Прочитав предыдущие главы, вы узнали, что полеты в космос связаны с опасностью для здоровья и даже жизни членов экипажа и чрезвычайно большими расходами.
Возникает вопрос: ради чего люди рискуют, отправляясь в космические полеты? Оправдываются ли огромные материальные затраты на организацию и осуществление космических программ исследования? Будет ли польза людям, ныне живущим, и тем, которые будут жить после нас, от этих дорогостоящих исследований? Нужно сказать, что совсем недавно такие же вопросы возникали, когда приходилось вкладывать сначала большие, а затем огромные средства в развитие науки, изучающей микромир - мир атомов, молекул, ядер элементов и частиц, входящих в их состав. Непосвященным казалось, что подобные научные изыскания далеки от потребностей практической жизни и затраты на них не дадут ничего полезного.
Казалось бы, какая может быть связь между изучением элементарных частиц материи, которые невидимы не только простым глазом, но неразличимы в самые сильные микроскопы, и жизненными потребностями людей? Теперь все хорошо знают, что связь эта самая непосредственная - изучение строения веществ, проникновение в мир мельчайших частиц позволило человеку поставить себе на службу самый мощный, самый концентрированный источник энергии - внутриядерную энергию.
Какую пользу может извлечь человечество из изучения космического пространства? Это большой вопрос, ответить на него кратко трудно и даже невозможно. Какие цели преследуются при изучении и освоении космоса? Их можно разбить на две группы. Первая группа исследований - перспективная. Результаты перспективных исследований не могут быть использованы для практических целей поколением людей, живущих в настоящее время.
Другая группа исследований связана с достижением целей, которые могут давать ощутимый результат уже сегодня, а также в ближайшем будущем. Результатами этих исследований может воспользоваться ныне живущее поколение людей.
Рассмотрим такой знакомый всем вопрос, как прогноз погоды. Для чего нужно знать заблаговременно, какая будет погода завтра, через неделю, месяц? Конечно, не для того, чтобы вовремя взять с собой зонтик или надеть плащ и калоши. Погодные данные имеют большое народнохозяйственное значение. В первую очередь они нужны для сельского хозяйства. Когда выгоднее всего сажать или сеять ту или иную культуру? Ведь бывает и так: на больших площадях в начале лета, когда устанавливается теплая погода и земля прогревается солнцем, высаживают теплолюбивые саженцы помидоров или семена огурцов. Вдруг неожиданно, по истечении нескольких дней после посадки, наступают холода, да такие, что по ночам температура падает ниже нуля. И погибли посевы огурцов и помидоров - они ведь не могут выдерживать низких температур. А если бы посадить эти культуры неделей позже? Они не подверглись бы действию неожиданного губительного похолодания.
А разве осенью, при уборке урожая, не важно знать, какая будет погода? Конечно, важно, и не меньше, чем при посеве. Потери урожая, если уборку его производить при неблагоприятных климатических условиях, могут достигать больших размеров. Правильно выбрать время для проведения сельскохозяйственных работ очень важно. А время это зависит от погодных условий.
Работникам сельского хозяйства необходимо знать, какая будет погода через 10 - 15 дней. Предсказания на 1 - 2 дня недостаточно. Еще бы лучше, если бы метеорологи могли давать прогноз погоды на несколько месяцев вперед. Длительный прогноз нужен и по другой причине.
Мы часто читаем в газетах, что на такой-то район земного шара обрушился тайфун. Обычно этим тайфунам дают красивые женские имена, но от этого они не делаются менее вредными и опасными. Когда тайфун проносится над каким-либо населенным пунктом или городом, где его не ждали, не готовились к встрече с ним, он причиняет много бед - разрушает дома, дороги, линии электропередач и может привести к гибели домашних животных, а иногда и людей. Знание о приближении такого стихийного бедствия могло бы значительно уменьшить урон от него, так как люди могли бы соответствующим образом подготовиться к встрече с ураганом.
А нужны ли прогнозы на день, два? Тоже нужны. Ведь работа авиационного транспорта зависит от погодных условий, поэтому Гражданский воздушный флот имеет очень разветвленную и хорошо организованную службу погоды. Как точно могут предсказывать синоптики погоду? Ближайший прогноз (на сутки, двое) синоптики, как правило, делают неплохо, а вот прогнозы дальние - на 10 и более дней вперед - по большей части не подтверждаются.
