спутников Марса в 1726 г. — за 150 лет до того, как они были замечены в телескопы?

«Кроме того, они (астрономы летающего острова Лапуты. — Ред.) открыли две маленькие звезды или спутника, обращающихся около Марса, из которых ближайший к Марсу удален от центра планеты на расстояние, равное трем ее диаметрам, а более отдаленный находится от нее на расстоянии пяти таких диаметров. Первый совершает свое обращение в течение десяти часов, а второй — в течение двадцати одного с половиной часа…»

Приведенные Свифтом значения высот спутников — 19 200 и 33 600 км соответственно — не слишком расходятся с истинными расстояниями Фобоса и Деймоса от центра Марса, равными 9300 и 23 500 км. И все же точнее всего он назвал величину периода обращения ближайшего спутника — 10 часов вместо 7,5 часов в действительности. Но самое удивительное, что предсказано существование спутника, вращающегося быстрее своей планеты, — явление, не наблюдаемое у других спутников и не объяснимое в рамках общепризнанных теорий.

Исследование показало, что в 1726 г. Свифт не пользовался телескопом, да к тому же телескопы того времени были настолько несовершенны, что с их помощью не удалось бы заметить марсианские «луны». Когда в 1877 г. Холл впервые обнаружил спутники красной планеты, он был поражен гениальным предвидением Свифта, который за полтора столетия до его открытия дал параметры спутников, оказавшиеся близкими к действительности.

Были ли спутники чистейшей выдумкой автора и только благодаря счастливой случайности оказались существующими в действительности? Или Свифт открыл спутники каким-то неизвестным способом, о котором он никогда не упоминал?

Можно попытаться так объяснить эту историческую головоломку. В 1726 г. было сформулировано правило Боде, которое давало верные расстояния от Солнца для всех известных в то время планет. Открытие Урана, казалось, еще больше укрепило его правильность (хотя позднее, когда были открыты Нептун и Плутон, авторитет правила Боде был подорван).

В XVIII в. появилось еще одно правило типа правила Боде, которое давало число известных в то время спутников у каждой планеты. Был предложен следующий эмпирический закон:

Венера — 0

Земля — 1

Марс — 2?

Юпитер — 4

Сатурн — 5 (плюс 3?)

Уран — 16 (предстояло открыть)

Поскольку в XVIII веке — «веке просвещения» — все во Вселенной казалось подчиненным простым и точным законам, то нетрудно было вообразить, что число спутников у каждой планеты по мере удаления от Солнца удваивается. Тот факт, что уже было открыто пять спутников Сатурна и ровно четыре спутника Юпитера (в то время ни один из восьми других, гораздо более мелких не был, да и не мог быть открыт), подтверждал правило. И, хотя тогда не было найдено ни одного спутника Урана, это никого не смущало: так как Уран был открыт лишь в 1781 г., все считали, что обнаружение его 16 спутников всего лишь дело времени.

Марс по этой схеме должен был иметь два спутника. Чтобы объяснить, почему их не удавалось обнаружить, допускали, что они имеют небольшие размеры и находятся близко к поверхности Марса. Свифт мог знать это правило, казавшееся тогда незыблемым, и использовал его в своем фантастическом произведении, показав, что его герои знакомы с последними достижениями астрономии.

В 1726 г. любой образованный человек хорошо знал закон тяготения Ньютона и законы движения планет, поэтому Свифт мог легко подсчитать расстояние и период обращения придуманных им спутников Марса.

Есть и такое объяснение: Землю посетили существа из другой части Вселенной. Предварительно они побывали на Марсе и рассказали Свифту о двух марсианских «лунах». Что и говорить, весьма смелая гипотеза!

Однако из-за отсутствия показаний самого автора — давно умершего Свифта — следует считать, что точный ответ на этот вопрос навсегда останется неизвестным.

Оставим теперь крошечные спутники и обратимся к самым большим; здесь мы столкнемся с очень странной особенностью одного из «детищ» Сатурна.

Загадка 6. Почему при наблюдении в телескоп Титан имеет красновато-оранжевый оттенок?

Титан — единственный спутник, о котором известно, что он имеет собственную атмосферу. Спектроскопические данные показывают, что его атмосферная оболочка состоит из метана с примесью аммиака, подобно атмосферам газовых гигантов. Почему в таком случае красновато-оранжевая окраска диска Титана, которую отмечают астрономы, совершенно отличается от любых цветовых оттенков, присущих другим метано-аммиачным атмосферам?

По одной из теорий, это явление объясняется следующим образом. В результате химической реакции между веществом поверхности Титана и его первичной атмосферой появились соединения красновато-оранжевого цвета, подобно тому как взаимодействие кислорода марсианской атмосферы с железом в почве Марса могло окрасить Марс в «ржавый» цвет. Но большая часть кислорода первичной атмосферы Титана сначала прореагировала бы с активным водородом, образуя воду, которая превратилась бы в лед при господствующих там температурах. По-видимому, на Титане не осталось достаточного количества кислорода, чтобы покрыть его «ржавчиной», подобно Марсу. Ни свободный метан, ни аммиак не могут придать такую окраску, так как они не взаимодействуют с железом или другими существующими на Титане химическими веществами.

Итак, Титан, подобно Марсу, продолжает посылать дразнящие ученых красноватые лучи, приберегая свои секреты для космонавтов будущего.

Свифт предсказал и другое явление, когда писал:

Загадка 7. Есть ли у крупных спутников газовых гигантов «свои» миниатюрные луны?

Рис. 11. Вокруг спутников внешних планет могут обращаться крошечные спутники, не видимые в земные телескопы. На рисунке изображена «луна луны» Титании — самого большого спутника Урана.

Ракета с ионными двигателями «приземлилась» на поверхность Титана. Астрономы установили небольшой телескоп и с нетерпением направили его на опоясанный кольцами Сатурн, заслоняющий четверть неба. Но что за светлячок пересекает поле зрения телескопа? Ведь он гораздо ближе к Титану, чем к Сатурну. Вот он появился снова… и снова… и снова…

Внезапно один из астрономов бросается к бортовому передатчику: «Земля! Земля! Я — Титан! Найден объект, обращающийся вокруг Титана! У Титана есть собственный спутник!»

Законы небесной механики не исключают такой возможности. Подобно тому как любая планета — член большой семьи Солнца — может иметь спутники, любой из них может обладать своей собственной независимой свитой. Недалеко то время, когда первый космический корабль станет временным спутником нашей Луны[23]Это время уже наступило. Вокруг Луны обращается три искусственных спутника: советские — Луна 10 и Луна 11 и американский — Лунар орбитер. —  Прим. ред.
.

Естественные «спутники спутников» пока не открыты. Однако астрономы объясняют это тем, что крошечные спутники диаметром до километра, находящиеся на расстоянии всего 150 000 км от Земли, нельзя увидеть даже в лучшие телескопы. Точно гак же и более крупные спутники, обращающиеся вокруг Луны, оставались бы невидимыми для всех, кроме космонавтов, которые «прилунятся» и будут наблюдать их в телескопы.

Очевидно, тела с поперечником до 10–15 км на расстоянии орбиты Юпитера или дальше также легко ускользали бы от глаз земных наблюдателей. Если первый облет Луны ракетой с человеком на борту выявит у нее семью спутников, то это будет указывать на существование таких же «сублун» у многих членов семьи Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

«Спутники спутников» оказались бы не только крошечными, но и жались бы поближе к поверхности тела, вокруг которого они обращаются, иначе мощное притяжение планеты оторвало бы их, блуждающих на расстоянии нескольких тысяч километров, от центрального слабо притягивающего тела.

Космонавты, которые будут исследовать солнечную систему, вероятно, обнаружат не только «спутники спутников», но и другие спутники, принадлежащие девяти планетам. Общее число спутников и «спутников спутников» может достигнуть нескольких сот и ежегодно увеличиваться. В этом случае «перепись» спутников станет нелегким делом, подобно регистрации ежегодного пополнения списка астероидов (около пятидесяти астероидов в год).

 

 

Глава IX

Секреты Солнца

 

Солнце

Из более чем 250 спутников, запущенных в СССР и США начиная с 1957 г. вплоть до времени написания этой книги, почти каждый нес на борту приборы с солнечными датчиками, предназначенные для сбора информации о жизненно важном для нас гигантском светиле — сердце солнечной системы.

Солнце — неисчерпаемый источник тепла, обогревающего планеты, лучистой энергии, определяющей погоду на Земле, и света, который, отражаясь от планет, делает их видимыми на нашем ночном небе. Без Солнца жизнь была бы невозможна. Его живительные лучи даруют жизнь растениям, вызывают необходимый им дождь, создают благоприятные условия для существования животных, стимулируют круговорот кислорода в природе и обеспечивают человечество скрытыми в недрах Земли запасами угля и нефти.

Солнце — ничем не выделяющаяся звезда среди множества ее небесных сестер. Его диаметр 1 390 000 км. Будь оно полое, внутри него поместилось бы несколько миллионов таких тел, как Земля. На 70 % Солнце состоит из водорода. Огромное давление и высокая температура (больше 14 000 000°) в его недрах миллиарды лет назад дали начало термоядерной цепной реакции: непрерывному превращению водорода в гелий. В этом процессе атомного синтеза ежесекундно расходуется 600 млн. тонн водорода и чудовищный поток энергии извергается в окружающее пространство, из которого Земля получает всего только около двух миллиардных.

Мало известно о фантастической жаре, царящей внутри светила. В телескопы видны только верхние слои солнечной атмосферы — фотосфера, хромосфера и корона.

Огненная фотосфера преподносит нам несколько загадок.

Загадка 1. Почему число солнечных пятен периодически меняется и максимум их повторяется каждые 11 лет?

Общее число пятен, зарегистрированных на поверхности Солнца за двенадцать месяцев в 1957–1958 гг., достигло многих сот. К 1963 г. оно уменьшилось до 1/3 этого количества, а в 1964–1965 гг. упало еще ниже, до нескольких пятен в месяц. Затем число темных пятен на ярком диске Солнца начало увеличиваться с каждым годом и достигнет следующего максимума около 1968–1969 гг. Этот 11-летний цикл безотказно действует с тех пор, как Галилей впервые навел оптическую трубу на Солнце, но «вступил в строй» значительно раньше.

Причина цикличности совершенно неизвестна. Одна гипотеза сменяет другую, но все они связывают солнечные пятна с ядерными реакциями, идущими глубоко в недрах этого гигантского атомного котла. Согласно одной из прежних теорий, которая теперь отвергнута, солнечные пятна — это «предохранительные клапаны, спускающие пар» и предотвращающие взрыв всего Солнца, как космической сверхбомбы. Современная теория рассматривает солнечные пятна как «магнитные холодильники», играющие какую-то — пока неясную — роль в солнечной активности.

Что такое солнечные пятна — тоже не установлено. Диаметры их порядка 100 000 км, а температура на 1500° ниже окружающего раскаленного вещества (средняя температура 6000°), поэтому из-за эффекта контраста пятна кажутся черными. Вероятно, это гигантские магнитные вихри или глубокие впадины, внезапно образованные опускающимися массами относительно холодного ионизованного вещества, или даже «смерчи», медленно перемещающиеся в бурлящих морях плазмы.

Когда астрономы достигнут Меркурия, они используют его в качестве платформы для наблюдений солнечной поверхности с близкого расстояния и разгадают истинную природу солнечных пятен. Автоматические зонды, запущенные с Меркурия, могут приблизиться к Солнцу на расстояние 15 млн. км и ближе, если только контейнеры выдержат высокую температуру и не расплавятся.

