Надежды организаторов опыта на образование серебристых облаков не оправдались. Возникшее вначале шарообразное скопление льдинок быстро рассеялось и через считанные секунды исчезло без следа. Последовал скептический вывод: так как "впрыскиванием"
такой огромной массы воды не удалось создать серебристые облака в атмосфере, то скорее всего такие облака состоят не из льдинок, а из пылевых частиц.
Однако с выводом поторопились. Известна неизменная "приверженность"
серебристых облаков к поясу средних широт. А ракеты "Сатурн" запускали с полигона на мысе Кеннеди, расположенном на 30-м градусе северной широты.
Затянувшийся спор о составе загадочных облаков в какой-то степени удалось погасить другими экспериментами, на этот раз проведенными в Швеции. В них принимали участие и американские ученые. 11 августа 1962 года в Кроногарде (66-й градус северной широты) ракета "Найк Кэджун" подняла в серебристое облако специальные устройства - ловушки для захвата облачных частиц, которые открылись при входе в облако и закрылись после выхода из него (несколькими днями раньше, в отсутствие серебристого облака, был сделан контрольный запуск). Ловушки опустились на парашютах, и собранные частицы подверглись скрупулезному лабораторному анализу. Многие из них были покрыты своеобразным "гало" - остатками растаявшей ледяной массы. Сами частицы имели размер в доли микрометра. В повторенных позднее подобных экспериментах в захваченных частицах нашли железо и никель, типичные для метеорных частиц. Они, по всей вероятности, играли роль активных центров конденсации или сублимации. О возможности такого состава серебристых облаков говорил еще в 1950 году советский исследователь В. Бронштэн. И хотя оставались некоторые сомнения, прямые опыты с ловушками как будто бы подтвердили конденсационную гипотезу: разреженное скопление мельчайших кристалликов замерзшей воды образует серебристые облака.
Мост из атмосферы в космос
В широких масштабах изучение этого интересного атмосферного феномена развернулось в конце пятидесятых годов при подготовке и во время проведения Международного геофизического года и года Международного геофизического сотрудничества - грандиозных научных мероприятий века. В исследование серебристых облаков включились Московский, Ленинградский, Латвийский университеты, академические институты и многочисленные станции Главного управления Гидрометслужбы, отделения Всесоюзного астрономо-геодезического общества. В США и Канаде была создана специальная сеть станций, исследования проводили в Швеции, ГДР, ФРГ. Работы стали выполнять по общей программе. Новые методы определения поляризации света и рассеяния частиц облаков дали возможность оценить размеры облачных частиц, изучить оптические свойства серебристых облаков. Были разработаны простые способы определения их высот...
Что же дают для развития науки об атмосфере серебристые облака? Почему на их изучение брошены такие крупные научные силы - около четырехсот станций мира ведут за ними наблюдения, а теперь наблюдения проводятся и с помощью космическх средств? Серебристые облака - удобный инструмент для изучения атмосферы на высоте 75-90 километров. Еще первые наблюдатели отмечали подвижность "сумеречных" облаков, их быстрое перемещение - многие десятки метров в секунду. Это дает возможность изучать сложную динамику сравнительно тонкого пограничного слоя атмосферы между ее разнородными облаками, причем изучать на огромных площадях - в тысячи, а иногда и в миллионы квадратных километров.
Среди форм серебристых облаков в классификации, сделанной советским исследователем Н. Гришиным с помощью замедленной киносъемки еще в пятидесятые годы, особенно интересны волновые. Это либо небольшие гребешки - узкие и короткие полосы неравномерной яркости, наподобие ряби на воде, либо крупные гребни, либо волнообразные изгибы на большом пространстве светящихся облаков. Волновые образования не остаются неподвижными, перемещаясь, они создают запутанную причудливую картину. Кажется, не бывает двух одинаковых рисунков - за каких-нибудь десять-пятнадцать минут одно и то же облачное поле может измениться до неузнаваемости.
Вообще исключительная роль волновых движений в атмосфере не вызывает сомнений. Но в ее нижнем, тропосферном, слое не все волны можно обнаружить визуально. Тропосферные облака сравнительно низкие, поэтому даже в верхнем ярусе практически невозможно наблюдать волны длиной в несколько сотен километров, хотя известно, что они там есть. Серебристые облака позволяют одновременно и на больших площадях наблюдать волны большой длины-от сотен метров до сотен километров. К тому же облака эти прозрачны и в них хорошо различаются все виды волн, на каком бы уровне облачного слоя они ни возникали.