Правильный прогноз погоды можно делать, лишь имея очень большое количество фактических данных. Все естественные науки делают свои выводы на основании результатов опытов. В лаборатории химик или физик, прежде чем ответить на тот или иной вопрос, проделывает массу опытов.
Для метеорологов лабораторией служит вся наша планета с ее атмосферой, водными бассейнами, растительным миром, неровностями рельефа. В этой гигантской лаборатории протекают ежесекундно, ежечасно различного рода процессы. Где-то происходит нагревание почвы солнечными лучами, где-то идет интенсивное испарение воды с поверхности океана, моря, озера, где-то Земля, скрытая от лучей Солнца, охлаждается. В результате этих процессов образуются облака, идет дождь, меняется барометрическое давление, а следовательно, возникают воздушные течения - ветры, ураганы. Природа непрерывно изменяет свой облик. Все эти изменения, одни в большей, другие в меньшей степени, оказывают влияние на установление погоды и не только на сегодняшний день, ближайшую неделю, но и на целые месяцы вперед.
Что же нужно знать синоптикам, чтобы правильно предугадать погоду? А то же самое, что должен знать химик, работающий в лаборатории, чтобы предугадать то или иное явление. Химик должен знать результаты лабораторных испытаний, проведенных им экспериментов. Лаборатория метеоролога - земной шар. Не так просто знать, где и что делается на земном шаре в каждый данный момент времени. Сбор данных о природных явлениях до последнего времени проводился так называемыми метеостанциями. Многочисленные метеостанции, разбросанные по всей нашей планете, ведут наблюдения за изменениями температуры, влажности, давления атмосферы, появлением облачности и все эти данные передают в центр. В центре производят обработку всех данных и на основе полученных результатов дают прогноз погоды на разные сроки.
Густая сеть метеостанций позволяет собирать большое количество сведений, определяющих состояние погоды в том или другом районе земного шара. Следует, однако, оговориться, что густота сети метеостанций не во всех районах нашей планеты одинакова. Взгляните на карту мира, ведь большую часть поверхности земного шара покрывают моря и океаны - это места, где метеостанций не установишь. А сколько на Земле пустынных и высокогорных мест, там тоже метеостанций нет. Таким образом, сеть метеостанций охватывает сравнительно небольшую часть нашей планеты, большая же ее часть остается вне наблюдения службы погоды. Вследствие этого данные, которыми располагают синоптики при составлении сводки погоды, оказываются крайне скудными.
Недостаток данных о процессах, протекающих в природе над различными районами Земли, - основная причина, из-за которой прогноз погоды зачастую оказывается ошибочным. Если бы синоптики имели данные о явлениях, происходящих в данный момент времени над всей поверхностью Земли, они сумели бы повысить точность предсказания погоды не только на завтрашний день, но и на месяц, два вперед. А можно ли за несколько минут оглядеть всю нашу планету, проверить, где над ней собрались грозовые тучи, где небосвод покрыт облаками, где ярко сияет Солнце? До недавнего времени сделать это было невозможно.
Не очень большую помощь в расширении площади обзора могут оказать и шары-зонды или высотные самолеты,- ведь они могут подниматься на высоту не более 20 км. На высоте большей 20 км атмосфера Земли настолько разрежена, что в ней не могут ни держаться шары-зонды, ни передвигаться самолеты. Обозрение всей поверхности такого огромного тела, как земной шар, не простое дело. Однако ракетно-космическая техника, искусственные спутники Земли делают эту задачу вполне разрешимой и даже не очень сложной.
Искусственные спутники могут находиться на любых высотах над Землей. Для их полетов, как вы уже знаете, не требуется атмосферы, т. е. воздуха. Наоборот, их полет возможен только в безвоздушном, космическом пространстве. Правда, двигаются они с очень большой скоростью, не может ли это помешать наблюдению? Оказывается, нет. Можно выбрать такое расстояние от спутника до поверхности Земли, при котором спутник, двигающийся с определенной скоростью, все время будет находиться над одной и той же точкой нашей планеты.
Легко рассчитать, что для этого спутник должен находиться от поверхности Земли на высоте 36000 км. Такой спутник как бы превращается в очень высокую башню над Землей, неподвижную, подобно Останкинской телебашне.
