Однако сегодня той информации о космических явлениях, которую удается получать оптическими и радионаблюдениями с наземных обсерваторий, тоже уже недостаточно. Современной науке необходимы сведения, которые несут о космических процессах и другие электромагнитные излучения-инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Но эти излучения можно последовать, только поднявшись на большую высоту, за приделы плотных слоев земной атмосферы. Такая возможность возникла с появлением космических аппаратов.
Благодаря космической технике астрономия на наших глазах превратилась во всеволновую науку. Особенно интересные астрофизические исследования были проведены на советских пилотируемых станциях «Салют», а также на советских и американских искусственных спутниках Земли. В частности, весьма ценные сведения были получены в рентгеновском диапазоне электромагнитных волн.
Они значительно расширили наши знания о космических объектах, о физических процессах во Вселенной.
Применение космических аппаратов открыло также возможность непосредственно доставлять научно-исследовательскую аппаратуру и приборы в интересующие ученых районы космоса. Благодаря этому были получены новые, очень важные данные об околоземном космическом пространстве, межпланетной среде, а также о Луне и ближайших планетах Солнечной системы. Особенно интересными оказались сведения, добытые советскими и американскими автоматическими космическими станциями, о Венере, Марсе и Меркурии.
При этом, однако, чрезвычайно важно подчеркнуть, что применение космических методов исследования различных объектов Вселенной, в частности Луны и планет Солнечной системы, ни в какой мере не зачеркнуло та знания, которые были добыты многолетними астрономическими исследованиями. Основные астрономические представления блестяще подтвердились.
В то же время новые методы исследования оказались в ряде случаев более эффективными, в особенности для выяснения различных деталей изучаемых процессов, наблюдения таких явлений, которые невозможно изучать наземными средствами.
Будущее науки о Вселенной представляется как тесное взаимодействие астрономических методов исследования и разного рода наблюдений, осуществляемых с помощью космической техники.
Применение космической техники в будущем позволит решить ряд чрезвычайно важных задач современной астрономии. В качестве примера можно привести задачу определения расстояний до далеких галактик.
Для этой цели в настоящее время существуют разные способы, но все они сложны и носят многоступенчатый характер. Последовательно определяются расстояния до ближайших звезд, звездных скоплений, затем до ближайших галактик и так далее. На каждом из этих шагов возможны ошибки, которые постепенно множатся и вносят в окончательный результат значительную неопределенность.
В принципе, однако, имеется возможность прямого измерения расстояний до далеких космических объектов таким же способом, какой применяется для определения расстояния до ближайших звезд (т. е. путем измерения углов из концов некоторого базиса и соответствующих тригонометрических подсчетов). Но для этой цели необходимо располагать несколькими радиотелескопами, разнесенными на весьма значительные расстояния. Подобную задачу можно было бы решить с помощью нескольких космических аппаратов, находящихся на расстоянии в несколько сотен миллионов километров друг от друга.
Тогда появилась бы возможность измерять весьма малые углы и с большой точностью определять расстояния до космических объектов на огромных удалениях, вплоть до границ наблюдаемой Вселенной.
Использование космической техники позволяет также проводить на борту космических аппаратов разнообразные физические, химические и биологические эксперименты и наблюдения в необычных условиях невесомости и космического вакуума, которые невозможно воспроизвести в земных лабораториях.
Развитие космической техники открыло также возможность осуществления различных научных экспериментов в космических масштабах. Речь идет не только о доставке научной аппаратуры в различные районы космоса и на поверхность ряда небесных тел, но и об искусственном воспроизводстве некоторых космических явлений.
Один из таких экспериментов — искусственное солнечное затмение — был, например, проведен по инициативе советских ученых советскими и американскими космонавтами во время совместного полета космических кораблей «Союз» и «Аполлон» в июле 1975 г. В заранее определенный момент корабли разошлись на некоторое расстояние и расположились на одной линии с Солнцем таким образом, что «Аполлон» перекрыл диск дневного светила, и с борта «Союза-19» появилась возможности с помощью специальной автоматической фотокамеры провести серию фотосъемок искусственного затмения Солнца.
