Невидимое Солнце

Безоблачное небо совершенно прозрачно для видимых лучей, однако для ультрафиолетового и рентгеновского излучений атмосфера непроницаема, словно кирпичная стена. Верхний из приведенных здесь снимков впервые познакомил нас со спектрами ультрафиолетового излучения, поступающего из космоса, а нижний представляет собой первое рентгеновское изображение Солнца, полученное за пределами непрозрачного для рентгеновских лучей слоя озона. В обоих случаях камера была установлена на ракете, а объектом съемки, естественно, была "наша звезда" - Солнце.

Солнечная спектроскопия и исследования верхней атмосферы получили интенсивное развитие после второй мировой войны: тогда в США для этих целей стали использоваться немецкие ракеты Фау-2. Эти ракеты способны достигать высоты 160 км; однако на практике удовлетворительные. УФ-спектры можно получать сразу после выхода за верхнюю границу озонного слоя, т. е. на высоте примерно 50 км. В том полете, когда были получены эти исторические спектры, ракета поднялась на высоту 107 км; при спуске, на высоте 35 км, ее корпус был взорван, чтобы ухудшить обтекаемость: при движении вниз хорошая аэродинамика превращалась из друга во врага (в то время не было еще тормозных двигателей, которые позволили бы замедлить падение ракеты). В результате спектрограф, установленный в стабилизаторе ракеты, отделался небольшой вмятиной (в предыдущем запуске ракеты поисковая группа обнаружила вместо спектрографа всего лишь 25-метровый кратер). В отличие от современных ракет и спутников Фау-2 не имела системы ориентации, поэтому солнечные лучи могли падать на нее под любым углом. Ученые из исследовательской лаборатории ВМС США обошли эту трудность, использовав сферические линзы из фтористого лития - по одной для каждого спектрографа. На ракете были установлены два спектрографа, направленные в противоположные стороны. Полет ракеты стабилизировался, лишь пока работал двигатель: инерциальная система навигации регулировала отклонение реактивной струи с помощью графитовых заслонок, установленных за соплом. После отключения двигателя ракета могла вращаться произвольным образом, но благодаря сферическим линзам спектрографы улавливали солнечные лучи, откуда бы они не падали. Из корпусов спектрографов воздух был откачан; каждый спектрограф был снабжен дифракционной решеткой на алюминированном стекле, автоматическим затвором для осуществления экспозиции и моторным приводом для перемотки пленки.

Полет состоялся 10 октября 1946 г., но понадобилось еще шесть дней, чтобы разыскать обломки упавшей ракеты в пустыне шт. Нью-Мексико. Самым интересным (захватившим наиболее далекую УФ-область) из полученных спектров является нижний, снятый на высоте 55 км. Вследствие неблагоприятной ориентации прибора по отношению к Солнцу спектр, снятый на еще большей высоте (88 км), оказался гораздо слабее. Диапазон чувствительности спектрографов к излучению охватывал область 1100-3400 А, но для регистрации излучения с длиной волны короче 2200 А (где обрываются приведенные здесь спектры) потребовались бы более длительные экспозиции на больших высотах. В спектре можно различить линии поглощения десятка металлов - среди них важный дублет магния в области 2800 А, где яркая полоска резко прерывается.

Грубая фотография Солнца (нижний снимок) - это первое его изображение в рентгеновских лучах (север вверху). Она была получена на высоте 220 км с помощью камеры с безлинзовым объективом, установленной на ракете Аэроби-Хай. Игольное отверстие объектива было закрыто тонкой нитроцеллюлозной пленкой "парлодион", не пропускающей видимые и ультрафиолетовые лучи. Стабилизированная по двум осям, ракета могла вращаться относительно оси Солнце - камера, в результате чего элементы изображения развертывались в дуги. Тем не менее удалось определить местоположение источника рентгеновского излучения Солнца (в короне над яркими флоккулами), а также оценить интенсивность рентгеновского излучения Солнца и размеры области, из которой оно исходит. Полезно сравнить это примитивное, хотя и исторически важное изображение Солнца с теми великолепными снимками, которые были получены 13 лет спустя на космической станции "Скайлэб" (см. Затмение рентгеновского Солнца).

10 октября 1946 г. (вверху), 19 апреля. 1960 г. (внизу). Ракетный полигон Уайт сэндз, шт. Нью- Мексико, США. Р. Тауси и Ч. Стрейн (вверху); Т. Чабб и Г. Фридман (внизу). Решеточный спектрограф на ракете Фау-2 (вверху); стенопная камера на ракете Аэроби-Хай (внизу). Уф-пленка 'Кодак 103-0' (вверху); рентгеновская пленка 'Илфорд индастриал G' (внизу). 3,6 с (вверху); 286 с (внизу). Р. Тауси, Научно-исследовательская лаборатория ВМС США, Вашингтон, округ Колумбия, США [28, 36, 268, 281]