Один из удивительных фактов состоит в том, что солнечная корона гораздо горячее поверхности Солнца и имеет температуру от 300 000 до 1 000 000°. Почему эта разреженная плазма, состоящая из протонов (ядер водорода), альфа-частиц (ядер гелия) и тяжелых ионов, так фантастически горяча, не известно. Выяснилось, что солнечная корона тянется значительно дальше, чем думали прежде. Телеметрические данные, полученные с дальних космических зондов: Пионер 5, Эксплорер 10 и Маринер 2, запущенных в 1960–1962 гг., указывают, что она простирается за орбиту Венеры (110 млн. км).

Но и эта величина может оказаться очень далекой от истины.

Загадка 2. Находится ли наша Земля внутри солнечной короны?

В настоящее время астрономы подозревают, что корона действительно простирается по крайней мере на 150 млн. км в виде гигантской линзы, параллельной плоскости эклиптики. В этой области, занятой солнечной атмосферой, целиком лежит земная орбита.

Рис. 12. Солнечная атмосфера из сверхгорячей плазмы простирается, по-видимому, до орбиты Марса, если не далее.

Однако эта атмосфера из газовой плазмы гораздо более разрежена, чем самый высокий вакуум, когда-либо полученный в земных лабораториях. Ее основная роль, по-видимому, заключается в переносе магнитных полей, имеющих вид гигантских пузырей, в межпланетное пространство между Венерой и Землей. Именно эти поля могут изменять направление движения энергичных частиц, приходящих из галактического пространства, вызывая тем самым загадочные уменьшения интенсивности космических лучей, время от времени наблюдающиеся на Земле.

Довольно странно, что в солнечной атмосфере, в которой движется наша планета, происходят явления, напоминающие процессы в атмосфере нашей Земли.

Загадка 3. Периодически ли повторяются порывы солнечного ветра в межпланетном пространстве?

Фонтаны раскаленной плазмы, именуемые протуберанцами, беспрерывно поднимаются с солнечной поверхности. По-видимому, они возбуждают колебания в короне, которые выбрасывают облака протонов и электронов, несущихся в пространстве со скоростью нескольких миллионов километров в час. Это значит, что «пустое» пространство на самом деле заполнено частицами, постоянно волнующимися и колеблющимися, как штормовое море.

Достигая Земли, эти электронные ураганы искажают «радиозеркало» — ионосферу — и нарушают радиосвязь на Земле на несколько часов или даже дней. Но Солнце порождает еще и смертоносные тайфуны, состоящие из частиц гораздо более энергичных, чем обычный солнечный ветер.

Среди астрономов возникли разногласия по поводу объяснений этого явления, впервые обнаруженного с помощью спутников в 1958 г.

Рис. 13. Земля и Солнце. Процессы, посредством которых различные виды излучений Солнца влияют на атмосферные условия и погоду, еще недостаточно изучены.

Загадка 4. Насколько велика опасность солнечных «лучей смерти» для космонавтов в длительном космическом путешествии?

Солнечные вспышки — это мощные извержения солнечного вещества; число их тесно связано с количеством пятен на Солнце. Вспышка посылает в межпланетное пространство смертоносный поток атомных ядер, который, как полагают, подойдя к Земле, пополняет радиационные пояса и вызывает полярные сияния в северных и южных полярных зонах.

Более интенсивная, чем космические лучи, эта радиация может представлять серьезную опасность для космонавтов, поскольку каждая такая вспышка эквивалентна по мощности миллиарду, а то и больше самых крупных водородных бомб.

Нам повезло, что солнечные вспышки случаются не часто. Крупнейшие из них, посылающие наибольшее количество опасных лучей, бывают в среднем три раза в год. Для борьбы с нарушениями радиосвязи астрономы всего мира по очереди ведут наблюдения Солнца, и созданы службы Всемирной системы оповещения. Когда на Солнце появляется вспышка, земной шар облетает предупреждение о приближении магнитной бури. Это предупреждение поступает в самые отдаленные уголки Земли по крайней мере за сутки до прилета частиц.

Итак, времени между сильными вспышками вполне хватило бы для короткого путешествия к Луне. Если космонавты будут застигнуты в дороге непредвиденной вспышкой, то, получив предупреждение с Земли, они успеют укрыться в «штормовом погребе» на борту корабля — небольшой кабине, надежно защищенной от радиации. Несколькими часами позже, после окончания солнечной бури, космонавты выйдут отсюда невредимыми.

Однако полеты к Марсу, Венере и другим планетам займут несколько месяцев, а то и год (по крайней мере на заре межпланетных путешествий), а на космическое путешествие в оба конца понадобится более двух лет. За это время неизбежно разразятся солнечные штормы, обрушивающие на ракету поток губительной радиации, причем число их в зависимости от фазы цикла солнечной активности может достигнуть нескольких десятков. Предохранит ли «штормовой погреб» космонавтов от бомбардировки этой «Большой Берты»? Есть много противоречивых мнений.

Самые мрачные предсказания — что радиация солнечных вспышек помешает межпланетным полетам человека — уже сейчас можно не принимать во внимание. Тем не менее многие специалисты высказывают опасения, что даже экспедиция к Марсу и Венере не раз встретит смертоносный ураган радиации. С еще большей опасностью встретятся путешественники во время длительных полетов к другим планетам. Массивная свинцовая защита, способная существенно уменьшить риск полета, будет составлять значительную часть полезной нагрузки ракеты.

Другое мнение (к нему склоняется все больше и больше специалистов) гораздо оптимистичнее. «Вероятно, в течение года происходит не более одной солнечной вспышки, достаточно интенсивной, чтобы своим излучением погубить человека в космосе», — говорит Симпсон (Чикагский университет). Многие авторитетные специалисты уверены, что опасность космических лучей значительно преувеличена и сравнительно легко устранима. Она пугает нас, как всякое новое и неизученное явление.

Это частично подтверждается несколькими экспериментами. В контейнер спутника помещались культуры микробов, семена растений, зародыш улитки и другие объекты, включая живые клетки человеческой ткани. После облучения радиацией солнечной вспышки (в одном случае в течение 60 часов) они вернулись на Землю без каких-либо тяжелых или необратимых повреждений. Человеческие ткани сначала выглядели поврежденными, но затем быстро восстановили свои жизненные функции.

 

Кометы

Наряду с девятью планетами у Солнца есть другая свита, образующая одно из самых роскошных украшений солнечной системы и вместе с тем хранящая немало тайн, — кометы. Они могут быть разделены на два класса — периодические и однократные. Периодические кометы имеют правильные, хотя и сильно вытянутые эллиптические орбиты, афелии которых рассеяны за орбитой Марса. Они делятся на короткопериодические (например, комета Энке с периодом 3,3 года) и долгопериодические (например, комета Галлея с периодом 78 лет).

Короткопериодические кометы относятся главным образом к многочисленному «семейству» Юпитера, так как их афелии лежат вблизи его орбиты. По-видимому, очень давно они пролетали поблизости от этой гигантской планеты, притяжение которой превратило их траектории в замкнутые орбиты, простирающиеся от Солнца на расстояние 800 млн. км. Семья комет Сатурна меньше, чем Юпитера; и наконец немногие периодические кометы (включая знаменитую комету Галлея) достигают орбит Урана и Нептуна.

Однократные кометы загадочны и непонятны. Прилетая с далеких окраин солнечной системы, они только один раз огибают Солнце, а затем по гиперболической (не замкнутой) траектории удаляются в ту же таинственную пустоту, из которой прилетели. Предполагается, что некоторые из них или даже все кометы имеют огромные, но все же замкнутые орбиты, по которым они пролетают почти половину расстояния до следующей звезды, прежде чем повернуть назад, затрачивая много лет на один оборот.

Одна из тайн комет межзвездного происхождения — неисчерпаемость их запасов. Ежегодно наблюдаются десятки комет, а сотни и тысячи, вероятно, никем не регистрируются. На очень больших расстояниях от Солнца замерзшие газы в ядре кометы почти не нагреваются солнечными лучами и не испаряются, до тех пор пока комета не пересечет орбиту Марса. Хвост, который состоит из разреженных газов, выталкиваемых из головы кометы давлением солнечных лучей, образуется еще позднее. Поэтому, пока комета не подойдет к Земле ближе чем на 120 млн. км, она остается невидимой, если только не обладает исключительно большими размерами.

По подсчетам астрономов, вокруг Солнца обращаются тучи комет, исчисляемые миллионами, из которых мы наблюдаем ничтожную часть. Более того, траектории всех зарегистрированных непериодических комет сильно различаются, то есть каждый год прилетает совершенно новая «партия» комет.

Загадка 5. Откуда прилетают эти многочисленные кометы?

Один из возможных ответов следующий: в безмолвной холодной глубине межзвездного пространства беспорядочно витает множество осколков. Некоторые из них, состоящие из небольших метеорных тел, замерзших газов и осколков ледяных кристалов, под действием сил притяжения собираются вместе. Затем, испытывая слабое, но все же ощутимое притяжение со стороны нашего светила, они начинают свое тысячелетнее поломничество «в Мекку» — к Солнцу.

Другая гипотеза сводится к тому, что кометы породила гипотетическая планета Астероидия, некогда взорвавшаяся по неизвестным причинам (см. гл. V). Если у нее была частично замерзшая атмосфера, то очень большие куски твердых газов, перемешанных с обломками камней, могли быть выброшены в космическое пространство. Взрыв, расколовший планету, мог сообщить им достаточную скорость, для того чтобы они покинули солнечную систему. Осколки, которые приобрели скорость 34 км/сек[24]34  км/сек — «скорость убегания» из пределов солнечной системы с орбиты этой гипотетической планеты. —  Прим. ред.
, были потеряны навсегда, но бóльшая часть вещества, возможно, имела меньшую скорость и осталась в сфере солнечного притяжения. Из него-то и образовались кометы, блуждающие в кромешной тьме за Плутоном.

Еще одна гипотеза принадлежит известному английскому астрофизику Хойлу. Он исходит из того факта, что грандиозные извержения из фотосферы Солнца, по своим масштабам едва доступные человеческому воображению, — протуберанцы и вспышки — выбрасывают газообразное вещество на сотни и тысячи километров. Струи раскаленных газов могут быть «выстрелены» с поверхности нашего светила со скоростью убегания — 620 км/сек — в глубины пространства и быстро застыть, превратившись в типичные головы комет. Так как извержения повторяются непрерывно, запасы комет никогда не иссякнут.

Загадка 6. Будет ли разбита на куски наша Земля, если с ней столкнется какая-нибудь комета?

По мнению самых авторитетных ученых, такая опасность сильно преувеличена, так как кометы — это, образно говоря, «видимое ничто». Когда ядро кометы на пути к Солнцу минует орбиту Марса, вокруг него образуется ореол испаряющихся газов, которые ионизуются и ярко светятся. Эти газовые шары под действием усиливающегося солнечного излучения расширяются и могут превзойти по размерам Землю, но они остаются все же не чем иным, как «мыльными пузырями», окутывающими крошечное центральное ядро.

Двигаясь с большой скоростью, это массивное ядро может взорваться при ударе о Землю и даже разрушить какой-нибудь город, но никак не всю планету. Не сможет комета и столкнуть Землю с орбиты, как блоха не сдвинет с места слона.

