ЖИВОТНЫЕ В КОСМОСЕ
Ученым необходимо было знать, как поведут себя живые организмы в условиях космоса. Первый пуск с собаками Цыганом и Дезиком состоялся в присутствии С.П. Королева 22 июля 1951 года. Потом были Малышка, Альбина, Козявка, Цыганка, Дамка. Все они совершили путешествие на стратосферных ракетах, т.е. поднимались на высоту не более 210 км. Настоящим космонавтом стала Лайка, которая полетела в космос 3 ноября 1957 года. ПС-2 совершил около 2370 оборотов вокруг Земли, преодолев расстояние 100 миллионов км, и просуществовал на орбите 5 месяцев. Лайка помогла ученым понять, какие трудности ждут человека, когда он соберется в пилотируемый полет. Потом в космосе побывали Пчелка и Мушка. Следующими «космонавтами» стали крысы, которые отличаются высокой сообразительностью. Морские свинки послужили живым дозиметром. Мыши помогли ученым изучить действие космической радиации, влияние условий космического полета на наследственность. С 1951 по 1960 год было проведено 29 экспериментов с участием животных. 18 собак погибло. Все эти исследования на животных позволили медикам дать «добро» на полет человека в космос. Участником экспериментов был и «Иван Иванович» – манекен, который летал в космос перед первым пилотируемым полетом. На нем были испытаны все элементы жизнеобеспечения космонавта. Расположившись в кресле пилота, он занимает почетное место посреди музея на Байконуре. «Иван Иванович» подсказал ученым и конструкторам, как усовершенствовать систему вентиляции скафандра космонавта, катапультное и пиротехническое устройства, парашютные системы, аварийный запас и другие атрибуты. Кто только ни побывал в космосе: и мухи – дрозофилы, и шимпанзе, а перепелята даже умудрились вылупиться в условиях невесомости. Но главными своими четвероногими «коллегами» космонавты считают по праву собак! Исследования, проведенные на животных, позволили найти ответы на многие вопросы. И все полной ясности дать не могли. Например, было непонятно, как повлияет полет на психику человека. Что с ним произойдет, когда он увидит Землю, всегда казавшуюся необъятной, настолько маленькой, что ее можно охватить одним взглядом? Были и другие сомнения. Оставалось одно – пробовать. Для испытания САС (системы аварийного спасения) использовалась ракетная система «Литл Джо» с 8 твердотопливными двигателями. 4 декабря 1959г. «Литл Джо» стартовал с макакой-резусом по кличке Сэм на борту. 21 января 1960г. успешно слетала «женщина» – Мисс Сэм. А 31 января 1961г. шимпанзе Хэм выполнил уже суборбитальный полет на высоту 253 км. На одной из американских космических ракет совершила полет обезьяна по кличке мисс Бейкер. С тех пор каждый год специалисты ракетного центра, откуда был проведен запуск, устраивают ей «день рождения». Никто, конечно, не знает, когда действительно родилась мисс Бэйкер, но сотрудники центра отмечают этот день скорее как шаг в покорении космоса. В честь дня рождения собирается много гостей. В 1978г. их было более тысячи. «Имениннице» был преподнесен огромный торт из розового желе, украшенный клубникой и бананами[1]. «Вероника» стала первой французской ракетой, отправившей животных в космическое путешествие. В 1962г. совершила суборбитальный полет крыса Эктор, а в 1963г. – кошка Фелисет. 22.07.1951 Собаки Цыган и Дезик 1951-1957 Собака Альбина 1951 Собаки Непутевый и ЗИБ (заменяющий испытуемого Бобика) 1952 Макаки Пит и Майк США. Летали под наркозом на высоту 60 км. Вернулись живыми. 03.11.1957 Собака Лайка «Энциклопедия космоса» стр. 71.С Байконура запустили ИСЗ-2 с Лайкой на борту. Они не должны были вернуться. Лайка умерла от перегрева на 4-м витке вокруг Земли из 17. После этого на Земле от подобного эксперимента умерли еще 2 собаки. 04.12.1959 Макака-резус Сэм Американский корабль «Литл Джо». Обезьяна хорошо перенесла полет, выдержав более чем 14-кратные нагрузки. 28.07.1960 Собаки Чайка и Лисичка Погибли в рез-те аварии РН еще на Земле. 19.08.1960 Собаки Белка и Стрелка С Байконура, сделали 17 витков за 1 сутки, вернулись живыми. После полета Белка родила 6 щенков. 01.12.1960 Собаки Пчелка и Мушка 22.12.1960 Собаки Шутка и Комета 31.01.1961 шимпанзе Хэм США, суборбитальный полет на высоту 253 км., на «Меркурие». 09.03.1961 Собака Чернушка 25.03.1961 Собака Звездочка и манекен Иван Иваныч Оба вернулись. до 12.04.61 Еще 29 собак Все выжили обезьяна-мисс Бейкер 09.08.1961 Собака Чернушка и манекен Иван Иваныч Оба вернулись. 