С «космической башни» для обзора простор большой. Со спутника, находящегося на высоте 36 000 км над Землей, видно сразу более 1/3 поверхности всей нашей планеты. Если запустить три искусственных спутника на высоту 36000 км. расположив их друг относительно друга под углом 120° по окружности, то можно с них одновременно обозревать всю поверхность земного шара. А ведь это и нужно для метеорологической науки. С трех таких спутников - «космических башен» - можно непрерывно фотографировать всю поверхность земного шара сразу и передавать снимки на Землю. На этих снимках будут четко видны облачные образования и их характер и над морскими просторами, и над горными, труднопроходимыми районами, и над необитаемыми пустынями, и над территориями, густо населенными людьми.
Специалисты по снимкам, сделанным из космоса, без особого труда смогут установить районы скопления облаков, их мощность, направление и скорость передвижения (по серии фотоснимков, сделанных через определенные промежутки времени).
Космические аппараты в настоящее время уже довольно широко применяются в метеорологии. Как велика помощь космической техники метеорологической науке? Считают, что за несколько последних лет (начиная с 1957 г. по настоящее время) метеорология продвинулась вперед в своем развитии на столько же, на сколько она продвинулась за 200 предшествовавших лет. Вот какую огромную помощь уже оказала космическая техника метеорологической науке. В будущем значение искусственных спутников Земли и других видов космических аппаратов для развития метеорологической науки станет еще больше.
Метеорология - это лишь одна область использования достижений космической техники. Связь в современном мире играет исключительно важную роль. Она нужна как для оперативного решения государственных и межгосударственных вопросов, так и для улучшения быта людей. Сейчас почти все крупные государства имеют непосредственную телефонную связь друг с другом.
Взгляните на карту России - расстояние от Москвы до Владивостока равно 1/4 длины окружности земного шара по экватору. Можно ли управлять хозяйством такой страны, не имея хорошо развитой системы связи? Конечно, нельзя. Мы все привыкли сейчас к телевизору; телевидение - это тоже одна из разновидностей связи. Вы знаете, конечно, что совсем недавно от центральной телевизионной студии передачи можно было принимать в радиусе 30 - 40 км. Московские телевизионные передачи, кроме москвичей, могли смотреть лишь жители ближних подмосковных городов и поселков. С Останкинской телестудии, передатчики которой подняты над Землей на высоту 530 м, прямой прием стал возможен на расстояниях, в три раза больших, но ведь это тоже недалеко. А может ли в этом оказать помощь космическая техника? Вы уже, наверное, знаете, что может. Ведь с помощью искусственного спутника Земли «Молния» весь Дальний Восток смотрит передачи из Москвы.
Нужно иметь в виду, что телевидение с самого начала своего развития служило не только как средство развлечения, но и как средство связи, информации населения о важнейших событиях и т. д. В дальнейшем значение телевидения будет все больше и больше возрастать.
В нашей стране с каждым годом расширяется сеть учебных заведений. В народном хозяйстве все больше и больше требуется специалистов с высшим и средним техническим образованием. В Советском Союзе функционирует огромное число высших и средних учебных заведений. Не так-то просто укомплектовать эти учебные заведения высококвалифицированными, опытными преподавателями.
А разве нельзя прослушать лекцию какого-либо крупного ученого-академика студентам, обучающимся в вузах Дальнего Востока, Средней Азии и других отдаленных уголков нашей необъятной Родины? Космическая техника в союзе с телевидением делают эту задачу вполне разрешимой. Представьте себе аудиторию, в которой установлен больших размеров цветной телевизор: на экране телевизора сидящие в аудитории студенты видят и слышат лектора, читающего лекцию в Московском государственном университете. Они видят не только лицо лектора, но и все демонстрационные материалы, которыми он пользуется: таблицы, диаграммы, эксперименты, показываемые студентам в ходе чтения лекции. Какая разница, где в это время находится студент: в Москве, в Улан-Удэ, в Алма-Ате или, наконец, в Норильске, на Крайнем Севере? За окном метет пурга, мороз 50 с лишним градусов, а это нисколько не мешает молодому жителю Норильска наравне со своими сверстниками, живущими в столице, получать соответствующее образование. Заманчивые перспективы, особенно для тех, кто серьезно хочет учиться и стать по-настоящему образованным человеком.
Это не просто мечты, далекие от воплощения в жизнь. Обучение студентов с использованием телевизионной и космической техники - дело ближайшего будущего. Сейчас уже ведутся подготовительные работы по созданию специальных искусственных спутников Земли и соответствующей телевизионной аппаратуры, предназначенных для организации широкой сети заочного обучения.