Было и другое безосновательное опасение — будто бы хвост кометы, пройдя через земную атмосферу, отравит воздух, которым мы дышим. В 1910 г. Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея, но в земной атмосфере не появилось серных паров или радиоактивного тумана, от которых люди «гибли бы как мухи»; никто не увидел и не почувствовал вкуса или запаха посторонних примесей в воздухе. Более того, даже ученые с их чувствительными приборами не обнаружили следов «заражения» земной атмосферы. Они и не могли надеяться на это, так как было бы замечательным достижением получить в лаборатории вакуум, в котором оставшийся газ был бы разрежен так же, как в хвосте кометы.

Оболочка головы кометы, состоящая из светящихся газов и называемая комой, окружает крошечное твердое ядро (меньше 150 км в диаметре); приближаясь к Солнцу, она часто увеличивается в размерах до 80 000 км. Сверхгигантская комета Холмса 1882 г. «раздула» свою голову до 1,5 млн. км в диаметре, что превышает диаметр Солнца, а хвост более чем до 300 млн. км. Из-за высокой разреженности газовой плазмы в комете солнечные лучи способны оказывать ощутимое давление и сдувать часть ионизованного вещества с головы кометы, образуя позади шарообразной комы сияющую полосу.

При движении кометы по орбите световое давление вызывает хорошо известное явление: ее хвост выгибается дугой и указывает в сторону, противоположную Солнцу. Но бывают исключения из этого правила.

Загадка 7. Почему хвосты некоторых комет указывают в сторону Солнца вопреки давлению солнечного излучения?

Очень часто это всего лишь оптическая иллюзия. Когда комета огибает Солнце и хвост ее образует громадную изогнутую светящуюся дугу, простирающуюся на 100–150 млн. км, конец его кажется направленным к Солнцу.

Другое объяснение опирается на недавно предложенную теорию, согласно которой солнечные вспышки выбрасывают в окружающее пространство облака плазмы, несущие в себе магнитное поле. Эти «магнитные пузыри» искажают правильное магнитное поле в межпланетном пространстве и изменяют движение частиц кометного хвоста, либо отталкивая, либо притягивая их в зависимости от знака электрических зарядов этих частиц. Разумеется, все это могло бы резко изменить ориентацию кометного хвоста.

Теперь давайте обратимся к другому случаю. Не так давно одна комета своим поведением прямо-таки повергла в изумление астрономов.

Загадка 8. Что случилось с кометой, бесследно исчезнувшей в 1959 году?

Комета, открытая 30 августа 1959 г. англичанином Алкоком, была охарактеризована им как «великолепная комета с хорошо развитой головой и огромным хвостом». Этот великолепный экземпляр был сфотографирован и наблюдался астрономами всего мира в течение следующей недели после открытия. 7 сентября она стала невидимой с Земли, так как огибала Солнце.

Десятки астрономов направили свои телескопы на ту область неба, где комета должна была появиться снова после прохождения перигелия, находившегося за Солнцем. Но тщетно. Она больше не появилась! Сбитым с толку наблюдателям оставалось только строить догадки о том, куда «исчезла» целая комета вместе со своим пышным хвостом.

По-видимому, была неверно рассчитана траектория и в действительности комета столкнулась с Солнцем и погибла в огненных вихрях. Хотя это был бы первый случай падения кометы за всю эпоху телескопических наблюдений, подобные катастрофы, несомненно, должны были происходить и раньше.

Быть может, подойдя к Солнцу ближе, чем обычно (кометы редко заходят внутрь орбиты Меркурия радиусом 58 млн. км), «нарушительница» была разорвана на куски притяжением Солнца, а осколки образовали околосолнечное кольцо, как у Сатурна.

А может быть, гигантский протуберанец, поднявшийся в это время с невидимой стороны Солнца, дотянулся до ядра кометы и только короткий космический фейерверк возвестил о ее гибели.

Но, что бы ни случилось на самом деле, Алкок пережил своего космического тезку, тогда как обычно кометы надолго переживают своих открывателей.

 

 

Глава X

Живая вселенная

О физических процессах, протекающих в наблюдаемой нами области Вселенной, нельзя сказать почти ничего определенного. За пределами солнечной системы лежит бесконечная неизвестность. Расширяющаяся Вселенная, стационарная или взрывного происхождения, подозрительные скопления галактик, не видимые в телескоп источники космического радиоизлучения — все это объекты, теоретическое описание которых выходит за рамки нашей книги.

Однако мы можем задать волнующий всех вопрос: «Существует ли где-нибудь в космическом пространстве другая жизнь и другие цивилизации?» Может быть разумные существа, подобные человеку или, напротив, совершенно отличные от него, живут, любят и смеются в миллионах световых лет от нас? Выходят ли братские цивилизации из доисторической тьмы или уже поднимаются к триумфальным вершинам прогресса, которых человечество, быть может, не достигнет и через много тысяч лет? Пытаются ли далекие существа разгадывать загадки астрономии? Обращают ли они взор в нашу сторону, задавая себе вопрос — существуем ли мы?

Эти вопросы долго не смущали человеческий разум, погруженный в эгоцентрическую философию и ограниченный религиозными догмами. Даже после того, как великие астрономические открытия сыграли свою революционную роль, лишь немногие отваживались выступать против привычной точки зрения, согласно которой человек — центр Вселенной, и высказывать соображения о внеземной жизни.

Но с наступлением космического века и с приближением полетов человека на другие миры этот вопрос стал интересовать не только ученых.

В ближайшее десятилетие человек ступит на Луну и соседние планеты, и мы не можем больше игнорировать вероятность того, что разум, рожденный на Земле, может встретить где-нибудь в космосе инопланетного собрата.

Если даже солнечная система не окажется прибежищем других разумных существ, а только низших форм жизни, то это еще ничего не говорит об остальной Вселенной. Тот факт, что ближайшие планеты не вполне пригодны для жизни, ни в коем случае не уменьшает вероятности существования живых организмов около миллионов и миллиардов других звезд.

Но, прежде чем приступить к мысленному поиску обитаемых миров, попытаемся найти ключ к прошлому нашей планеты…

Загадка 1. Как возникла жизнь на Земле?

Совершенно очевидно, что в научно-популярной книге не место библейской сказке об Адаме и Еве, как и антинаучному мифу о неосязаемой «жизненной силе», якобы обособленной от материи. Биологические исследования привели к твердому выводу, что живое вещество отличается от неживого только более высокой организацией. Атомы и молекулы могут образовать либо слюду, либо человека — все зависит от того, какие молекулы объединяются и в каком порядке. Один порядок приводит к образованию неодушевленного предмета, другой — живого организма.

Сложные органические молекулы образуют белки, состоящие из аминокислот, плазму крови, цитоплазму, ДНК, рибофлавин, гены, хромосомы и другие биохимические соединения и структуры, в основе которых лежат цепочки атомов углерода, и являются комбинациями менее сложных «неживых» молекул. Даже простейший одноклеточный организм — это необычайно сложная живая система.

Что же было причиной появления первых живых существ, которые могли размножаться, объединяться и образовывать новые виды, положившие начало эволюционному развитию, приведшему к появлению человека?

Самая популярная из современных теорий утверждает, что после остывания Земли ее первичная атмосфера была насыщена углекислым газом, метаном, водородом, азотом, то есть газами, неспособными поддерживать жизнь. Но случилось так, что на протяжении многих веков роль химиков успешно выполняли молнии; под действием их возникали новые соединения — аммиак, формальдегид, окись азота и другие активные соединения, которые опускались в нижние слои атмосферы и растворялись в древних морях. Там, в мировом праокеане, химические реакции стали еще многообразнее благодаря присутствию солей, содержащих натрий, хлор, магний, железо, медь, фосфор и ничтожные количества других элементов.

В течение миллионов лет в этом океане-лаборатории по воле случая образовывались длинные цепочкообразные молекулы соединений углерода — сахарá, спирты, крахмал и другие сложные углеводы.

Их полимеризованные разновидности (цепочки молекул) стали предшественниками «живых» молекул, которые образовали в океане концентрированный органический «бульон»; именно здесь зарождалась жизнь, тогда как суша была еще бесплодной. Наконец, через два или три миллиарда лет после рождения планеты, возникли наиболее подходящие комбинации молекул. Произошла быстрая «цепная реакция» образования первой «живой» молекулы (вероятно, нечто вроде вируса), которая, «пожирая» другие органические молекулы, росла, делилась и воспроизводилась. Это, несомненно, дало толчок «биовзрыву», ударная «волна» которого «перемешала» полуживую океанскую «кашу», и в результате океан стал кишеть одноклеточными организмами. Микроорганизмы вскоре заполнили все моря; в процессе эволюции из них развились многоклеточные организмы больших размеров и биологически более сложные.

Таким образом, из газов, простых элементов, молекулярного сырья и энергии электрических разрядов в лаборатории природы была создана живая протоплазма. Некоторые ученые считают, что источником энергии послужило ультрафиолетовое излучение Солнца; другие предполагают, что первичная атмосфера имела иной состав, или постулируют другой путь превращения исходных соединений в макромолекулы, наполнившие океаны органической массой; тем не менее основной ход рассуждений и в этом случае остается прежним.

Космическая эра внесла в представления о происхождении жизни свои поправки, волнующие человеческое воображение.

Загадка 2. Какова роль «смертоносных» радиационных поясов в возникновении жизни на Земле?

Ученые подозревают, что иногда частицы высокой энергии «высыпаются» из радиационных поясов в околополярные области земной атмосферы, вызывая явление полярных сияний. Именно эта огромная энергия, «нагнетаемая» в атмосферу, а не ультрафиолетовое излучение или вспышки молний могла послужить той искрой, которая вызвала появление первичных биохимических «кирпичей». Поскольку радиационные пояса — космический источник радиоактивности, то, согласно этой гипотезе, жизнь обязана своим происхождением ядерной энергии и человек, в конце концов, — «порождение космоса».

Загадка 3. Космическое пространство — инкубатор жизни?

Бергер (фирма «Дженерал дайнэмикс») поставил эксперимент, подтверждающий, что энергия космических лучей вызвала появление сложных органических молекул в первичной атмосфере Земли. Он взял смесь метана, аммиака, водорода и водяных паров, но замороженную до твердого состояния при температуре –230°, как вещество комет или «ледяные» осколки в космической пустоте.

Затем в течение 200 секунд смесь облучалась искусственными космическими лучами — потоком протонов из циклотрона; таким образом копировались условия в межзвездном пространстве. Химический анализ обнаружил следы мочевины, уксусной кислоты и ацетона — органических веществ, связанных с процессами жизни. Очевидно, что даже предельно низкая температура межзвездного пространства не остановит всех химических реакций и непрерывная длительная бомбардировка таких замерзших газов излучением звезд привела бы к тому, что во Вселенной постоянно синтезировались бы в больших количествах органические вещества.

Идея Бергера состоит в том, что, если глыбы межзвездного льда приближаются к звезде, ее излучение вызывает образование сложных органических соединений, таких, как аминокислоты. Если эти глыбы впоследствии упадут как метеориты на какую-нибудь планету под действием ее притяжения, то накопившиеся органические молекулы становятся «семенами жизни». Если на планете достаточно воды и тепла, может зародиться жизнь и начнется ее эволюция.