1962 крыса Эктор Франция. Суборбитальный полет 18.10.1963 кошка Фелисет Франция (Алжир). Летала и вернулась на ракете «Вероника-1» на высоту 200 км. сент. 1969 черепаха На зонде-5, после полета ее усыпили и разобрали на органы для эксперимента. 1983 Макаки-резусы Лапик и Мультик СССР. Было 6 запусков, всего летало 12 макак. Последние – Лапик и Мультик. 22.03.1990 Японские перепелята На станции «Мир» родились 8 птенцов перепелки. Умерли через 2 дня. Космонавты Анатолий Соловьев и Павел Виноградов. 10.06.2009 20 макак-резусов Полет 5 человек и 20 макак-резусов на корабле «Марс-500» (изучение Марса). Всего слетало 48 собак, 20 из них умерли. Еще (дополнительно!!!) 20 собак умерло в лабораториях. Всего слетала и вернулась 1 кошка (Франция). Вообще в космосе побывали: тараканы, виноградные улитки, мухи, комары, тритон, перепелята, 1 кошка, более 40 собак, макаки-резусы и т.д.
ПИЛОТИРУЕМЫЕ ПОЛЕТЫ
Запуски первых спутников и «лунников», безусловно, произвели громадное впечатление на мировую общественность и продемонстрировали высокий уровень развития науки и техники в Советском Союзе. Но полет человека в космос был бы, безусловно, ещё более эффективным событием, и наши космические «фирмы» приступили к проектированию первого пилотируемого корабля. Тем более что американцы тоже работали над подобным проектом. Необходимо было в короткий срок (от первого спутника до первого космонавта прошло меньше четырех лет) построить аппарат, в котором человек мог несколько суток находиться в космосе, а затем благополучно вернуться на землю. При таких условиях приоритет отдавался скорости разработки и надежности, а не совершенству технических решений. Корабль «Восток» был устроен сравнительно просто, но надежно (вспомним, не один пилотируемый «Восток» не потерпел аварии). Корабль представлял собой шар, покрытый толстым слоем теплоизоляции (с большим запасом), к которому при помощи двух металлических лент крепился приборный отсек с тормозным двигателем. В шаре находился космонавт и системы жизнеобеспечения. Форма шара была выбрана потому, что его поведение при входе в атмосферу было хорошо изучено, а на аэродинамические исследования других форм не было времени. Система посадки была также довольно проста – сопло тормозного двигателя наводилось строго на Солнце, двигатель включался и аппарат устремлялся к Земле. Далее срабатывал один единственный пиропатрон, разрывавший металлические ленты и отделявшие приборный отсек, и «шарик» совершал аэродинамическое торможение в атмосфере. Системы мягкой посадки не было, и поэтому на высоте нескольких километров пилот катапультировался. Чтобы тормозной двигатель дал импульс в нужном направлении, момент спуска выбирался так, чтобы солнце занимало в это время, соответствующее положение относительно корабля. Запасного двигателя не было, и поэтому корабль предполагали запускать на такую орбиту, чтобы через неделю – две он сам вошел бы в плотные слои атмосферы. Первые корабли этой серии были беспилотными. На них отрабатывался сход с орбиты, а также изучалось поведение подопытных собак. На одном из этих кораблей благополучно слетали Белка и Стрелка. Два других «собачьих» экипажа, вследствие неисправностей систем посадки, на землю вернуть не удалось. Корабли следующей серии предназначались уже для человека, но в первых двух полетах их пассажирами был манекен и подопытные собаки. В ходе полета проверялась двухсторонняя радиосвязь, для чего с орбиты передавали запись биений человеческого сердца. Эти радиосигналы были пойманы рядом радиолюбителей, что дало повод для слухов о якобы неудачных попытках запуска человека в космос, предпринятых в СССР ещё до полета Гагарина. В начале 1960 года был создан Центр подготовки космонавтов и из летчиков-истребителей набирается первый отряд космонавтов. Первый полет человека должен был состояться в декабре 1960 г., но был отложен из-за страшной катастрофы на Байконуре – на стартовом столе взорвалась баллистическая ракета Р-14 (ОКБ Янгеля). Погибли десятки человек, в том числе члены государственной комиссии во главе с маршалом Неделиным (официально было объявлено, что он погиб в авиакатастрофе). Возникла опасность, что американцы обгонят нас – их полет был намечен на май 1960 г. (хотя это был суборбитальный полет, но первым человеком стал бы все же американец). Однако, 12 апреля 1961 года на третьем в серии корабле «Восток» Ю.