Не менее интересный эксперимент космического порядка, получивший название «Араке», осуществили советские и французские ученые. С помощью специальной электронной пушки, установленной на борту высотной ракеты, в верхние слои атмосферы в южном полушарии Земли был выброшен «сноп» заряженных частиц. Промчавшись около 100 тысяч километров по линии индукции земного магнитного поля, эти частицы вызвали искусственное полярное сияние в высоких широтах северного полушария, что дало возможность глубже разобраться в природе полярных сияний.
Таким образом, выход в космос явился новым, чрезвычайно важным шагом на пути познания человеком окружающего мира.
Любопытно, что с появлением космических аппаратов ученые смогли использовать для дистанционного изучения нашей собственной планеты накопленный современной астрономией огромный опыт исследования различных объектов на расстоянии. С этой целью с борта пилотируемых космических аппаратов осуществляется крупномасштабное фотографирование различных участков земной поверхности, охватывающее значительные по площади районы нашей страны.
Как оказалось, подобный метод, получивший меткое название «астрономия наоборот», является весьма эффективным, особенно в тех случаях, когда фотографирование земной поверхности осуществляется в различных цветных лучах.
Анализ таких крупномасштабных снимков позволит выявлять особенности геологического строения земной коры и на этой основе прогнозировать наличие залежей полезных ископаемых, осуществлять сейсмическую разведку (в частности, таким путем было проведено уточнение распределения сейсмических зон в Средней Азии и сейсмическое районирование значительной части трассы БАМа), определять состояние растительности и посевов, вести гидрогеологические исследования, выявлять состояние грунтовых вод, а также характер обводненности и засоленности земель и т. д.
Подобные исследования позволяют комплексно судить о взаимодействии человека и природы, вырабатывать обоснованные прогнозы оптимального использования природных ресурсов. В ряде случаев соответствующие данные, полученные благодаря крупномасштабному космическому фотографированию, уже позволили выдавать весьма ценные рекомендации для нашего народного хозяйства, принесшие немалый экономический эффект.
В настоящее время ученые разрабатывают методы анализа крупномасштабных космических фотографий с помощью электронно-вычислительной техники. Подобный способ значительно упростит и ускорит расшифровку снимков, полученных из космоса, и тем самым обеспечит более оперативное и эффективное управление природными ресурсами. Это будет иметь колоссальное значение для дальнейшего развития нашей промышленности и сельского хозяйства, для охраны природы и сохранения окружающей среды.
Совершенствуется аппаратура и для обычных наземных исследований, в том числе и астрономических. Создаются все более крупные и совершенные телескопы и радиотелескопы. Недавно вступил в строй самый большой в мире советский шестиметровый телескоп. С помощью этого уникального инструмента, установленного в горах Северного Кавказа вблизи станицы 3еленчукской, можно было бы увидеть пламя свечи, расположенной на расстоянии 25 тысяч километров.
На подходе и новый весьма действенный метод изучения физических явлений во Вселенной — нейтринная астрофизика. Этот метод, в частности, открывает возможность получить непосредственную информацию о процессах, протекающих в недрах Солнца и звезд.
Нейтрино — одна из самых удивительных элементарных частиц. Она по имеет электрического заряда и движется со скоростью в точности, равной скорости света.
Другими словами, нейтрино, как говорят физики, не имеет массы покоя. Но пожалуй, главная особенность нейтрино состоит в том, что эта частица чрезвычайно слабо взаимодействует с веществом. Длина свободного пробега нейтрино, т. е. среднее расстояние, которое оно способно пройти в веществе, но испытывая взаимодействий с другими частицами, исчисляется миллионами миллиардов километров. Полярная звезда находится от нас на расстоянии около 500 световых лет, но если бы мы сплошь заполнили все пространство между этой звездой и Землей чугуном, то нейтрино пронизало бы эту чугунную плиту словно пустое пространство!