Многие ученые ставят под сомнение гипотезу Бергера. Они считают, что при температуре и плотности излучения, имеющих место в межзвездном пространстве, синтез органических молекул невозможен. Кроме того, эта гипотеза противоречит традиционным представлениям. Выходит, что колыбелью жизни на Земле (и любой планете) было не море, а «мертвое» космическое пространство, орошающее планеты, как тучи дождем, «добиологическим» веществом. А так как метан, аммиак, водород и водяной пар не редкость во Вселенной, пронизанной вездесущими космическими лучами, то органические молекулы образовывались, образуются и выпадают на планеты любой планетной системы каждой галактики.

Загадка 4. Существуют ли планеты в окрестностях других звезд?

Если наше Солнце и девять его планет образуют единственную планетную систему и если Земля — единственная планета, условия на которой благоприятствуют эволюции жизни, то все изложенные выше рассуждения остаются чисто умозрительными и мы одиноки во Вселенной.

Сейчас еще очень мало доказательств того, что другие звезды обладают семьями планет. Даже самые мощные телескопы едва позволяют различить диск Плутона, и в них, конечно, невозможно увидеть во много раз более далекие планеты, обращающиеся вокруг других звезд.

И все же доказано, что некоторые звезды имеют по крайней мере один невидимый темный спутник, обращающийся вокруг общего центра масс. Многие темные спутники — это гигантские потухшие солнца, и потому они вряд ли могут быть отнесены к «настоящим» планетам. Но в трех случаях невидимые спутники этих звезд достаточно малы, и их можно рассматривать скорее как большие планеты, а не как «мертвые» звезды-карлики.

Видимые звезды в этих парах — это звезда Барнарда, 61 Лебедя и 21 185 Лаланда. Звезда Барнарда (расстояние 6,1 светового года) — ближайшая к Солнцу звезда после тройной звезды Альфа Центавра; звезда Лаланда — на третьем месте (около 7,9 светового года), 61 Лебедя — на двенадцатом месте по расстоянию (11 световых лет), но ее планета была открыта первой — в 1943 г. Ее удалось обнаружить по возмущениям в собственном движении 61 Лебедя, которые вызваны массивным темным спутником с массой в 10 раз большей, чем у Юпитера. Спутник Лаланда, превосходящий по размерам любую планету, открыт тем же методом в 1960 г.

Третье и последнее открытие, о котором сообщил в 1963 г. Ван де Камп (обсерватория Спрул), больше всего взволновало астрономов. Невидимое тело, вызывающее отклонения звезды Барнарда от предписанного ей пути по небосводу, всего в полтора раза массивнее Юпитера и, возможно, меньше по размерам, если его плотность выше.

Спутник Барнард В, первым получивший собственное имя или по крайней мере обозначение, следует считать «настоящей» планетой, подтверждающей предположение о множестве планет во Вселенной.

Уже сегодня астрономы почти единодушно соглашаются с тем, что наша планетная система далеко не единственная. По меньшей мере 20 % всех звезд относятся к тому же спектральному классу, что и наше желтое Солнце, и имеют те же размеры, массу и температуру. Из них не меньше половины вращается медленно, подобно Солнцу (Солнце делает один оборот за 27 суток).

Это медленное вращение — ключ к решению задачи, так как полный момент количества движения любой звезды и ее планет — величина не меняющаяся и может лишь перераспределяться между отдельными телами системы. Как считал выдающийся астроном О. Струве, малый момент количества движения многих других звезд — убедительное доказательство того, что они несут планетную «нагрузку».

Принимая число звезд в нашей Галактике равным 200 миллиардам, Струве пришел к выводу, что число планет в Галактике, по самым скромным подсчетам, не меньше 50 миллиардов. Однако значительная часть этих планет непригодна для низших животных и растений, населяющих Землю. Одни слишком горячие, другие, наоборот, замерзшие, на третьих повышена радиоактивность или мало кислорода. Струве шаг за шагом, учитывая различные факторы, получил наконец надежную оценку минимального числа планет, подобных Земле в Галактике, — один миллион.

Значит, в звездной системе Млечного Пути существует по крайней мере 1 000 000 «двойников» Земли. Но наша Галактика — лишь одна из миллионов звездных систем, видимых в телескопы. Принимая для полного числа галактик явно заниженное значение в один миллиард, Струве подсчитал, что в наблюдаемой части Вселенной существует миллион миллиардов других «земель». Если даже уменьшить это число в тысячу раз, все равно количество обитаемых миров во Вселенной составит триллион, а в нашей Галактике — сто тысяч.

Независимо от принимаемой величины астрономы единодушны в том, что «двойники» Земли существуют. Действительно, было бы эгоизмом считать, что Земля — единственная планета во всем мироздании. Это было бы чудом — так говорят астрономы.

Но если даже допустить, что в космосе существует великое множество планет, подобных Земле, и что жизнь на них может возникать сходным путем, мы все же должны перейти еще один мостик.

Загадка 5. Обязательно ли эволюция жизни увенчивается появлением разумных существ?

В настоящее время большинство биологов, и особенно астробиологов, поддерживают идею Энгельса, что, коль скоро в подходящих условиях случайно образовалась живая клетка (например, одноклеточный микроорганизм), она явится первым звеном в цепи эволюции, которая не может оборваться, а будет продолжаться безостановочно. Даже современный человек — не последнее звено в этой цепи. Возможно, он полностью утратит зубы мудрости, но обретет истинную мудрость в результате увеличения объема и совершенствования головного мозга.

Вот высказывания авторитетных антропологов, биохимиков, астрономов и ученых других специальностей, поддерживающих эту гипотезу.

Браун (Калифорнийский технологический институт): «…Я готов держать пари… что жизнь, в том числе разумная, весьма распространена во Вселенной».

Кистяковский (Гарвардский университет): «Где-то во Вселенной живут существа, наделенные способностями к мышлению, по крайней мере равными нашим».

Польский ученый Гадомский: «…высокоразвитые цивилизации на планетах около звезд нашей Галактики являются скорее правилом, нежели исключением».

Как это ни удивительно, даже видные религиозные деятели отнюдь не объявляют эту гипотезу ересью. Один из них прямо заявил: «Мы должны учиться подлинной скромности. Эгоцентрическая концепция, будто вся Вселенная создана Творцом для одного только человека, не только ложь, но и богохульство». Философ же пояснил эту мысль: «Если незрелые умы посредственной планеты какого-то третьестепенного Солнца станут утверждать, что они единственные повелители космоса, это вызвало бы новое серьезное сомнение: существует ли разумная жизнь на Земле?»

Загадка 6. Могут ли другие мыслящие существа оказаться человекоподобными?

Именно здесь у астробиологов появляются глубокие разногласия. Одна из школ учит, что существует «единственный путь», по которому на любой планете с подобными земным благоприятными для жизни условиями эволюция пройдет ту же самую последовательность отдельных этапов: примитивные морские формы жизни, черви, ракообразные, насекомые, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие и, наконец, человек. Если даже на других мирах и не будет некоторых из наших земных видов, а вместо них появятся неизвестные нам особи, окончательный результат все-таки будет: Homo sapiens extraterra или по крайней мере его близкий собрат.

Собакам, слонам, дельфинам и даже муравьям приписывают иногда бóльшие умственные способности, чем другим животным, но все они не могут сравниться с человеком. То же относится к обезьянам, в том числе и человекообразным. Лишь древние гоминиды (обезьянолюди) были особым видом, на совершенствование которого природа не пожалела труда. Необходимость отвечать на бесчисленные вопросы заставила мозг доисторического человека расти. Произошли определенные физические изменения: прямохождение освободило руки для трудовой деятельности; противопоставленный большой палец позволял крепко держать примитивные орудия; хорошо развитые глаза были способны воспринимать цвета (что свойственно далеко не всем животным). Но с природой пришлось расплачиваться: в ходе эволюции ослабли слух, обоняние и мускулатура.

Если эволюция всегда ведет к появлению человека, то результатом будет сверхантропоморфная Вселенная, в которой нигде нет ничего, кроме человека, — те же самые обычные, подобные земным люди на миллионах и миллиардах планет.

Но, может быть, теория эволюции жизни, приводящей к появлению человека, не так хороша, как кажется с первого взгляда? И не ближе ли к истине противоположная школа?

Загадка 7. Инопланетные существа — чудовища?

Один из представителей этого лагеря, Маргария (Миланский университет, Италия), утверждает, что даже если бы другой мир в точности копировал условия на Земле в прошлом и в настоящее время, было бы слишком много неуловимых отклонений и поворотов, чтобы эволюция привела к идентичным результатам. Но вероятность точной имитации Земли настолько мала, что невозможно ее подсчитать.

И действительно, он и его коллеги представляют инопланетные существа подобными БЕМу — персонажу научно-фантастической литературы последних двадцати пяти лет. БЕМ (по первым буквам английских слов «чудовище с клопиными глазами») — это гипотетическое существо другого мира, сходное с человеком только в одном — в разуме. Согласно Маргария, реальные обитатели Вселенной, подобно фантастическому БЕМу, могут быть всем чем угодно, но только не человеком и могут обладать чешуей, щупальцами, крыльями или рогами.

Хауэллз (Гарвардский университет) нарисовал портрет этих экзотических существ: «…космические люди будут иметь не две конечности, не четыре, а шесть — две руки и четыре ноги». Эти существа сродни мифологическим кентаврам. Слепая эволюция, идущая более эффективно в других мирах, может породить тип мыслящих существ, превосходящих человека благодаря следующим особенностям:

Передвижение на четырех ногах, подобное лошадиной рыси, предпочтительнее нашей ходьбы в неустойчивом равновесии на двух ногах.

Твердые копыта в сочетании с сильными мускулистыми ногами явились бы грозным оружием и защитили бы людей-кентавров от хищников.

Внутренние органы, размещенные вдоль горизонтального спинного хребта (как у земных четвероногих), создавали бы гораздо более устойчивую биологическую систему, нежели наш вертикальный позвоночный столб и оседающие вниз внутренние органы, опирающиеся на мягкие ткани. Следовательно, люди-кентавры имели бы крепкое здоровье и более продолжительную жизнь благодаря меньшему числу заболеваний хорошо снабжаемых кровью внутренних органов.

Горизонтальное положение скелета способствовало бы более эффективному поступлению крови в мозг, так что серое вещество людей-кентавров могло бы составить 4–5 % от веса тела вместо 2 % у человека. Это означает, что они были бы более развитыми в умственном отношении.

Обитатели других планет в процессе эволюции в условиях, отличных от земных, могли бы приобрести и иные интересные особенности.

Жители планет с очень плотной атмосферой могут быть «людьми-насекомыми» и иметь толстый кожный покров, чтобы противостоять атмосферному давлению, в десятки раз превосходящему земное.

На планетах, почти полностью покрытых водой, где разумные существа подобны рыбам или земноводным, наиболее целесообразны длинные гибкие щупальца, как у осьминога, с присосками на концах.

Очень горячие планеты могут быть населены «кремниевыми людьми» (см. гл. III) — медленно передвигающимися кристаллическими созданиями, звенящими, как стекло, нормальные условия жизнедеятельности которых обеспечивались бы лишь в случае, если ветер, несущий металлические пары, поднимает столбик термометра до 250°C.

На планетах с отрицательной температурой (см. гл. VI) обитали бы «аммиачные люди», в организме которых нет легко замерзающей воды. Один ученый рисует аммиачного человека, заблудившегося в бесплодной морозной пустыне, медленно плетущегося и жалобно стонущего: «Аммиака! Ради бога, аммиака, я умираю от жажды!» Ученый твердо уверен, что естественная «питьевая вода» такого существа — это раствор аммиака в воде — нашатырный спирт.