А. Гагарин совершил первый космический полет и благополучно вернулся на Землю. Правда, полет проходил не так гладко, как сообщал ТАСС. Корабль был выведен на слишком высокую орбиту, и если бы отказал тормозной двигатель, упал бы на Землю не через 10 дней, как предполагалось, а через 50, на что ресурсы системы жизнеобеспечения рассчитаны не были. К счастью, тормозной двигатель сработал нормально и корабль устремился к Земле, но один из разъемов, соединявших спускаемый аппарат с приборным отсеком, не разошелся, и отсек волочился за спускаемым аппаратом пока злосчастный провод не сгорел в атмосфере. На высоте примерно 7 километров космонавт катапультировался и спокойно приземлился. Долгое время у нас как-то замалчивался тот факт, что пилоты первых кораблей должны были катапультироваться. Так в одной работе сказано «космонавты… могли… либо оставаться до приземления в корабле, либо катапультироваться». В случае, если космонавт остался бы в корабле, позавидовать ему было трудно – об этом красноречиво говорят вмятины и трещины, оставшиеся на спускаемых аппаратах после жесткой посадки. Происходит эта полуправда оттого, что по правилам Международной авиационной федерации рекорд фиксируется только в том случае (а полет Гагарина был, безусловно, рекордным), когда пилот в момент посадки находился в летательном аппарате. Поэтому в официальном отсчете было туманно сказано, что пилот приземлился вместе со спускаемым аппаратом. Цели своей мы достигли – полет Алана Шепарда состоялся спустя почти месяц после Гагарина, а настоящий орбитальный полет Дж. Глена состоялся лишь в феврале следующего года. К тому времени в Союзе был произведен уже второй орбитальный полет – полет Г. С. Титова, который продолжался более суток. В ходе этого полета выяснилось влияние на человеческий организм длительного пребывания в космосе. Титову первым пришлось столкнуться со «спутниковой болезнью» – когда человека начинает «укачивать» в невесомости. Сейчас известно, что эти симптомы появляются в первые дни полета и вызваны адаптацией организма к невесомости, но тогда это вызвало большие опасения и были разработаны специальные методы тренировки вестибулярного аппарата космонавтов. В августе 1962 года над планетой оказалось сразу два корабля «Восток-3», пилотируемых А. Г. Николаевым и стартовавший днем позже «Восток-4», пилотируемый П. А. Поповичем. Корабли летали на небольшом удалении так что космонавты могли видеть друг друга и между ними была установлена двухсторонняя связь. Впервые изображение космонавта в кабине во время полета было передано по центральному телевидению. Космонавты провели в космосе четверо и трое суток соответственно. В следующем году мы решили доказать всему миру, что каждая кухарка у нас не только умеет управлять государством, но и космическим кораблем. Ещё в 1961 году в отряд космонавтов были набраны женщины. А в июне 1963 года на корабле «Восток-6» совершила полет бывшая работница текстильной промышленности и парашютист – любитель В. Н. Терешкова. Она совершила совместный полет с В. Ф. Быковским, находившимся в выведенном в космос двумя днями ранее «Востоке-5». После трехдневного группового полета космонавты благополучно приземлились и Терешкова стала, таким образом, первой женщиной-космонавтом. В 1961 году сразу после полета Гагарина президент США Дж.Ф. Кеннеди объявил национальную программу, целью которой была высадка астронавтов на Луну. И первым шагом к осуществлению этой цели должен был стать проект «Джеммини», предусматривавший запуск кораблей с экипажами из двух человек, и отработку ими таких мероприятий, как выход в открытый космос, стыковка и расстыковка 14-суточное пребывание людей…
Кометы
Кометы (в переводе с греческого «волосатые» являются, пожалуй, самыми экзотическими телами Солнечной системы. Охота за кометами является довольно распространенным увлечением среди астрономов – любителей, не последнюю роль здесь играет то, что неизвестная планета получает имя ее первооткрывателя. К настоящему времени зарегистрировано больше двух тысяч комет. Источником планет является облако Оорта, окружающее солнце на расстоянии порядка 100 тыс. а. е. (одна астрономическая единица равна расстоянию от Земли до Солнца = 149600000 км). Большая часть комет, однажды пролетев вблизи солнца, никогда больше назад не возвращается. Другие же, захваченные совместным действием полей Солнца и планет переходят на эллиптические орбиты и становятся периодическими. Периодическими является примерно четвертая часть всех зарегистрированных планет. Кометы принято делить на долгопериодические (с периодом обращения больше 200 лет) и короткопериодические, таких около 150.
ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ
небесные фонарщики? У чёрных дыр до сих пор и репутация была чёрная. Затаившиеся в центре галактик, эти сверхплотные звёзды обладают столь мощной силой гравитационного притяжения, что всасывают любое материальное тело, пролетавшее поблизости от них. А если что в чёрную дыру упало, то, считай навек пропало. Из страшных глубин ничто не в силах вырваться, даже свет, одним словом – чёрная дыра! Ну что, казалось бы, можно ждать хорошего от подобного чудища, и тем не менее… Группа учёных из французского Комиссариата по атомной энергии под руководством Дави Эльбаза недавно обнаружила, что у чёрных дыр есть и другая не менее удивительная способность, причём весьма даже симпатичная: они зажигают гирлянды космических «лампочек». КАК ОБРАЗУЮТСЯ ЗВЁЗДЫ? Звёзды рождаются внутри первичных туманностей. Под этим красивым словом скрывается огромное облако газа, состоящее на 90% из водорода; ещё 9% его объёма занимает гелий, остальное – космическая пыль. Под действием гравитации атомы газа собираются в небольшие скопления, которые, в свою очередь соединяются друг с другом, образуя ещё более крупные сгустки. Затем под действием собственной массы они начинают «обрушаться» и сжиматься. Уплотнённое облако всё быстрее и быстрее вращается вокруг своей оси. Множится число столкновений атомов между собой, растёт температура. Через миллион лет ядро газового облака начнёт слабо светиться, и его уже можно назвать «протозвездой». Постепенно, по мере усиления сжатия, температура достигнет весьма значительных величин, порядка 5 миллионов градусов. Вместе с тем будет стремительно увеличиваться и давление на атомы, поскольку они всё плотнее сжимаются под силой гравитации. И наступит момент, когда сформируются все условия для начала процесса ядерного синтеза. Атомы водорода начнут объединяться, образуя гелий и высвобождая при этом огромное количество энергии, которая и заставит звезду ярко засверкать. Поздравляем с рождением новой звезды! По мнению ряда учёных, исходящие от квазаров потоки материи способствуют образованию звёзд, разрушая своими таранными ударами первичные туманности. Квазар выбрасывает поток энергии в сторону огромного облака пыли и газа. Их встреча приведёт к образованию новой звезды. Квазар постепенно приближается к галактике, которая активно пополняется звёздами. Через несколько миллиардов лет они соединятся. Большинство известных галактик имеют в центре чёрную дыру. Пропасть в чёрной дыре, разгоняется до скорости света – 300 тыс. км/с – и воспламенившись, распадается, высвобождая огромное количество энергии. Именно благодаря этому квазары видны на огромных расстояниях. Причём яркий свет сопровождается потоками рентгеновских лучей, гамма-лучей, радиоволн… И хотя квазары находятся в миллион раз дальше от нас, чем звёзды нашей галактики, они сверкают в небе ничуть не слабее многих звёзд (отсюда, кстати говоря, и их название – сжатое английское словосочетание «quasi stellar», то есть квазизвезда, «ложная звезда»). НАСТОЯЩИЙ ГАЛАКТИЧЕСКИЙ САЛЮТ Квазары известны уже достаточно давно, однако этот – НЕ0450-2958 сразу обратил на себя внимание и заставил исследователей поломать голову. В отличие от своих собратьев, он окружен галактикой, от которой он мог бы подпитываться! Заинтригованные астрофизики кинулись его фотографировать, добиваясь всё большей и большей четкости изображения в надежде отыскать хоть какую-нибудь галактику, пусть даже самую маленькую, самую бледненькую, которая бы находилась поблизости. И в конце концов отыскали. Только не рядом, а всё же чуть «поодаль» (как-никак на расстоянии в 22000 световых лет!). Вот она-то и должна была быть кормилицей нашей загадочной чёрной дыры. Однако учёных поджидал сюрприз. Можешь представить себе их удивление, когда вдруг обнаружилось, что материя перетекает не от галактики к чёрной дыре, как водится, а наоборот! Получается, что чёрная дыра подкармливает галактику?! Чудеса, да и только! Но и это ещё не всё! Астрофизики вскоре поняли, что соседнюю галактику тоже обычной никак не назовёшь. Она, можно сказать, страдает хронической сверхактивностью, порождая звёзды с завидным постоянством: примерно 350 солнц ежегодно, это в сто раз больше, чем во всех известных нам галактиках! И что означает этот небесный фейерверк? Одинокий квазар сам по себе – большая редкость. А то, что он вдобавок находится возле сверхактивной галактики, также редчайшего небесного явления, – это уж слишком невероятное сочетание, чтобы его можно было посчитать случайным совпадением. Любопытство учёных возрастало с