Космонавты озадачивают океанологов

Первые важные успехи в области использования космических данных непосредственно для изучения океана и его ресурсов наметились, как часто бывает, вовсе не там, где их больше всего ожидали. Самым заманчивым океанологи считали возможность осматривать с космической высоты огромные площади океанской поверхности. На какие-либо особые открытия в своей науке они не рассчитывали. От космонавтики ждали прежде всего помощи в сборе информации о состоянии и свойствах поверхности Мирового океана в глобальном масштаое. Отводили космосу, так сказать, техническую роль. Наверное, поэтому, когда запущенный на орбиту в 1968 году спутник «Космос-243» позволил себе измерить колебания температуры поверхности Тихого океана вдоль одного из меридианов, никто из океанологов не счел это за сенсацию. «Да, безусловно, - говорили они, эксперимент со спутником - крупное техническое достижение, но не больше, ведь его результаты ничего не добавили к тому, что мы уже знаем об океане».

Конечно, ученые понимали, что космическая техника в изучении океана - подспорье немаловажное. Так, приборы инфракрасного излучения с высоты нескольких сотен или тысяч километров оказались способными измерять температуру морской поверхности с точностью до одного градуса и даже до десятых долей градуса. И это тоже не предел. С помощью такой аппаратуры удалось определять границы теплых и холодных течении, области, покрытые льдом, и многое другое. Причем нужную информацию можно собирать оперативно с огромных площадей. Вот в этом-то и видели главное достоинство орбитальных методов исследования. Кстати говоря, оно не замедлило проявить себя. Приведу несколько примеров.

Особую роль в долговременных изменениях погоды и климата нашей планеты играют температурные аномалии поверхности океана. Академик Г. Марчук обосновал концепцию ключевых районов Мирового океана, которые оказывают на климат наибольшее влияние. Таковы, по его мнению, например, зоны формирования крупных морских течений Гольфстрима и Куро-Сио, районы у кромки ледяного покрова, где происходит подъем на поверхность холодных вод. Эта концепция легла в основу программы «Разрезы». Она предусматривает организацию целенаправленной системы наблюдений, слежение за возникающими в океане изменениями температуры, которые спустя недели и месяцы отражаются на погоде и климате континентов.

По этим же причинам советские и американские океанологи ведут совместные исследования в районе течения Гольфстрим. Используя спутниковые методы наблюдения за океаном, они уже в течение нескольких лет получают регулярную и подробную информацию о возникающих циклонических и антициклонических вихрях Гольфстрима, траекториях и скорости их движения, об изменениях фронта самого течения. Такого рода оперативные данные, полученные из космоса, позволили, между прочим, повысить и эффективность работы морских экспедиций. Научно-исследовательские суда обеих стран и, в частности, советский корабль «Академик Курчатов» быстро и безошибочно выводились к тем или иным интересующим ученых объектам исследований.

Успешно применяют океанологи различные спутники для изучения особенностей движения вод в океанах с помощью дрейфующих буев-ответчиков. Спутники здесь выступают в роли ретрансляторов. Информацию, регулярно поступающую с буев, они передают на корабли или в наземные центры. Таким методом американские специалисты изучают перемещение вихрей Гольфстрима. Австралийские ученые, воспользовавшись американским спутником, обнаружили вихревые образования у западного побережья своего континента. А французские океанологи, расположив автоматические ответчики на айсбергах, смогли исследовать течения у берегов Антарктиды. Изучение течений в южных широтах с помощью многочисленных дрейфующих буев предусмотрено и в международной программе так называемого первого глобального эксперимента - ПИГАП.

Словом, за последние годы появились интереснейшие исследования, которые невозможно было бы провести без данных, получаемых из космоса. Уверен, что для грядущих поколений океанологов такого рода сведения станут естественной частью их повседневной научной работы, какой бы стороны жизни Мирового океана они ни касались. Правда, пока еще запускать спутники в космос не дешевле, чем посылать корабли с научными экспедициями в океан. Это заставляет тщательнее искать и находить наивыгоднейшие с точки зрения научного результата и материальных затрат сочетания космических и традиционных методов исследования могучей стихии. В этом гарантия получения не просто любопытной, а полезной для науки и народного хозяйства информации.

Совместная работа океанологов с космонавтами началась сравнительно недавно. И, надо сказать, на первых порах многие сообщения с орбиты о результатах наблюдений океана ученые воспринимали весьма сдержанно, если не скептически.

«Из космоса, - уверял доктор физико-математических наук К. Федоров, руководитель отдела Института океанологии имени П. П. Ширшова АН СССР, - действительно можно увидеть многие явления, которые поражали воображение землянина, особенно если к таким наблюдениям он не подготовлен. Но не следует забывать, что океан люди изучают не один десяток лет, знаем мы о нем многое, и, если бы на месте космонавтов около иллюминатора сидел океанолог, его вопросы и его удивления были бы совершенно иными».

Наверное, известный резон в словах ученого есть. Однако же удивляться вместе с космонавтами океанологам пришлось гораздо раньше, чем их коллега попал в состав экипажа орбитального комплекса.

...Шел очередной сеанс связи с экипажем научной станции «Салют-6». Космонавты В. Ляхов и В. Рюмин вели визуальные наблюдения над Тихим океаном, и вдруг слышим:

- «Заря», сообщите океанологам - видим участок подводного горного хребта.

- Принято, - ответила Земля. И через минуту:

- Уточните район, «Протоны». Океанологи не верят, считают, что этого не может быть. Вам не померещилось?