Но еще более фантастичны разумные существа, изображенные в книге Позина «Жизнь вне Земли». Среди них есть обладатели органов чувств, число которых превышает привычные нам пять и при помощи которых они могут воспринимать ультрафиолетовые лучи и радиоволны; существа с «магнитным чувством», обеспечивающим их постоянным компасом; создания, безмолвно беседующие друг с другом посредством телепатии, внутреннему взору которых доступно прошлое и будущее.

Вид таких ужасных чудовищ, несомненно, заставил бы нас содрогнуться. Вероятно, так же содрогнулись бы и они при виде нас. Во Вселенной, населенной мыслящими существами миллионов различных видов, вряд ли человек имеет право требовать для себя привилегированного положения. Другие существа могут быть весьма высокоразвитыми, несмотря на необычную внешность, которую придала им природа.

 

 

Глава XI

Межзвездные полеты

Мы познакомились с возможными физическими различиями между нами и нашими космическими собратьями. Теперь приступим к тому, что может оказаться для нас более существенным, — к интеллектуальным различиям. Эту проблему можно сформулировать так.

Загадка 1. Обогнали нас в своем развитии другие цивилизации или они отстали от нас?

Допустим, что в нашей Галактике по меньшей мере миллион «двойников» Земли, на которых существует разумная жизнь. Они образовались в различные эпохи — на миллионы лет раньше или позже нашей, — и, следовательно, находятся на разных ступенях развития. Времена динозавров, доисторического человека, ранней Римской империи — все эти эпохи истории Земли в настоящее время, возможно, «копируются», причем одновременно на нескольких планетах. Не исключено, что в свою очередь мы на Земле переживаем сейчас эру, которую другие миры миновали тысячи или даже миллионы лет назад.

Много ли цивилизаций превзошло нас в своем развитии? И насколько? То, что говорит по этому поводу Позин, отнюдь не утешительно для нашей гордости. Земля не может войти в число цивилизаций высокой или даже средней степени развития. Скорее всего мы занимаем ступень, не слишком далекую от нижнего конца эволюционной шкалы. Это вытекает из простой и, как нам кажется, неоспоримой логики.

Астрономы считают, что энергии нашего Солнца хватит по крайней мере на 10 млрд. лет. Сложив это число с возрастом Земли, оцениваемым в 5 млрд. лет, получим полное время существования Земли — 15 млрд. лет. Прошло 2,5 млрд. лет до зарождения жизни на Земле, и еще столько же — до появления человека, что в сумме составляет 1/3 от «выделенных» на долю Земли 15 млрд. лет. Человек, следы нецивилизованного предшественника которого удается проследить лишь на миллион лет назад, вышел из пещер и начал приобщаться к цивилизации самое большее 12 000 лет назад. Следовательно, для дальнейшего развития человечества остается 10 млрд. лет.

Если «продолжительность жизни» миллиона других планет, подобных Земле, также составляет 15 млрд. лет, их средний возраст — 7,5 млрд. лет, а средний возраст цивилизаций — 2,5 млрд. лет. Но около половины этих «двойников» Земли, то есть примерно 500 000 планет, еще старше.

Поскольку мы находимся вблизи самой нижней ступеньки малоразвитой половины, мы, вероятно, превосходим в своем развитии приблизительно 50 000 цивилизаций, но уступаем 950 000 других. Те, возраст которых 10 млрд. лет (подумать только — миллионы веков!) и которые достигли невообразимых высот в умственном развитии, вне всяких сомнений, поставили бы нас, землян, не выше искусных муравьев, живущих колониями и обнаруживающих сомнительный интеллект.

Однако наши подсчеты обитаемых миров могут оказаться ошибочными. Не исключено, что на многих планетах условия препятствуют возникновению жизни. Вероятно, что некоторые цивилизации в процессе эволюции столкнулись с препятствиями и смогли нормально развиваться лишь после длительной задержки. Часть звезд преждевременно вспыхнули как новые, нанеся тем самым непоправимый ущерб обитаемым планетам, которые обращаются вокруг них. И кто знает, сколько цивилизаций погибло в огне атомных войн?

Но даже сотни и тысячи подобных ограничений ненамного уменьшат число цивилизаций, которые старше и, по-видимому, умнее нашей. Независимо от того, как мы к этому относимся, Земля находится, вероятно, на уровне примитивной космической культуры. Существуют многие тысячи цивилизаций, которые опережают нас на большее число лет, чем требуется свету для преодоления разделяющего нас расстояния.

Загадка 2. Посещалась ли Земля инопланетными существами, которые наблюдали за нами при помощи летающих тарелок?

Большинство ученых сразу же скептически улыбнутся, услышав о летающих тарелках.

По заявлениям авторитетных специалистов, в большинстве случаев летающие тарелки всего лишь игра воображения. Особенно это относится к так называемым контактным неотождествленным летающим объектам (НЛО), которые якобы запущены с Марса, Венеры или других планет и регулярно совершают посадку на свои базы. Некоторые из них объявляли межзвездными космическими кораблями, что вызвало оживленные дискуссии об экзотических переживаниях их экипажей.

Но нельзя совершенно не учитывать мнения тех, кто считает, что НЛО, даже если они и не садились на Землю, появлялись в нашем небе. После первого сообщения Арнольда в 1947 г. специальными поисковыми группами было зарегистрировано свыше 20 000 случаев появления летающих тарелок — странных образований необычной формы либо накаленных добела объектов, мчащихся в воздухе с огромными скоростями. Ряд заслуживающих доверия специалистов — летчики, операторы радаров и даже некоторые ученые — утверждали, что они не раз наблюдали такие явления.

Главное, что показала вся кампания по проверке реальности НЛО, — это то, что в течение более чем 15 лет не было представлено ни одного убедительного доказательства их существования. Приверженцы НЛО утверждают, что некоторые фотографии осколков «взорвавшихся тарелок», странного пепельного следа позади подозрительного объекта и другие косвенные свидетельства подтверждают существование инопланетных посланцев. Но ни одно из этих «доказательств» неприемлемо ни для автора книги, ни для научной общественности в целом.

Приверженцы «летающих тарелок» позволяют себе произвольное истолкование то одного, то другого факта — и всегда в свою пользу. Если бы кто-нибудь вдруг объявил, что Земля полая, сторонники летающих тарелок были бы среди тех, кто потребовал бы доказательств. Они отвергли бы интерпретацию сейсмических записей как исчезновение звуковых волн в гигантской полости на глубине, скажем, 800 км. Они спрашивали бы, почему сотни опытных сейсмологов не получили таких результатов, и были бы совершенно правы, не признавая этой дикой теории, основанной на шатких доказательствах, приводимых ничтожной группкой фанатиков, отстаивающих свою модель полой Земли. Однако сами сторонники «летающих тарелок», по-видимому, неспособны понять порочность своей позиции, самоуверенно выдвигая легковесные и необъективные доводы.

Если в один прекрасный день летающая тарелка приземлится и весь мир увидит своими глазами, что из нее вышел космонавт с другой планеты, то ученые — и вместе с ними автор — признают свою ошибку.

Поскольку развитие техники орбитальных полетов приведет к полетам на Луну и к появлению обитаемых космических станций, наши космонавты со временем смогут ответить на вопрос, одни ли они в космосе. Не в меру фанатичные сторонники «летающих тарелок», требующие уже сегодня опознания в подозрительных объектах космических гостей, должны набраться терпения, а пока их требования совершенно беспочвенны. Если бы пришельцы имели какую-то определенную цель, скажем завоевание Земли, то, располагая чрезвычайно развитой техникой, в том числе «летающими тарелками», они давно бы ее осуществили.

Другой аргумент: пилоты намеренно предпочитают наблюдать нас издалека, так как опасаются, что их приземление вызовет панику среди обитателей Земли и, возможно, угрозу космической войны. Это попытка объяснить немаловажный факт, что ни один из кораблей-тарелок ни разу не опустился на Землю и его экипаж не вступил с нами, обитателями Земли, в прямой контакт.

Конечно, можно предполагать, что пришельцы из других миров в прошлом посещали Землю. Достаточно вспомнить, что за 10 млрд. лет многие цивилизации могли достигнуть необычайно высокого уровня развития космической техники, чтобы согласиться с возможностью многократных посещений Земли, разделенных интервалами в миллион лет. Такие визиты отнюдь не кажутся фантастическими теперь, когда человек сам готов посетить Луну и другие планеты и уже мечтает о полетах к звездам.

Итак, логика почти неумолимо подсказывает нам, что в исследовании Галактики сейчас принимают участие тысячи цивилизаций и, быть может, светофоры, регулирующие это удивительное «космическое движение», управляются из единого центра.

Загадка 3. Существует ли Космическая организация объединенных цивилизаций?

Фантазия? Но почему же, если в Галактике по крайней мере миллион обитаемых планет? Если большинство цивилизаций перегнали нас в своем развитии и уже давно разослали по всем направлениям межзвездные корабли, они рано или поздно должны были встретиться друг с другом. Возможно, имели место настоящие «войны миров» и возникали империи, военными трофеями которых были отдельные планеты. И все остальные темные деяния, совершенные человеком на Земле, могут повториться в космическом масштабе.

Вероятно, была бы разработана система космического права и образована галактическая ассамблея, включающая как представителей передовых цивилизаций, так и малоразвитых новичков. Ее сессии могут принимать резолюции, направленные на сохранение мира и сокращение разрыва в уровне развития цивилизаций, разделенных многими световыми годами.

Начало Организации объединенных цивилизаций было бы положено миллионы лет назад. И, когда делегаты нашей солнечной системы прибудут на «многолюдную» ассамблею и с изумлением оглядят инопланетных дипломатов, Земля будет одним из последних членов, только что достигших галактического статута и вышедших из числа слаборазвитых планет.

Самые видные ученые Земли не видят в этой идее ничего антинаучного, и Хойл совершенно серьезно говорит о «межзвездном клубе», в который когда-нибудь будет приглашено и человечество.

Объединение усилий различных цивилизаций для решения общегалактических задач и развития техники (начавшееся, вероятно, еще до появления на Земле первого микроорганизма), несомненно, привело бы к планомерным поискам отсталых цивилизаций, которым еще недоступны межзвездные полеты. Если на обнаруженной планете пока нет разумных существ или их культура еще слишком примитивна для решения настоящих космических задач, такая планета не может быть сочтена кандидатом в члены сообщества. Земля оказалась бы такой планетой.

Но нет никакой уверенности в том, что высокоразвитые в области космической техники, но еще не достигшие социальной зрелости цивилизации не попытались бы завоевать другие планеты. Вполне возможно, что некоторые из наших древних и самых живучих легенд обязаны своим появлением вторжению космических пришельцев.

Например, гибель легендарной Атлантиды в океане была безжалостным актом, который космические конкистадоры совершили после ее ограбления (золото, бриллианты, уран или даже железо — редкий и потому бесценный металл на их планете), скрыв следы своего преступления от бдительных патрулей «гуманной» группы цивилизаций.

Загадка 4. Был ли Тунгусский метеорит космическим кораблем с экипажем?

В июне 1908 г. на территорию Восточной Сибири упал гигантский метеорит, шум падения которого был слышан в радиусе 300 км. В отличие от Аризонского и Чаббского метеоритов он не образовал кратера, однако мощная воздушная волна повалила деревья в радиусе 80 км, как будто метеорит взорвался в воздухе еще до падения на поверхность. Но несколько экспедиций в район падения, организованных Академией наук СССР, не нашли крупных осколков гигантского метеорита, которые должны были бы упасть на Землю.