каждым днём, и в надежде разгадать тайну они принялись изучать путь, по которому движутся частицы от чёрной дыры к галактике. АТАКОВАННАЯ ТУМАННОСТЬ Среди клочков материи, исчезающей в чёрной бездне и распадающейся на мелкие части, множество электронов, вращающихся вокруг ядер атомов. Вырванные из материи, они также начинают с огромной скоростью крутится вокруг чёрной дыры. И тут внимание! Как называются быстро перемещающиеся электроны? Правильно! Электрический ток. Квазар, таки образом, окружен мощным электрическим полем, которое, в свою очередь, порождает другое поле – магнитное. Как и на Земле, оно выходит из Северного и Южного полюсов чёрной дыры. Попавшие под его могучее воздействие заряженные частицы, остатки распавшейся материи, буквально выбрасывает в космическое пространство. Поток заряженных частиц создаёт как бы «мост», соединяющий чёрную дыру и галактику. А в конце своего странствия он становится фитилем, зажигающим звезды… Вот такую примерно картину нарисовали Дави Эльбаз и его команда. Давай согласимся с ними и представим, что будет, когда этот возникший в результате деятельности чёрной дыры и мчащийся на всех порах по Вселенной поток частиц встретит на своём пути туманность. Частицы шрапнелью ударят по огромному облаку газа и пыли, дырявя его и уплотняя. Такое фамильярное обращение с газом приведёт сначала к его конденсации, а затем и к рождению новой звезды. Теперь понятно, почему, расположенная поблизости (по космическим меркам) от квазара галактика, попавшая под струю материи, штампует звёзды как на конвейере: её подгоняет неугомонный сосед! ЛЕТЯЩИЕ НАВСТРЕЧУ ДРУГ ДРУГУ Осталось объяснить ещё одну загадку. Как мы уже говорили, квазары располагаются в центре галактик, а не сбоку. Можно ли считать квазар НЕО450-2958, о котором идёт речь, исключением из правил? Нет. Разглядывая в телескоп галактику и квазар, астрофизики уже успели подсчитать скорость их взаимного сближения – несколько тысяч километров в час, а виной тому гравитационная сила, что толкает друг к другу космические тела… Ты считаешь, они летят очень быстро? Всё в мире относительно: хотя по меркам Вселенной, они и соседи, чтобы преодолеть разделяющее их расстояние, им понадобится более миллиарда лет. И в один прекрасный день квазар всё же окажется в центре галактики… Впрочем, прости, пока мы тут с тобой разговаривали, это событие уже произошло! Что, не веришь? Не понимаешь, как такое возможно? Ну, тогда если ты стоишь, то лучше сядь, потому что когда ты узнаешь, в чем дело, у тебя от потрясения может закружиться голова! А объяснение…
ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
Следующим после первых пилотируемых полетов шагом на пути освоения космоса должно было стать создание на орбите большого орбитального комплекса, на котором можно было бы проводить различные долговременные эксперименты, и ставшего бы базой для полетов к Луне и планетам. Этот логичный путь развития космонавтики был прерван лунной гонкой двух космических держав, но после её завершения (не в нашу пользу) обе они возвратились на этот путь. В 1971 году в Советском Союзе была запущена первая в мире долговременная орбитальная станция «Салют». Этот почти 20-ти тонный аппарат был выведен на орбиту новым мощным носителем «Протон». Через несколько суток была произведена стыковка со станцией корабля «Союз-10», но космонавты работой на станции не занимались – этот полет был испытательным для проверки систем сближения и стыковки, он продлился всего сутки. Следом за ними стартовал «Союз-11», также состыковавшийся со станцией «Салют». Впервые космонавты Г. Т. Добровольский, В. Н. Волков и В.И. Пацаев осуществили переход из корабля в станцию. После расконсервации оборудования они в течение 22 суток находились на станции и провели различные эксперименты (в основном биологические). На станции находилась первая космическая оранжерея «Оазис-1», гамма – телескоп «Анна» и астрофизическая система телескопов «Орион-1». Чтобы сохранить форму для возвращения на землю после долгого пребывания в невесомости космонавты каждый день занимались физическими упражнениями на специальных тренажерах. Одним словом первая экспедиция на «Салют» стала прообразом современных (и будущих) долговременных полетов на орбитальном комплексе. К сожалению, эта экспедиция закончилась трагически. Как сказано в сообщении ТАСС: «группа поиска после вскрытия люка обнаружила экипаж… на своих рабочих местах без признаков жизни». Это была самая крупная трагедия в истории нашей пилотируемой космонавтики. Причиной гибели экипажа стала разгерметизация спускаемого