Мы рассмотрели возможности использования искусственных спутников Земли для целей связи и метеорологии. В этих областях космическая техника довольно широко применяется уже в настоящее время и приносит большую пользу. Уже становится очевидным, что большую пользу достижения космической техники могут принести и в таких отраслях народного хозяйства, как рыболовство, сельское хозяйство, лесоводство и др. На первый взгляд кажется, что нет ничего общего между летающим над Землей на высоте в несколько сот километров, в космосе, спутником и такими очень земными делами, как разведение и сохранение лесов, ловля рыбы в морях или изыскания геологами полезных ископаемых. Но это только на первый взгляд. На самом деле между ними может быть очень тесная связь.
Как геологи обнаруживают запасы полезных ископаемых? Это очень не легкая и иногда даже опасная работа. Геологическим партиям зачастую приходится исследовать местность вдали от населенных пунктов, бродить по горам, болотам, пустыням. А много ли может увидеть человек, бродя по Земле? Дальше чем на несколько десятков метров от тропы ничего не увидишь.
Человек, летящий на самолете, может увидеть гораздо больше, чем пешеход, но с самолета обозрение местности менее эффективно, чем с искусственного спутника Земли. ИСЗ, снабженные специальной аппаратурой, могут делать снимки огромных площадей Земли. По этим снимкам специалисты будут определять, могут ли в том или другом районе быть залежи полезных ископаемых - железной руды, нефти, природного газа, каменного угля, калийных и других солей.
Конечно, такие снимки, сделанные с помощью специальной аппаратуры, не смогут давать абсолютно достоверных сведений. Их потребуется уточнять с помощью и аэрофотосъемки, и изыскательных геологических партий. Но какая при этом будет экономия времени! Геологические партии будут выезжать к определенному месту, отмеченному на карте по снимкам с ИСЗ, и уточнять границы района залегания полезных ископаемых. Полагают, что такой способ разведки ископаемых экономически будет более выгодным по сравнению с существующим в настоящее время.
А что может дать полезного космическая техника для лесоводства? Сравнительно недавно, каких-нибудь 70 - 100 лет назад, на Земле было значительно больше лесов, чем в наше время. Лес - богатство Земли, это ее зеленое золото. К сожалению, за последние годы лесные массивы сильно поредели. Площади, занятые лесами, уменьшаются из года в год. Уменьшаются они не только потому, что древесина все в большем количестве используется в промышленности, строительстве, транспорте, но также и из-за стихийных бедствий, которые обрушиваются на лесные массивы. Что может угрожать лесу? Во-первых, пожары, а во-вторых, различные болезни дерева.
В нашей стране существует специальная служба охраны лесных богатств. В распоряжении этой службы имеется самая разнообразная техника. И если лесной пожар обнаружен вовремя, с помощью этой техники ликвидировать его не так уж и сложно. Но как вовремя обнаружить лесной пожар? Где расположить посты наблюдения, например, за тайгой, протянувшейся на тысячи километров, чтобы увидеть в ней небольшой костер, который может привести к пожару?
Идеальным наблюдательным пунктом для обзора лесных массивов, как бы велики они ни были по размерам, могут служить искусственные спутники Земли. Ведь с них можно обозревать всю тайгу сразу, а специальные чувствительные приборы, установленные на спутниках, могут «увидеть» даже небольшой костер. Со спутника наземная служба охраны леса будет получать сигнал о начале пожара с точными координатами местонахождения очага горения. И лесной пожар будет потушен в самом начале его возникновения.
Дерево, как все живое, может болеть. Результат болезни обычно проявляется в виде загнивания ствола изнутри, либо дерево засыхает. Болезнь дерева - процесс длительный. Иногда даже опытный глаз специалиста не замечает начальной стадии болезни. Это опасно потому, что больное дерево заражает другие, здоровые деревья. А может ли человек систематически осматривать огромные лесные массивы? Конечно, нет. Для этого слишком много нужно иметь специалистов-лесников. Искусственные спутники Земли могут не только непрерывно держать в поле зрения большие пространства, занятые лесами, но при помощи специальных приборов, как утверждают ученые, могут обнаруживать некоторые заболевания лесных деревьев на несколько лет раньше, чем это можно делать при обычном осмотре, находясь на Земле. Получив данные о заболевании того или иного участка лесного массива, можно принять меры по ликвидации заболевания и, что особенно важно, предупредить распространение болезни леса на здоровые участки.