- Да нет, не померещилось. Ясно видим оба. Район юго-западнее Гавайских островов.

Как убедились на Земле, в этом районе действительно под водой простиралась горная цепь. Но ведь она на глубине сотен метров. А по законам физики толща воды более ста метров совершенно непрозрачна. Как могли «Протоны» заглянуть невооруженным глазом на гораздо большие глубины? Было от чего прийти в недоумение ученым.

Секрет удивительной сверхпрозрачности океанской воды пока не открыт. Нет даже какой-либо гипотезы. Специалисты лишь предполагают, что при определенном угле наблюдений и при особых условиях освещенности космонавты могли увидеть не сами горы, а, скажем, оптический эффект, вызванный скоплениями взвешенных в воде частиц. А скорость их оседания - это уже установлено - зависит от вертикальных перемещений воды, которые, в свою очередь, могут быть связаны с рельефом океанского дна.

Конечно, чтобы подтвердить или опровергнуть эти предположения, необходимо провести неоднократные наблюдения, выполнить исследования на математических или, возможно, оптических моделях. Приведут ли эти изыскания к фундаментальному открытию? Не берусь этого утвеждать. Зато совершенно очевидно другое: космонавты, озадачив океанологов, подсказали им новое, судя по всему, неожиданное направление исследований океана. И этот случай далеко не единственный.

В последние годы удалось выяснить, что вода в океане вовсе не перемешана до полной однородности. Она, словно своеобразный коктейль, разделена на четко разграниченные слои, отличающиеся один от другого своей температурой, плотностью и соленостью. По этим слоям могут бежать волны (их океанологи называют внутренними), в то время как поверхность океана остается практически спокойной. Для изучения этих волн с надводных кораблей нужны сложные приборы и специально поставленные исследования. Потому-то сведений о подобных явлениях наука накопила очень мало. И вот, к изумлению исследователей, оказалось, что следы внутренних волн видны с космической орбиты. Отчего это происходит?

Ученые пока не знают. Еще одна загадка ждет своего решения, открывается еще один путь исследований поведения глубинных слоев океана, доступ к которым весьма ограничен.

Вспомните, какую шумную сенсацию в зарубежной печати вызвало сообщение, что американские астронавты с борта космической станции «Скайлэб» обнаружили в районе пресловутого Бермудского треугольника провалы и воронки. Досужие фантазеры с воспаленным воображением принялись живописать жуткие картины гибели кораблей, затянутых в пучину гигантскими водоворотами. В нездоровом ажиотаже, поднятом людьми, малосведущими в океанографии, а то и просто недобросовестными, нелегко было даже ученым отделить выдумку от истины. А она, истина, оказалась такова.

Космонавты озадачивают океанологов

Астронавты действительно обнаружили искривления поверхности океана. С помощью радиовысотомера они зарегистрировали понижение уровня океана, причем в точном соответствии с уклонами дна возле острова Пуэрто-Рико. Выходит, существует прочная связь между изменениями уровня океана и рельефом дна. Вывод крайне интересный и многообещающий для ученых. Однако никакой мистики здесь нет. Давно известно, что благодаря вариациям ускорения силы тяжести поверхность океана может существенно отклоняться от формы идеального геоида. Эти отклонения находятся в гравитационном равновесии. Поэтому вода не может с бешеной скоростью устремляться в «низины» океана, образуя, как писали иные авторы сенсаций, чудовищные водовороты на гибель мореходам. К тому же уклоны поверхности, связанные с отклонениями уровня океана, очень малы - не более десяти метров на сто километров расстояния. Конечно, вряд ли такую крутизну поверхности можно разглядеть с орбиты. Колебания уровня вызывают, правда, еще и морские течения, но они по своей величине и того меньше.

Ну и, казалось бы, «бермудская» тайна здравым размышлением ученых разгадана... Однако можно себе представить удивление океанологов, когда экипажи некоторых экспедиций передавали с борта «Салю-та-6», что они своими глазами видят иногда в океане высокие водные «валы» и «своды», глубокие «ложбины».

Вот тебе и конец загадкам с капризами океанской поверхности! Снова ученым есть над чем поразмыслить. Некоторые из них считают, что, как говорится, имели место какие-то неизвестные еще оптические эффекты. Как бы там ни было, необходимы серии фотоснимков, по которым удалось бы проследить движение и развитие непонятных явлений в океане. Добыть же такие сведения, очевидное дело, способны только космонавты. И они их добывают в каждом полете.

- «Протоны», просим вас по возможности считать океанские вихри в северном и южном полушариях, отмечать места их наибольшей повторяемости, следить за их перемещениями, - обращаются к экипажу с Земли.

- Хорошо. Водовороты в океане видны вполне отчетливо, - откликается В. Ляхов. - Но они неодинаковы. Какие вас больше интересуют?

- Нас все интересуют, все, - торопливо уточняет океанолог. - Попытайтесь определить, в какую сторону каждый вихрь закручен.

- Бас поняли. Будем докладывать по ходу работы, - отвечает Б. Рюмин.

Такой разговор космонавтов с учеными сейчас не отдельный эпизод, а обычное, как мы говорим, штатное явление. Все чаще именно океанологи с нетерпеливой настойчивостью интересуются, скоро ли их будут включать в состав экипажей орбитальных комплексов. Они теперь уверены, что не за горами время, когда на околоземную орбиту поднимется международный океанологический патруль. Уже сегодня можно вполне конкретно представить круг задач, которые он будет успешно решать в изучении и освоении Мирового океана, его богатейшпх ресурсов на благо людей Земли.