Были выдвинуты две теории, каждая из которых считает взорвавшийся объект искусственным, а именно кораблем другого мира.

Согласно первой теории, это был космический корабль с термоядерным двигателем, взорвавшийся при попытке приземлиться. Это объяснило бы огромную мощность взрывной волны; но уровень радиоактивности в области падения слишком мал, что не согласуется с этой теорией. Энергии при взрыве ядерного двигателя космического корабля, эквивалентной по меньшей мере тысяче водородных бомб, было бы достаточно, чтобы район взрыва на сотни лет превратился в атомную пустыню. Но в настоящее время эта область тайги покрыта буйной растительностью.

Другое предположение сводится к тому, что корабль прилетел из антимира. За последнее десятилетие физики-ядерщики для каждой известной элементарной частицы теоретически предсказали античастицу и многие из них уже получили экспериментально. Отрицательно заряженному электрону соответствует положительно заряженный антиэлектрон, или позитрон, протону — антипротон, нейтрону — антинейтрон и так далее для более чем тридцати частиц.

При встрече любой частицы со своей античастицей происходит их исчезновение, аннигиляция, и вся масса превращается в излучение с выделением энергии, в тысячу раз большей, чем при реакциях расщепления или синтеза атомных ядер.

Античастицы необычны только в мире нормальных частиц, а в антимире те и другие меняются ролями. Но, так как впервые античастицы были открыты в составе космических лучей, которые сыплются дождем из межзвездного пространства, разумен вопрос: а почему бы не существовать целым звездам и даже галактикам, состоящим из антивещества?

Пока галактики и «антигалактики» разделены огромными расстояниями, они могут существовать, не вызывая гибель друг друга. Однако не исключено, что излучение сталкивающихся галактик (например, в созвездии Лебедя) обязано своей огромной мощностью катастрофическим процессам аннигиляции звезд и «антизвезд».

Теперь легко видеть, какая страшная драма могла разыграться над поверхностью Земли. Проведя в пути долгие годы, возможно всю жизнь, преодолев расстояние от одной звезды до другой, неизвестные астронавты, убедившись в том, что Земля обитаема, с нетерпением готовились к посадке. Но при погружении в плотные слои земной атмосферы (на высоте около 80 км) антивещество их корабля вступило в реакцию с газами атмосферы — и звездное путешествие закончилось чудовищной вспышкой.

Этот сверхвзрыв не рассеял атомов «на ветер». Они аннигилировали, и при этом выделилась энергия, во много раз превосходящая энергию термоядерного взрыва. Могила космонавтов отмечена лишь сплошь поваленным лесом, и не осталось никаких следов самих пришельцев или их корабля.

Эта теория великолепно объясняет загадку Тунгусского метеорита и, если она соответствует действительности, предлагает нам пример одного из редких визитов из космоса.

И все-таки это только догадки; пока никто не может дать нам ответа на вопрос, посещалась ли Земля гостями из Космоса.

Загадка 5. Станет ли космический корабль с Земли загадочной «летающей тарелкой» для жителей другой планеты?

Ближайшая к нам планетная система звезды Проксимы Центавра по крайней мере в 7500 раз дальше Плутона, на расстоянии 42 триллиона км. (Конечно, у Проксимы Центавра может вообще не быть планет, а если и есть, то они могут оказаться необитаемыми.) Трудно представить себе те огромные расстояния, которые разделяют Солнце и ближайшие звезды.

В сфере радиусом 12 световых лет (113 триллионов км) насчитывается 18 звезд, видимых невооруженным глазом, включая две всем хорошо известные — Сириус и Процион. Очевидно, для посещения любой из этих звезд межпланетные корабли непригодны. Даже если ракета разовьет скорость 1600 км/сек и пересечет орбиту Плутона через 40 часов с момента старта, для достижения Проксимы Центавра ей потребуется 3000 лет. Следовательно, необходимы значительно более быстрые межзвездные корабли. Но даже увеличение скорости в 10 раз сократит время путешествия лишь до 300 лет. Чтобы межзвездные полеты стали возможными, скорость ракеты должна приблизиться к скорости света. Космический корабль, летящий со скоростью света (300 000 км/сек), достиг бы Плутона всего за пять часов, а звезды ближайшей соседки Проксима Центавра — за 38 000 часов или 4,3 года. Ракеты на химическом топливе не годятся, так как для развития скорости, хотя бы равной малой доле скорости света, необходимы резервуары для горючего размером с астероиды. Ракеты с ядерными и так называемыми электростатическими ионными двигателями могли бы развить большую, но опять-таки недостаточную скорость.

Только совершенно новые типы двигателей обеспечат нас настоящими межзвездными кораблями. Среди них, возможно, будет фотонная ракета.

Подобно тому как в электростатическом ракетном двигателе источником тяги служит поток ионов высокой скорости, фотонный двигатель излучает мощный пучок световых квантов, обеспечивающий реактивную силу. Правда, некоторые специалисты по ракетной технике считают, что эти проекты нереальны, ибо потребовался бы фотонный генератор невероятных размеров и мощности.

В последние годы бурно развиваются лазеры. Эти приборы генерируют необычайно мощные пучки излучения (видимого, ультрафиолетового или инфракрасного). Ежедневно мы слышим и читаем сообщения о новых подвигах лазеров: ими в доли секунды прожигают отверстия в алмазах, режут пластинки стали. Инженеры не сомневаются, что им удастся в конце концов сосредоточить в луче лазера мощность, измеряемую миллионами ватт.

Космический корабль, оснащенный лазерным фотонным двигателем, способен развивать скорость, равную 90 % скорости света. Тогда путешествие до Проксимы Центавра займет меньше пяти, а до Сириуса (расстояние 8,6 световых лет) — около девяти лет. Если бы космонавты добровольно согласились провести свою жизнь на борту космического корабля, то можно было бы посетить все звезды в радиусе 25 световых лет в надежде найти другую планетную систему и один из миллионов «двойников» Земли, населенный разумными существами.

Но поможет ли это?..

Загадка 6. Какова вероятность обнаружить жизнь в «ближайших» окрестностях Солнца, доступных фотонной ракете?

Из всего сказанного выше следует, что эта вероятность практически равна нулю. Если оценка Струве верна и число подобных Земле планет в нашей Галактике действительно составляет один миллион, то это означает, что в среднем из 200 000 звезд только одной посчастливилось быть обладательницей семейства планет. К сожалению, как следует из расчетов Хорнера (Гейдельбергская обсерватория), в сфере радиусом 160 световых лет содержится всего 10 звезд с планетными системами. Значит, только при фантастическом везении «поблизости» от нас существует звезда, — может быть даже, это Проксима Центавра — с обитаемой планетой.

Если увеличить оценку Струве в 100 раз, то нашим космонавтам придется обследовать 2000 звезд, прежде чем найдется одна с обитаемой планетой. Более того, их путешествие будет продолжаться по меньшей мере 100 лет — больше продолжительности их жизни. Итак, из-за значительной длительности полетов, казалось бы, невозможно успешно справиться с задачей поисков братских миров. Очевидно, космонавтам не хватит жизни, чтобы преодолеть даже десятую часть пути к столь далеким звездам, а тем более посетить их и возвратиться на Землю.

Однако одно обстоятельство отодвигает этот временнóй барьер.

Загадка 7. Смогут ли космонавты преодолеть расстояние в 1000 световых лет за один год?

Если бы космический корабль смог развить скорость, равную, скажем, 99 % скорости света или больше, знаменитый парадокс «замедления времени» теории относительности Эйнштейна устранил бы временной барьер. Теоретически для человека, движущегося вместе с ракетой с такой скоростью, время в буквальном смысле замедлит ход.

В то время как часы на Земле отсчитают 1000 лет, для команды корабля пройдет 10 лет, а то и меньше, в зависимости от того, насколько его скорость близка к скорости света. Поэтому, достигнув планеты, они станут старше лишь на несколько лет. Возвращаясь с той же скоростью, они прилетят на Землю мало постаревшими, но не найдут своих родных и друзей, давно уже умерших.

Загадка 8. Сможет ли человек посещать другие миры на сверхсветовых кораблях?

Из теории относительности следует, что, если скорость тела стремится к скорости света (которая предполагается постоянной), его масса стремится к бесконечности, так что физически невозможно продолжать ускорение объекта до более высокой скорости.

Но если бы скорость света перестала играть роль сдерживающего фактора для наших космических кораблей, то солнечная система стала бы прудом, Млечный Путь — озером, межгалактическое пространство — морем, а вся Вселенная — океаном. Достаточно большая скорость сократит продолжительность путешествий со столетий до нескольких месяцев и лет.

Однако преодоление космических расстояний — чудовищно трудная задача. Даже световой год — недостаточно большая единица, когда приходится иметь дело с удаленными объектами. Все звезды, видимые на ночном небе, находятся в нашей Галактике в пределах 100 000 световых лет. Но уже ближайшая галактика в созвездии Андромеды удалена от нас на 2 300 000 световых лет, а другие миллионы и миллионы галактик — на миллиарды световых лет. Астрономам неудобно пользоваться этой единицей, и они ввели новую — парсек.

Слово «парсек» образовано из начальных слогов двух слов — параллакс и секунда. Параллакс — это величина углового смещения изображения звезды относительно звездного фона при наблюдении из диаметрально противоположных точек земной орбиты, расстояние между которыми 300 млн. км. Если параллакс (видимое смещение) равен 1 секунде дуги, то расстояние до наблюдаемого объекта равно 1 парсеку. Один парсек соответствует 3,26 световых года, или 31 триллиону км. Как видно, парсек ненамного больше светового года, поэтому астрономы часто пользуются производными от парсека единицами — килопарсеком (1000 парсек) и мегапарсеком (1 000 000 парсек). Туманность Андромеды отстоит от нас на 700 килопарсек, а группа галактик в созвездии Волос Вероники — на 25 мегапарсек (почти 90 000 000 световых лет).

При помощи радиотелескопов и 5-метрового Паломарского рефлектора границы наблюдаемой Вселенной были раздвинуты до 7,5 млрд. световых лет, то есть до 2300 мегапарсек. Таким образом, мегапарсек как единица расстояния тоже становится непригодной, и некоторые астрономы делают еще один шаг вперед и определяют размеры видимой части Вселенной величиной 2,3 гигапарсек (приставка гига означает миллиард).

Скорость, которая потребовалась бы для полета к самым далеким из известных галактик, выражается фантастическим числом; расстояние получается умножением 7,5 млрд. световых лет на тот путь, который проходит свет за год (10 триллионов км), и составляет 75 · 1021 км. Двигаясь в миллион раз быстрее света, космический корабль достиг бы столь удаленных объектов лишь через 750 лет.

Очевидно, даже устранение всех релятивистских ограничений не сделает приятной прогулкой такие полеты в Большой Вселенной и даже сверхсветовые корабли позволят исследовать лишь нашу собственную сравнительно небольшую Галактику и вряд ли — объекты за ее пределами.

Это в какой-то степени ответ тем, кто созерцая мириады миров, возможно обитаемых, спросит, подобно Теллеру: «Где же вы?» Нас могли бы посетить на сверхскоростных ракетах только уроженцы нашей Галактики, и даже тогда им пришлось бы потрудиться, чтобы среди каждых 200 000 звезд найти одну, окруженную планетами. Отсюда логически следует вывод, что любая планета, в том числе и Земля, не будет посещаться слишком часто за все 10 млрд. лет существования жизни.