аппарата – тогда корабль «Союз» считался абсолютно надежным и космонавты летали в нем без скафандров. После этой катастрофы старт, стыковка и расстыковка со станцией, посадка выполняются космонавтами только в аварийных скафандрах. Полет корабля «Союз-12» состоялся только через два года. На его борту было только два космонавта. Полет продолжался всего два дня. В этом полете проводились эксперименты по съемкам земли из космоса. В том же году экипаж «Союз-13» продолжил астрофизические и биологические эксперименты, начатые на станции «Салют». В 1974 году возобновились исследования в области орбитальных станций – через 3 года после «Салюта» на орбиту была выведена станция «Салют-3». Спустя 8 дней после вывода станции к ней пристыковался «Союз-14» с космонавтами П.Р. Поповичем и Ю.П. Артюхиным на борту. Космонавты провели в течение 14 дней полета различные медико-биологические эксперименты, и съемку поверхности Земли в различных диапазонах длин волн. Станция «Салют-3» внешне почти не отличалась от «Салюта», но мела принципиальные отличия во внутреннем устройстве: в «Салюте» был один большой рабочий отсек, в котором космонавты проводили научные исследования, а также ели, спали и занимались физкультурой. На «Салюте-3» было сделано целых четыре отсека, соединенных коридором. Такая схема, видимо, оказалась неудачной из-за малого объема каждого отсека, и к ней впоследствии не возвращались. Солнечные батареи «Салюта-3», имели возможность ориентироваться на солнце самостоятельно, без поворота всего комплекса. Это впоследствии также сочли излишним, но, учитывая последние события на станции «Мир», к этой идее возможно ещё вернуться. Полет «Союза-15» проходил как-то странно – корабль осуществил сближение со станцией «Салют-3», но не состыковался с ней. Посадка через двое суток полета была произведена (впервые) ночью. По официальным сообщениям в этом полете отрабатывались аварийные ситуации, однако, возможно, в полете действительно возникли проблемы, заставившие космонавтов срочно садиться, о чем ТАСС скромно умолчал. Первые орбитальные станции и работа космонавтов на них должны были ответить на главный вопрос, от которого тогда зависело все дальнейшее развитие космонавтики – как долго может находиться человек в космосе без вреда для себя, и какие могут быть последствия долгого пребывания в невесомости. Различные медико-биологические эксперименты составляли большую часть исследований на первых двух пилотируемых станциях, продолжились они на «Салюте-4», запущенном в конце 1974 года. Первая экспедиция на «Салют-4» состоялась в начале 1975 года. Экипаж «Союза-17» в составе А.А. Губарева и Г.М. Гречко провел в космосе более 29 суток, установив, таким образом, новый рекорд. В ходе полета изучалось воздействие невесомости на организм человека. Космонавты испытывали специальные «нагрузочные» костюмы, не дающие ослабнуть мышцам в длительном полете и велоэргометр, позволяющий «держать в форме» сердечно-сосудистую систему. Помимо этого изучались рост и развитие в невесомости простейших организмов, многострадальных дрозофил, лягушек и гороха. С борта станции были проведены также исследования вселенной в рентгеновском и инфракрасном диапазонах, невозможные с земли, исследования солнца с помощью специального телескопа и спектрометров, а также зондирование верхних слоев атмосферы. В том же году на станции побывал второй экипаж П.И. Климук и В.И. Севастьянов, прилетевшие на корабле «Союз-18». Их полет был фантастическим (по тем временам) по длительности – 63 дня. Во время полета были продолжены как медико-биологические эксперименты, так и изучение из космоса атмосферы Земли и мирового океана, а также астрофические исследования. О достижениях нашей космической медицины красноречиво говорит тот факт, что уже на следующий день после полета космонавты смогли дать пресс-конференцию (тогда как за 5 лет до этого возвращение на землю после 18 суточного полета Севастьянов и Николаев перенесли очень тяжело, и ни о каких пресс-конференциях не могло быть речи). Космическая медицина до сего дня остается одной из передовых областей науки, в которой наша страна «впереди планеты всей». Последней станцией первого поколения стала «Салют-5», запущенная в июне 1976 года. На эту станцию были совершены две экспедиции: 49 суточная – Б.В. Волынов и В.М. Жолобов (Союз-21) и 17 суточная – В.В. Горбатко и Ю.