Огромную услугу может оказать космическая техника и сельскому хозяйству. Во многих странах мира имеются большие массивы земли, требующие искусственного орошения. В наших среднеазиатских республиках и других гористых районах для орошения полей используется вода, образующаяся от таяния снегов в горах. Для планирования размера площади и сроков посева важно знать, каковы запасы снега в горах в данном году, какое количество воды можно израсходовать для полива земли. Такие данные позволяют выбрать наиболее рациональную сельскохозяйственную культуру для посева. Если снега в горах много, можно сеять влаголюбивые растения, которые, как правило, наиболее урожайны, ну а если запасы снега в горах невелики, то лучше сеять хотя и менее урожайные сорта, но зато более засухоустойчивые.
Как можно оценить запасы снега в горах на исходе зимы, перед весенней посевной кампанией? Земными средствами это сделать затруднительно, подчас просто невозможно. С искусственного спутника Земли такая оценка может быть произведена без особых затруднений.
А разве для рыболовного промысла не важно знать, в какой части моря находятся или могут находиться косяки рыб? Не так-то просто в необъятных просторах океанов и морей найти районы, наиболее пригодные для жизни рыб. Ведь море, так же как и суша, неодинаково пригодно для обитателей водных просторов. Там, где имеется пища, там и обитают живые существа. В морях и океанах, так же как и на Земле, имеются свои заливные луга, где есть в большом количестве корм для жителей моря. Таким кормом им служит так называемый планктон.
Планктон в море так же важен для питания морских животных и рыб, как трава на Земле важна для травоядных животных, только благодаря наличию планктона в морях и океанах может жить такое большое количество различных живых существ. Первым признаком, по которому судят о возможности пребывания в данном районе моря рыбы, является наличие планктона. И вот оказалось принципиально возможным обнаруживать с ИСЗ с помощью специального оборудования планктон. Однако наличие планктона в данном районе моря еще не означает, что там в данный момент находятся косяки рыб.
Морские луга передвигаются течениями и ветрами, поэтому спутник должен вести непрерывный контроль за передвижением скоплений планктона и данные наблюдений передавать на земные станции. Со спутника можно обнаруживать местонахождение и самого косяка рыб. Правда, рыбу, находящуюся на достаточно большой глубине, скрытую слоем воды, увидеть не удается теми оптическими средствами, которые устанавливаются на специально оборудованных спутниках. Но как хорошая охотничья собака обнаруживает дичь в лесу? По следу. Так вот косяк рыб также образует невидимый для невооруженного глаза, но хорошо различимый с помощью специальных оптических приборов след. Оказывается, там, где находится большое скопление рыбы, поверхность воды покрывается тонким слоем рыбьего жира.
Рыбный и другой морской промысел при наличии космических средств обнаруживания морских богатств намного станет производительнее.
И будущем в космос могут запускаться не только искусственные спутники Земли или обитаемые космические корабли, срок пребывания которых в космосе исчисляется несколькими днями, но и так называемые орбитальные космические станции, на которых будут находиться люди. Такие станции, вращаясь вокруг нашей планеты на расстоянии от ее поверхности в несколько сотен километров, будут находиться в космическом пространстве месяцами и годами, а в дальнейшем и неопределенно долгое время.
Для чего предназначаются орбитальные космические станции с экипажем на борту? Задача, которая будет стоять перед ними, - изучение космического пространства вблизи Земли. Космос для людей еще полон загадок и неясностей. Средства для изучения окружающего нашу планету космического пространства с поверхности Земли очень несовершенны и потому недостаточно эффективны, С обитаемых орбитальных космических станций удобнее и легче,чем с Земли, производить замеры солнечной и галактической радиаций, вести наблюдения за нашим дневным светилом - Солнцем, за планетами солнечной системы и звездами. Ведь в настоящее время астрономам приходится вести такие наблюдения с помощью оптических приборов, преодолевая огромный оптический барьер - воздушную оболочку Земли. Чтобы облегчить наблюдения за небесными телами, астрономические станции строят высоко в горах. Горный воздух более разрежен и, что более важно, мало загрязнен пылью. А облака? Когда небо покрыто облаками, вести астрономические наблюдения вообще невозможно.
Небо над орбитальной космической станцией всегда будет безоблачным, наблюдениям с помощью оптических приборов, установленных на обитаемых космических станциях, не будут мешать ни пылевые облака, ни толща воздушной оболочки. Для астрономов орбитальные космические станции будут идеальными астрономическими лабораториями. Так космические объекты будут поставлены на службу небесной науке - астрономии.