 

 

Глава XII

Космическая связь

Ученые считают, что космические полеты не единственный способ общения с братскими мирами. Контакт с ними можно установить по радио или каким-либо другим способом. Если мы, находясь на ранней, «докосмической» стадии своего развития, уже задумываемся над этими вопросами, то что же можно сказать о многих более развитых цивилизациях, которые занялись осуществлением этой идеи давным-давно?

Загадка 1. Можно ли предполагать, что много веков назад разумные обитатели других миров послали сигналы на Землю, в надежде что они будут приняты нами сегодня?

Именно это предположение о посылке инопланетных сообщений было положено в основу проекта «Озма» и проекта «Звездный поиск», которые будут описаны в этой главе.

В 1960 г. О. Струве и Дрейк направили 26-метровую антенну радиотелескопа обсерватории Грин-Бэнк (США) на две звезды — Тау Кита и Эпсилон Эридана. Обе эти звезды находятся на расстоянии около 11 световых лет от Земли; обе принадлежат к спектральному классу G, обе медленно вращаются, подобно нашему Солнцу, — идеальное место для существования цивилизации. Настроившись на волну определенной длины в предположении, что другие существа выберут именно ее как самую удобную для передачи своих сигналов, они внимательно «прислушивались» в течение двух месяцев:[25]Читатель, естественно, спросит: «Что же это за длина волны?» Была выбрана волна 21  см , на которой изучается спектральная линия атомарного водорода, находящегося в межзвездном пространстве. Причина такого выбора очевидна: водород — наиболее распространенный элемент во Вселенной. Если бы инопланетные цивилизации захотели установить с нами связь, они должны были бы выбрать какую-то стандартную длину волны, связанную с хорошо заметным естественным явлением. Радиолиния межзвездного водорода является одним из таких «бросающихся в глаза» стандартов. —  Прим. ред.
не донесется ли из космоса шепот кодированного сигнала, знаменуя собой первый контакт земного разума с другим, находящимся в безднах космического пространства. Подобно героям сказки «Волшебник страны Оз»[26]Нашим читателям эта сказка Франка Баума известна в переработке А. Волкова под названием «Волшебник Изумрудного города». —  Прим. ред.
, ученые пытались найти «незнакомцев в дальних странах», поэтому проект был назван «Озма».

В первый же день, когда антенна сопровождала Тау Кита при ее движении по небу, был принят слабый, но уверенный сигнал, похожий на кодированный. Успех — и так скоро? Возбужденные ученые были еще более поражены, когда код показался знакомым. Оказалось, что это были сигналы соседней военной базы, которые отражались от небольшого спутника, пролетавшего в этот момент по небу. Сыграть столь скверную шутку могло только такое сверхчувствительное «небесное ухо»!

Но чувствительность была недостаточно высока для решения основной задачи — приема сигнала в миллион или миллиард раз более слабого, а именно такой сигнал может прийти к нам от планеты, удаленной приблизительно на сто триллионов километров. После двух месяцев безуспешных попыток Струве и Дрейк решили, что необходимо повторить этот эксперимент на более крупном и совершенном радиотелескопе.

Это привело к тому, что в начале 1962 г. группа известных астрономов, астрофизиков, астробиологов, физиков-атомщиков и специалистов по космонавтике приступила к обсуждению проекта «Звездный поиск» (это название неофициальное). Они собрались тайком от корреспондентов, опасаясь, что их идеи будут насмешливо восприняты как фантастические — печальная, но правдивая оценка отношения американского общества к веку завоевания космоса и ко всем его безграничным возможностям.

Ученые подробно разработали практическую программу работ по установлению связи с другими мирами. План рассчитан не на месяцы или годы, а на десятилетия вперед. Они не питали иллюзий относительно сроков выполнения своей программы. Может быть, придется терпеливо «прослушать» одну за другой десятки или сотни звезд, пока наконец не будут пойманы долгожданные сигналы.

Но ученых не оставляла в покое одна тревожная мысль.

Загадка 2. Могут ли инопланетные существа использовать для связи другие и более совершенные средства, чем радио?

Хотя радиоволны способны распространяться в пространстве так же, как и световые, они обладают одним недостатком: радиосигналы ослабевают по мере удаления от передатчика. Даже самые короткие радиоволны сверхвысоких частот, которые фокусируются в узкие пучки, значительно ослабнут из-за расширения пучка, прежде чем достигнут другой звезды. Принимая все это во внимание, авторы проекта рассмотрели другие возможности.

Световые сигналы. Лазер (см. гл. XI) уже осветил «зайчиком» Луну, действуя как световой локатор, резко сфокусированный луч которого может проникать далеко в пространство, не ослабевая из-за расширения пучка. Предсказывая лазерам большое будущее, Таунс (Массачусетский технологический институт) заявил, что в ближайшие годы можно будет послать тонкий луч лазера к планете на расстоянии десяти световых лет и что впоследствии дальность можно будет увеличивать практически неограниченно. Достаточно интенсивный луч, подобно свету звезды, может быть виден на огромных расстояниях.

Таунс настаивал на том, чтобы включить в «Звездный поиск» тщательный просмотр спректрограмм подозрительных звезд и отбор тех, из окрестностей которых цивилизация, возможно, посылает сигналы, используя некий «сверхлазер». Если одна из спектральных линий ярче или уже, чем обычно, то это могло бы означать, что мы наблюдаем испускание света рубином (или другим материалом), который, как и на Земле, служит сердцем лазера, генерирующим свет. Модуляция светового луча может быть столь же многообразной, как и при передаче по радио различных сигналов, изображения и звука.

«Азбука Морзе» цефеид. Цефеиды — странная группа переменных звезд, блеск которых периодически изменяется в определенных пределах, причем цикл изменения блеска занимает несколько дней, месяцев, а иногда и лет. Некоторые звезды меняют свой блеск строго периодически, в то время как другие являются «неправильными» и периоды их меняются в очень широких пределах совершенно беспорядочно. По-видимому, термоядерные реакции внутри таких звезд вызывают изменение количества испускаемого тепла и света. Можно сделать смелое предположение, что цивилизация с историей развития науки в несколько миллиардов лет научилась контролировать ядерные процессы в недрах звезд и создала искусственную цефеиду, управляемую сложной программой, которая воспринимается нами как изменения блеска звезды. «Подмигивание» какой-либо звезды означает: «Ищу вас! Отвечайте! Отвечайте!» — позывные, принадлежащие разумным существам, слишком далеким, чтобы послать свои космические корабли к Земле.

Телевизионные передачи. Специалисты проекта «Звездный поиск» заявили, что технически высокоразвитая цивилизация обязательно располагает этим способом связи, так как используемые для телевизионных каналов высокочастотные радиоволны лучше поддаются фокусировке. Но для передачи изображения требуется бóльшая мощность, чем для передачи звука. Поэтому многие астрономы полагают, что обитатели чужого мира сначала вызовут нас при помощи радио и, только получив ответ, включат свой телепередатчик. Передача изображения, конечно, несет несравненно больше информации, чем кодированные сигналы или речь; здесь, как нигде, справедлива пословица: лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Экзотические сигналы. Могут быть использованы и иные «октавы» шкалы электромагнитных волн, для того чтобы известить Землю о желании другой цивилизации выйти на радиосвязь. Например, пучок инфракрасных (тепловых) лучей может выплавить яму в ледяном панцире Антарктиды. Наши ученые поняли бы, что все это нельзя объяснить капризами природы. Инопланетные существа могут воспользоваться каким-либо необычным способом для посылки сигнала, например самыми коротковолновыми рентгеновским и гамма-излучениями.

Но наряду с этими гипотезами весьма увлекательная теория Брейсуэлла (Стэнфордский университет).

Загадка 3. Не будет ли чужая цивилизация подавать нам сигналы с космической станции, присланной в нашу солнечную систему?

Брейсуэлл приводит убедительные аргументы в пользу несколько сенсационной гипотезы. Обитатели далекой планеты, зная, что их сигналы слишком слабы, чтобы преодолеть расстояния в десятки световых лет и достичь Земли, послали бы необитаемую космическую станцию, которая, двигаясь с огромным ускорением, смертельным для живых существ, достигла бы солнечной системы почти за то же время, что и радиоволны. Затем, автоматически выйдя на орбиту Солнца, она начала бы передачу сигналов большой мощности, используя для питания своего передатчика энергию солнечных лучей. Эта передача могла бы длиться века.

Разумные существа, посылавшие космическую станцию, понимали бы, что нам значительно легче принять сигналы от этого близкого источника, чем непосредственно с далекой планеты. Если такие радиосигналы передаются уже теперь, мы пока не приняли их, поскольку наша техника еще недостаточно развита. Лишь совсем недавно удалось обнаружить сравнительно мощное радиоизлучение таких близких планет, как Венера, Меркурий и Юпитер. Это радиоизлучение возникает в результате естественных процессов, а общая мощность его измеряется триллионами ватт. Пройдут годы, прежде чем будет создано электронное «ухо», достаточно чувствительное, чтобы услышать слабые сигналы инопланетного посланца, быть может обращающегося вокруг Солнца.

Космическая станция — создание техники, возраст которой исчисляется миллионами лет, — несомненно, должна быть хорошо оснащена. По-видимому, она будет иметь переключающее устройство, которое сработает, приняв сигнал с Земли, и подключит к передатчику серию магнитных лент, тщательно подготовленных для поддержания контакта и содержащих огромное количество данных о запустившей станцию цивилизации. Или станция просто передаст наши сообщения своей цивилизации, подобно межзвездному Телстару, предназначенному для связи между двумя нашими мирами.

Как бы ни была фантастична гипотеза Брейсуэлла, с ней, как и с любой иной возможностью установления контакта с другими мирами, необходимо считаться при разработке наших программ.

Но если какой-нибудь прибор, например радиотелескоп или спектрограф, примет наконец таинственный сигнал, появится другая трудноразрешимая задача.

Загадка 4. Каким образом мы сможем переговариваться с цивилизацией, похожей на нашу и говорящей на неизвестном нам языке?

Даже языки древних народов Земли трудно понять без своего рода Розеттского камня, который позволил расшифровать египетские иероглифы. Например, языки некоторых вымерших племен американских индейцев не расшифрованы и по сей день. Как же мы можем надеяться понять непонятную «тарабарщину» инопланетной цивилизации или они нашу?

К счастью, в данном случае в роли космического Розеттского камня с успехом выступает математика. Пусть, например, пришедшие сигналы очень похожи на простую последовательность чисел «1… 2… 3…» или «1… 4… 9… 16… 25…». Эти сигналы будут повторяться до тех пор, пока не придет ответ. Тогда наши небесные абоненты передадут более сложные математические последовательности, содержащие обширную информацию, Математические и фундаментальные физические законы одинаковы во всей Вселенной, они и станут на первых порах основой универсального языка.

Однако авторам «Звездного поиска» предстояло решить еще одну проблему, затмившую собой остальные.

Загадка 5. Сколько потребуется времени, чтобы достичь взаимопонимания, учитывая, что каждая передача занимает от 100 до 1000 лет?

Если, например, планета удалена от нас на 1000 световых лет, то сейчас мы можем принять сигнал, который начал свой путь приблизительно в 960 г. нашей эры, а ответ к жителям этой планеты придет не раньше, чем в тридцатом столетии. Сколько же потребуется веков, чтобы найти общий язык при таком «оживленном» диалоге с 2000-летним молчаливым ожиданием каждого ответа? Представьте себе, что ученый пошлет вопрос, а ответ получит его потомок в восьмидесятом поколении в сороковом веке!