Н. Глазков (Союз-24». В ходе этих экспедиций были продолжены биологические, астро- и геофизические исследования, начатые в предыдущих экспедициях. Экипаж «Союза-24» провел также большую работу по съемке из космоса поверхности земли (одно из наиболее «доходных» практических применений космонавтики в наше время) и эксперименты по выращиванию кристаллов в невесомости (сулящее большие доходы). На станции «Салют-5» впервые была применена гироскопическая система управления ориентации станции. На этом полеты станций первого поколения были завершены. Свою основную задачу экспедиции на них выполнили – доказали, что человек без ущерба для здоровья может длительное время находиться в космосе. В сентябре 1977 года на орбиту была выведена орбитальная станция нового поколения – «Салют-6». У неё было два стыковочных узла, что позволяло наряду с основными экспедициями организовать экспедиции посещения, а также пристыковывать к станции транспортные…
Необъятный космос
Основное население галактик – звезды. Мир звезд необыкновенно разнообразен. Общее количество звезд во Вселенной оценивается в 1022. Различны размеры звезд, их строение, химический состав, масса, температура, светимость и др. Самые большие звезды (сверхгиганты) превосходят размер солнца в сотни и тысячи раз. Звезды-карлики имеют размеры Земли и меньше (около 10 км). Предельная максимальная масса звезд равна примерно 60 солнечным массам, а минимальная примерно 0,03 солнечной массы. Еще большей плотностью обладают нейтронные звезды. Диаметр такой звезды, состоящей главным образом из ядерных частиц – нейтронов, составляет всего около 20–30 км, а средняя плотность вещества достигает 100 млн. т/см3. По существу, нейтронная звезда – это громадное атомное ядро. Нейтронные звезды быстро вращаются, и радиолуч каждой вращающейся звезды регистрирует радиотелескоп как импульс радиоизлучения. Поэтому нейтронные звезды подобного типа называются пульсарами. Звезды в космическом пространстве распределены неравномерно. Они образуют звездные системы: кратные звезды (двойные, тройные и т.д.); звездные скопления (от нескольких десятков звезд до миллионов); галактики – грандиозные звездные системы, в которых содержатся миллиарды и сотни миллиардов звезд. Обычно в галактиках звездная плотность также весьма неравномерна. Выше всего она в области галактического ядра. Большинство звезд находятся в стационарном состоянии, т.е. не наблюдается изменений их физических характеристик. Это отвечает состоянию равновесия. Однако существуют и такие звезды, свойства которых меняются видимым образом. Их называют переменными звездами и нестационарными звездами. Переменность и нестационарность – проявления неустойчивости состояния равновесия звезды. Переменные звезды изменяют свое состояние (блеск, излучение в различных диапазонах электромагнитных волн, магнитное поле и др.) регулярным и нерегулярным образом. В некоторых случаях нестационарность может быть вызвана взаимодействием с другими звездами, перетеканием вещества от одной близкой соседки к другой. Следует отметить также и новые звезды, в которых непрерывно или время от времени происходят вспышки. При вспышках (взрывах) сверхновых звезд вещество звезд в некоторых случаях может быть полностью рассеяно в пространстве. Звезды являются важнейшими поставщиками энергии электромагнитного излучения во Вселенной. В частности, жизнь на Земле обязана своим существованием энергии излучения Солнца. Звезды, составляющие нашу Галактику, движутся вокруг ее центра по очень сложным орбитам. С огромной скоростью — около 250 км/с — движется в мировом пространстве и наше Солнце, увлекая за собой свои планеты. Солнечная система совершает один полный оборот вокруг галактического центра за время больше 200 млн. лет. _______________________ Звезды образуются из газовых облаков, которые, при определенных обстоятельствах, распадаются на отдельные «сгустки», которые дальше сжимаются под действием собственного тяготения. Сжатию газа под действием собственного тяготения препятствует повышающееся давление. При адиабатическом сжатии должна повышаться и температура — в виде тепла выделяется гравитационная энергия связи. Пока облако разреженное, все тепло легко уходит с излучением, но в плотном ядре сгущения вынос тепла затруднен, и оно быстро разогревается. Соответствующее повышение давления тормозит сжатие ядра, и оно продолжает происходить только за счет продолжающего падать на рождающуюся звезду газа. С ростом массы растет давление и температура в центре, пока наконец последняя не достигает величины 10 миллионов Кельвинов. В этот момент в центре звезды начинаются ядерные реакции, превращающие водород в гелий, которые поддерживают стационарное состояние вновь образовавшейся звезды миллионы, миллиарды или десятки миллиардов лет, в зависимости