Структура и движение серебристых облаков-это яркая наглядная иллюстрация разномасштабных волновых процессов в мезосфере и мезопаузе.
Мезопауза, пожалуй, самая сложная по протекающим там процессам область верхней атмосферы. Здесь самая низкая температура, здесь расположена зона наиболее частого появления полярных сияний и так называемый Д-слой ионосферы с самой низкой ионизацией. Наконец, это своеобразный мост, соединяющий земную атмосферу с космосом, и здесь интенсивно "работают" химические реакции - частицы в мезопаузе постоянно подвергаются ударам космических "пришельцев". И серебристые облака дают в руки ученым первичный материал, информацию о тех или иных характеристиках всех этих процессов и явлений.
"Пастельные белила цинковые на черном фоне..."
"...Что меня поразило при наблюдении серебристых облаков, кроме того, что они не только восхищают, но и притягивают наблюдателя своей необычной картиной.
Меня поразило: 1. Их блеск (матовый, но очень сильный, я назвал его "перламутровый"); 2. Их протяженность (мы наблюдали их над Камчаткой, а на следующем витке - от Урала до Камчатки. А затем мы их наблюдали над Канадой в эти же сутки); 3. Их тонкая структура лазурная... Эта структура похожа на блеск перьев лебедя, когда серебристые облака наблюдаются в фасад".
И дальше: "...Они вращаются? Вместе с атмосферой Земли со значительно меньшей скоростью, то есть при наблюдении с Земли они должны довольно быстро перемещаться в направлении, противоположном вращению Земли. Они распространяются по всему широтному поясу. Серебристые облака заслуживают самого пристального внимания".
Это, прямо скажем, очень эмоциональное описание серебристых облаков взято из бортжурнала космонавта-исследователя В. Севастьянова, который вместе с П. Климуком в 1975 году совершил длительный - в то время рекордный - 63-суточный полет на борту орбитальной научной станции "Салют4". Условия для наблюдения серебристых облаков на станции "Салют-4" оказались самыми благоприятными, потому что время полета станции совпало с периодом максимально частого появления серебристых облаков над Северным полушарием Земли, особенно богато ими было лето 1975 года.
Изучать серебристые облака из космоса, бесспорно, легче, чем с Земли.
Свет их не поглощается нижними слоями атмосферы (облака выше этих слоев), озоном и водяным паром, поэтому в космосе можно регистрировать их ультрафиолетовый и инфракрасный спектр. Их можно фотографировать в глобальном масштабе и, наконец, наблюдать визуально. Визуальные наблюдения особенно ценны: ведь человеческий глаз - наиболее совершенный оптический инструмент, близкий по чувствительности к идеальному прибору.
К тому же через иллюминатор корабля космонавт может не просто наблюдать небесную экзотику, но внимательно рассмотреть увиденное, выделить главный, наиболее интересный объект, сделать его зарисовки и описания.
По записям П. Климука и В. Севастьянова удалось зафиксировать пространственное расположение полей серебристых облаков. Их размеры превзошли все ожидания. Например, в ночь с 3-го на 4 июля 1975 года они были видны непрерывно целых девять витков полета, они образовывали сплошную полосу над средними широтами Атлантики, Западной Европы, всей территории СССР и акватории Тихого океана до берегов Америки. О том, что серебристые облака на каких-то широтах могут покрывать половину и даже большую часть земного шара, высказывались предположения и раньше, на основе наблюдений с Земли, но это были только предположения. С одной лемной станции можно увидеть и сфотографировать лишь крохотный (в глобальных, конечно, масштабах) участок серебристых облаков, да и то лишь при подходящих метеорологических условиях, а число таких станций недостаточно, чтобы можно было составить из подобных крохотных кусочков целостную, связную картину.
При анализе описаний и рисунков, сделанных в космосе, обнаружилось одно интересное свойство пространственной структуры серебристых облаков, которое, впрочем, тоже предсказывали традиционные наблюдения.