Нам, обитателям Земли, не вышедшим из «младенческого» возраста, проблема может показаться ужаснее, чем другим. Какое могут иметь значение несколько веков между сообщениями для представителя другой цивилизации, процветающей уже миллионы или миллиарды лет? Если они не библейские Мафусаилы и продолжительность их жизни близка к человеческой, то они просто сохраняют записи и каждые 2000 лет кто-нибудь из них принимает сообщения с Земли на чувствительный приемник. Послав ответное сообщение, ученый выключит свои приборы на двадцать столетий без всякого отчаяния, зная, что в следующий миллион лет будет произведено пятьсот сеансов связи с Землей. Если этого окажется мало, они запланируют на следующий миллиард лет 500 000 сеансов, достаточных для достижения взаимопонимания.

Ни от одной системы сигнализации галактического масштаба нельзя и не следует ожидать быстрого результата. Необходима грандиозная программа, в календаре которой вместо дней должны стоять века. Если даже цивилизация находится на расстоянии 10 световых лет от нас, паузы между передачами составят двадцатилетие. Такой обмен информацией потребует усилий нескольких поколений.

Однако, быть может, скорость света не абсолютный предел? В этом случае инопланетные существа, возможно, давно создали сверхскоростную радиосвязь, благодаря которой время передачи информации на Землю займет часы, а не годы. Тогда установление двустороннего контакта станет делом жизни одного поколения.

Но, согласно теории относительности, скорость света превзойти нельзя, и если мы попытаемся принять сигналы из далеких галактик, например из туманности Андромеды, то столкнемся не только с печальной необходимостью выдерживать длинные паузы между сеансами (2,5 млн. лет).

Загадка 6. А что, если мы примем сигналы от уже погибшей цивилизации?

Хотя теоретически большинство планет наслаждается жизнью по меньшей мере 10 млрд. лет (см. гл. X), некоторым из них не удается избежать преждевременных катастроф — столкновений с гигантскими метеорами, продолжительного ледникового периода, потери атмосферы или воды и т. д. Поэтому мы можем принять сигнал и послать ответ, который никогда не будет услышан. Не исключено, что в далеком прошлом, когда по Земле еще разгуливали динозавры, погибшая цивилизация послала нам свое приветствие и оно миллионы лет летело через безграничную Вселенную к нашей крошечной планете. Судьба сыграла бы с нами скверную шутку, если бы первое принятое из космоса сообщение оказалось призывом давно погибшей цивилизации.

Еще одна группа ученых, возглавляемая Лейтеном (Миннесотский университет), предложила удивительную гипотезу. Если она справедлива, то мрачная перспектива, о которой шла речь выше, сменится радостной: визиты к нашим собратьям станут до смешного легкими.

Загадка 7. Существуют ли в межзвездном пространстве неизвестные нам небесные тела, гораздо более близкие, чем мы думаем?

Эта мысль была впервые высказана после открытия «невидимых» спутников у Сириуса и 61 Лебедя. Оба темных тела невидимы, но они вызывают возмущения в собственных движениях этих звезд.

Еще более вескими аргументами в пользу этой теории явились открытия, которые в начале 1962 г. взбудоражили весь астрономический мир. Самая маленькая из известных до тех пор звезд была не меньше Юпитера, но Лейтен, специализирующийся по белым карликам, объявил об удивительном открытии звезды таких же крохотных размеров, как планета Марс. Вскоре после этого он по-настоящему поразил своих коллег, показав фотопластинку со звездой в созвездии Тельца, которая в два раза меньше Луны.

Значит, если существует множество таких крохотных «солнц», то первая стадия термоядерного горения должна занять значительно меньше времени, чем в «настоящих» больших звездах. Возможно, что пространство между горячими звездами заполнено бесчисленными остывшими, абсолютно невидимыми звездами, о которых земные астрономы и не подозревают. Тогда первый же трансплутоновый корабль встретит темную звезду-планету в пределах одного светового года, что значительно ближе, чем Альфа Центавра.

Из открытия Лейтена напрашивается вывод, что существуют невидимые звезды, которых больше, чем видимых на небе ночью. Хотя эти темные тела, сами когда-то бывшие «солнцами», теперь потухшие странники, блуждающие в безграничном пространстве между светящимися звездами, они могут быть обителями жизни, подобно темным глубинам Тихого океана. Если атомный огонь в их недрах погас много веков назад, на их остывающей поверхности могла вспыхнуть жизнь.

Короче говоря, звездная цивилизация может преспокойно существовать на крошечных остывших звездах, разбросанных в пространстве между Плутоном и соседними видимыми звездами, так что космическому кораблю придется без конца лавировать между ними. Если это так, то классическая картина Вселенной, построенная нами на основе неполных данных, резко изменится. Вместо пустоты с малочисленными видимыми звездами — плотный рой несветящихся «солнц» планетных размеров. Это представление находит подтверждение в выводе из современной звездной динамики: как утверждают специалисты, 90 % вещества Вселенной недоступны для наших инструментов. Этот пробел должен быть восполнен построением новой теории.

Увенчается ли эволюция возникновением разумной жизни в мире, не знающем Солнца и лишенном лучистой энергии? Если найдутся неопровержимые возражения, пылающие «солнца» будут лучшими индикаторами обитаемых миров.

Перед инициаторами проекта «Звездный поиск» стал другой вопрос: установим ли мы контакт с дружественными существами?..

Загадка 8. Рискуем ли мы быть порабощенными другой цивилизацией?

Не слишком ли наивно предполагать, что любая сверхцивилизация обязательно должна руководствоваться высокими принципами межгалактической морали? Возможно, воинственная цивилизация посылает повсюду свои сигналы, расставляя ловушки простакам… Получив ответ, она пошлет космические армады для завоевания другой цивилизации, избавляя себя, таким образом, от ненужных затрат на посещение необитаемых миров.

«Цивилизованная» Америка поддерживала торговлю африканскими рабами до 1861 г.; «высокоразвитая» Германия во второй мировой войне подвергла Европу варварскому нашествию; негуманное отношение к человечеству не редкость в «гуманном» обществе сегодняшнего дня. Не навлечет ли через годы наш ответный привет другой планете тучу космических кораблей, вооруженных лучевыми пушками и несущих нам нового «повелителя Земли»?

Еще более мрачная перспектива — равнодушное истребление человеческого рода пришельцами, которым нужна наша планета, а не мы. Причиной может быть потребность в расширении «жизненного пространства» для их перенаселенной планеты или необходимость в «новом доме», более богатом не использованными полезными ископаемыми и иными дарами природы по сравнению с их собственной истощенной планетой.

Менее опасная, но более унизительная возможность состоит в том, что высокоразвитые существа, для которых мы будем чем-то вроде наших обезьян, нахлынут на Землю, чтобы бесцеремонно изучать нас как подопытных кроликов. Презирая нашу примитивную цивилизацию, глухие к нашим протестам, смеясь над нашими «крошечными» мегатонными ядерными бомбами, они в течение столетий будут вести над нами наблюдения или даже использовать нас для биологических экспериментов.

Однако такая перспектива была бы предпочтительнее той, которую, по чистосердечному признанию Позина, не следует игнорировать: «Мы не должны тешить себя надеждой, что каким-нибудь гигантским существам из других миров человечество не покажется трофейным скотом… высшего качества».

Что это — излишняя жестокость? Пришельцы, опередившие нас в своем развитии на 100 или 1000 млн. лет, могут пригласить нас на свой обеденный стол, а не к круглому столу конференций. Вдруг они решат, что вероятность быстрой эволюции человека до высшего уровня мышления мала, — аргумент, с которым нам трудно не считаться, если принять во внимание жестокие войны, которые вело человечество, и идеологию фашизма, которая тоже возникла на Земле.

Но все эти непривлекательные варианты основаны лишь на нашем опыте и могут совершенно не соответствовать тому, как на самом деле поступят предполагаемые гости. К примеру, члены племени охотников за черепами ошибочно истолковали бы визит «цивилизованных» людей как поиски трофеев — черепов. На самом деле звездные пришельцы, вероятно, не сочтут нужным завоевывать нас, обращать в рабство, экспериментировать над нами или употреблять в пищу. Может быть, нам придется проглотить горькую пилюлю: нас станут совершенно игнорировать. Не исключено, что они адресуют свои сигналы только тем мирам, которые равны им по своему развитию, в то время как малоразвитые общества, подобные обитателям третьей планеты солнечной системы, будут просто вычеркнуты из списка после первого же визита, принесшего пришельцам глубокое разочарование.

Однако авторы проекта единодушно выразили оптимистическую уверенность в том, что истинная гуманность и добро идут рука об руку с развитием цивилизации, перед которой рано или поздно встанет важнейший вопрос.

Загадка 9. Можно ли утверждать, что космический проект будет выгоднее для Земли, чем для всех других миров?

Из проекта «Озма» Дрейк и Струве перенесли в проект «Звездный поиск» серию важных вопросов, которые, по их мнению, Земля может задать высокоразвитой внеземной цивилизации. Как избавиться от рака и победить болезни сердца? Как вы продлеваете жизнь? Можете ли вы сказать нам, как осуществить управляемую термоядерную реакцию для промышленных целей? Как лучше всего развивать научные и творческие способности человечества?

В сущности, это самый привлекательный момент, благодаря которому основатели проекта «Звездный поиск» надеются привлечь интерес к своей программе. Вот что они говорят:

«Связь с другими мирами, по всей вероятности опередившими нас в промышленном и социальном развитии, может принести нашей планете двоякую пользу. Все это позволило бы человечеству заглянуть вперед и, таким образом, помогло бы миру пережить современный кризис холодной войны. Если ядерная война станет непосредственной угрозой, совет внеземных существ, которые достигли окончательного мира, спасет человечество от самоуничтожения».

Быть может, где-то во Вселенной существует самаритянский мир, готовый помочь Земле своим мудрым советом. Зондирование космоса позволит лучше понять человеческий разум, психологию. Если мы призовем на помощь все лучшее, что есть у нас, — в научном и духовном отношении, — чтобы с достоинством встретить вызов Вселенной, может быть, именно она, а не ее обитатели поможет нам создать тот мир, которого уже добились миллионы двойников Земли.

Вот величайшая из космических тайн. Увенчается ли успехом дерзновенное стремление человека в космос? Добьемся ли мы того, в чем так нуждаемся, — подлинного расцвета цивилизации?

Оглавление

Предисловие к русскому изданию… 5

Предисловие… 7

Пролог… 11

Глава I. Загадки Земли… 15

Глава II. Луна и ее тайны… 25

Глава III. Загадочные планеты… 39

  Венера… 39

  Меркурий… 53

Глава IV. Тайны красной планеты… 59

Глава V. Капризные карлики… 77

Глава VI. Гиганты среди гигантов…. 89

  Юпитер… 90

  Сатурн… 96

  Кольца Сатурна… 100

Глава VII. Далекие миры… 105

  Уран… 105

  Нептун… 109

  Плутон — и все, что дальше него… 110

Глава VIII. Сколько лун в солнечной системе?… 117

Глава IX. Секреты Солнца… 129

  Солнце… 129

  Кометы… 135

Глава X. Живая Вселенная… 141

Глава XI. Межзвездные полеты… 153

Глава XII. Космическая связь… 167