от массы звезды. Звезда превращается в огромный термоядерный реактор, в котором устойчиво и стабильно протекает, в общем, та же реакция, которую человек пока научился осуществлять только в неуправляемом варианте — в водородной бомбе. Выделяемое при реакции тепло стабилизирует звезду, поддерживая внутреннее давление и препятствуя ее дальнейшему сжатию. Небольшое случайное усиление реакции слегка «раздувает» звезду, и соответствующее уменьшение плотности приводит снова к ослаблению реакции и стабилизации процесса. Звезда «горит» с почти неизменной яркостью. Температура и мощность излучения звезды зависит от ее массы, причем зависит нелинейно. Грубо говоря, при увеличении массы звезды в 10 раз мощность ее излучения увеличивается в 100 раз. Поэтому более массивные, более горячие звезды расходуют свои запасы топлива гораздо быстрее, чем менее массивные, и живут относительно недолго. Время стабильного существования Солнца примерно 10 миллиардов лет, и из этого срока оно прожило пока половину. Стабильность звезды нарушается, когда выгорает значительная часть водорода в ее недрах. Образуется лишенное водорода гелиевое ядро, а горение водорода продолжается в тонком слое на его поверхности. При этом ядро сжимается, в центре его давление и температура повышается, в то же время верхние слои звезды, расположенные выше слоя горения водорода, наоборот, расширяются. Диаметр звезды растет, а средняя плотность падает. Благодаря росту площади излучающей поверхности, медленно растет также ее полная светимость, хотя температура поверхности звезды падает. Звезда превращается в красного гиганта. В какой-то момент времени температура и давление внутри гелиевого ядра оказываются достаточными для начала следующих реакций синтеза более тяжелых элементов — углерода и кислорода из гелия, а на следующем этапе и еще более тяжелых. В недрах звезды могут образоваться из водорода и гелия многие элементы Периодической системы, но только вплоть до элементов группы железа, обладающего наибольшей энергией связи, приходящейся на одну частицу. Более тяжелые элементы образуются в других более редких процессах, а именно при взрывах сверхновых звезд и частично новых, и поэтому в природе их мало. После начала горения гелия расходование энергии идет очень быстрыми темпами. Когда в недрах звезды все ядерные реакции затухают, ничто уже не может препятствовать ее гравитационному сжатию, и оно происходит катастрофически быстро (как говорят, коллапсирует). Верхние слои падают к центру с ускорением свободного падения, выделяя огромную гравитационную энергию. Вещество сжимается. Часть его, переходя в новое состояние высокой плотности, образует звезду-остаток, а часть выбрасывается в пространство в виде отраженной ударной волны с огромной скоростью. Происходит взрыв сверхновой звезды. На какой стадии эволюции звезды остановится сжатие и что будет представлять собой остаток сверхновой, все эти варианты зависят от ее массы. Если эта масса менее 1,4 солнечной, это будет белый карлик, звезда с плотностью 109 кг/м3, медленно остывающая без внутренних источников энергии. От дальнейшего сжатия ее удерживает давление вырожденного электронного газа. При большей массе (примерно до 2,5 солнечной) образуется нейтронная звезда с плотностью примерно равной плотности атомного ядра. Нейтронные звезды были открыты как так называемые пульсары. При еще большей исходной массе звезды образуется черная дыра — безудержно сжимающийся объект, который не может покинуть ни один объект, даже свет. Таким образом, звезды являются не только мощным источником энергии высокого качества, рассеяние которой способствует возникновению сложнейших структур, включающих и жизнь, но и реакторами, в которых производится вся таблица Менделеева – необходимый материал для этих структур.
Мы в ЛитРес. Нашим читателям доступны книги без ограничения из каталога бесплатных электронных книг и бесплатных аудиокниг. Выданные книги доступны читателям на любых мобильных устройствах — в приложении или на сайте.
Вы можете записаться в любой ближайшей вам детской библиотеке или зарегистрироваться самостоятельно по ссылке: ЛитРес.
Присоединяйтесь к детской библиотеке и читайте книги онлайн.
Инструкции для наших читателей: Текстовая инструкция и Видео инструкция
Уважаемые читатели! Приглашаем вас в нашу библиотеку для пользования сервисом НЭДБ!
Бесплатная легальная еженедельно пополняемая коллекция оцифрованных книг, журналов, газет, диафильмов для детей и о детях, изданных в России с XVIII по XXI вв. Редкие, старые издания.
Удобный поиск, чтение on-line, загрузка pdf.