Изучение космоса

Дату запуска первого советского спутника - 4 октября 1957 г. - справедливо называют началом революции на небе. Создание искусственных спутников Земли и выход их за пределы атмосферы, первый космический полет Ю. А. Гагарина 12 апреля 1961 г., создание орбитальных станций и проведение на них космонавтами длительных экспериментальных работ по широкой программе, доставка грунта с Луны, исследование атмосферы и поверхности Марса и Венеры относят к разряду самых выдающихся событий нашего века. Они открыли новую эру в истории человечества - эру исследования и освоения космоса.

В изучении и освоении космоса достижения советской науки нашли концентрированное выражение. Все более сложные космические эксперименты, порождающие новые открытия, становятся центром приложения математики, физики, механики, кибернетики, химии и других наук.

Революционный скачок, связанный с преодолением сил земного притяжения и выходом за пределы атмосферы, породил открытия ранее неизвестных закономерностей, явлений и свойств окружающего нас космического пространства.

Освоение космоса имеет огромное влияние на научно-техническую революцию. Оно порождает открытия, дающие научное представление об околоземном пространстве, о Вселенной, расширяет наши знания о свойствах материи, о физических процессах и их влиянии на биологию, позволяет выявлять закономерности, явления и свойства атмосферы Земли, гравитационные аномалии нашей планеты и изучать ее строение, развивать космохимию, космическую геологию, геодезию и картографию, помогает метеорологам точно прогнозировать погоду, видеть возникновение циклонов и тайфунов, расширяет возможности для создания принципиально новых устройств автоматики, новых материалов, нахождения источников энергии и т. д., позволяет осуществлять радио- и телесвязь на сверхдальних расстояниях.

Крылатым стало изречение К. Э. Циолковского: "Невозможное сегодня становится возможным завтра".

Первый проект ракеты для полета человека принадлежал нашему замечательному соотечественнику Н. И. Кибальчичу, казненному царским правительством. Другой русский ученый, талантливейший самоучка, К. Э. Циолковский, испытывая огромные лишения, развил и разработал теорию полета в безвоздушном пространстве с помощью летательных аппаратов реактивного действия. Его гениальные идеи были воплощены в советских спутниках и космических кораблях, открывших обитателям Земли выход во Вселенную. К. Э. Циолковский первым доказал, что человек может проникнуть за пределы земного притяжения, первым обосновал возможность космического полета человека сначала в околоземное пространство, а затем и в более далекие глубины Вселенной.

На рубеже XIX и XX вв. К. Э. Циолковский научно обосновал и математически выразил зависимость, определяющую скорость движения космической ракеты, как функцию от скорости истечения продуктов сгорания топлива в ракете и от весового соотношения топлива к самой ракете. Эта зависимость известна во всем мире как число Циолковского". Формула Циолковского дала возможность определить основные характеристики ракеты, наметить реальные пути для развития космического ракетостроения.

В Музее истории космонавтики в Калуге можно познакомиться с исключительно важными документами, подтверждающими приоритет К. Э. Циолковского в космическом ракетостроении. К. Э. Циолковский разработал не только принципиальную схему, но и все основные элементы ракеты - газовые рули, насосную систему подачи топлива, устройство автоматического управления, систему, обеспечивающую снижение полетного веса ракеты за счет отделения отработавших блоков.

Человечество никогда не забудет выдающихся открытий ученых прошлых эпох в области космоса. Польский врач и астроном Николай Коперник (1473-1543), вопреки господствовавшей в то время геоцентрической системе, выдвинул и научно обосновал теорию Движения Земли вокруг Солнца и вращения Земли вокруг своей оси. Он объяснил чередование времен года, видимое движение планет и суточное вращение небесного свода. Открытие Коперника вызвало переворот в науке. Ф. Энгельс отмечал, что с бессмертного открытия Коперника начинается новая эпоха в естествознании.

Теорию Коперника дополнил и развил выдающийся итальянский ученый Джордано Бруно (1548-1600), сожженный на костре за еретические взгляды. Бруно писал о бесконечности мирового пространства, заполненного бесчисленным множеством миров. Ему принадлежит идея о едином порядке, господствующем во Вселенной, и о непрерывном изменении миров.

Великий итальянский физик и астроном Галилео Галилей (1564-1642) доказал неправоту естественнонаучных взглядов Аристотеля и Птолемея и показал революционную роль открытий Коперника. Он открыл основные законы механики - закон инерции, принцип относительности движения и сложения движений. Им решен ряд важных проблем механики (падение тел, движение брошенных тел, качание маятника и др.). Галилей изобрел телескоп и с его помощью обнаружил солнечные пятна, горы на Луне, спутники Юпитера, изучил фазы Венеры и "троение Млечного Пути.

Позднее М. В. Ломоносов открыл атмосферу Венеры. Он же добился русского издания книги Б. Фонтенеля "Разговоры о множестве миров", запрещенной синодом.

Замечательная русская женщина-ученый С. В. Ковалевская одна из первых исследовала природу колец Сатурна.

Однако научно-техническая база изучения космоса долгое время оставалась весьма ограниченной. Со времен Галилея и практически до 1945 г. астрономия использовала лишь оптический метод исследования Вселенной.

Атмосфера Земли пропускает электромагнитные волны оптического диапазона в ограниченном интервале, а человеческий глаз может видеть излучение длиной волны всего лишь 0,4-0,75 мк. А ведь по Вселенной распространяются, неся разнообразную информацию, электромагнитные волны всех диапазонов - длиной от нескольких километров до ничтожных долей миллиардной части сантиметра. Однако астрономы более 300 лет наблюдали Вселенную только через оптическое окно прозрачности в атмосфере, и то в большинстве случаев лишь в видимой части спектра.

Телескоп Галилея был длиной всего около метра и имел зеркало диаметром немногим более 5 см. Диаметр зеркала современного оптического телескопа в 100 раз больше. Угловое разрешение и светосила телескопов, характеризующиеся диаметром и площадью линз или зеркал, возросли соответственно в 100 и 10 тыс. раз.

В ночном небе мы видим невооруженным глазом сотни звезд, а телескопы открывают нам тысячи миллионов светил. И все же наблюдение космоса только через оптическое окно прозрачности чрезвычайно обедняет картину. Характерная черта современного этапа развития астрономии и астрофизики состоит во все более широком применении неоптических методов изучения Вселенной. С конца 40-х гг. в науке стали прибегать -к радиометоду, связанному с использованием радиоокна прозрачности в земной атмосфере. Сквозь это окно проходят электромагнитные волны длиной от нескольких миллиметров до десятков метров. Немногим более чем за 20 лет радиоастрономия чрезвычайно развилась. Ныне она делится на метагалактическую и галактическую, солнечную, лунно-планетную и локационную.

Однако электромагнитные волны, лежащие вне пределов упомянутых диапазонов окон прозрачности, не достигают земной поверхности. Исследовать их возможно только с помощью спутников и ракет. Спутники могут принимать излучение практически всего спектра, что открывает принципиально новые возможности для исследования Вселенной, физики околоземного пространства и атмосферы Земли.