Корона Земли
В тот день, когда с полигона Кейп Канаверал на побережье Флориды, грохотом и светом расколов вечернюю тьму, поднялась наконец тридцатитонная ракета «Юпитер С» с давно обещанным американским спутником, газеты вышли с кричащими заголовками. Американская пресса в последующие дни была заполнена сообщениями о необыкновенном открытии, сделанном учеными США с помощью своего «Исследователя». «Вокруг нашей планеты обнаружен пояс опасной радиации», «Экипаж будущих космических кораблей погибнет, еще не выйдя за пределы земного притяжения», «Земля в смертоносном кольце» — кричали газетные полосы, экраны телевизоров, рупоры радиопередатчиков. Столь обычную для печати газетную шумиху можно было бы не принимать всерьез, если бы за чисто сенсационными сообщениями не стояло имя известного американского физика Ван Аллена. Это было в феврале 1958 года.
А уже 15 мая в космос устремился советский спутник, неся на борту специальную аппаратуру для исследования загадочного излучения. И на сентябрьской ассамблее Международного геофизического года, проходившей в Москве, ученые, съехавшиеся со всех концов земного шара, с интересом слушали доклады члена-корреспондента Академии наук СССР С. Н. Вернова и профессора В. И. Красовского о результатах этого эксперимента.
Если восстановить теперь последовательную цепочку всех предшествовавших событий, получится такая картина.
Уже высотные геофизические ракеты принесли неожиданную весть о том, что за пределами земной атмосферы наблюдается довольно странное явление. Счетчик космических лучей, установленный на советском спутнике, также обнаружил высоко над Землей рентгеновское излучение, которое возникает обычно при столкновении космических лучей с веществом атмосферы. Но откуда оно взялось в «безвоздушном» пространстве? Да еще в таком подозрительно большом количестве?
– Пока профессор С. Н. Верное и его сотрудники ломали голову над этой загадкой, американец Ван Аллен пытался расшифровать другое непонятное явление, как тогда казалось, совсем не связанное с исследованиями советских геофизиков. Подсчитывая количество заряженных частиц в космических лучах, он установил, что в полярных областях на высоте примерно 150 километров над земной поверхностью поразительно много «не космических» электронов. Они были гораздо слабее своих космических собратьев — настолько, что запаса их энергии просто-напросто не хватило бы на далекое путешествие по межзвездным просторам. Тогда откуда же они появились?
Чтобы разгадать происхождение загадочных полярных электронов, Ван Аллен установил свой счетчик на борту «Эксплорера I», или «1958 альфа», как условно стали затем обозначать первый американский спутник, вышедший на орбиту. Правда, маршрут этого первенца американских ученых проходил только над экваториальными районами, но «Эксплорер» впервые поднялся почти на две тысячи километров над Землей. И вот когда он пересек тысячекилометровый рубеж, счетчик Ван Аллена… перестал считать космические лучи.
Ван Аллен поставил счетчик на запущенный вскоре после этого «Эксплорер II», но спутник «1958 бета» свалился в океан, еще не набрав нужной высоты. Зато передатчик «Эксплорера III» также перестал передавать сигналы счетчика, как только спутник поднялся на тысячу километров. Может быть, просто досадная поломка? Но странное дело: как только и тот и другой спутники спускались ниже, счетчик как ни в чем не бывало начинал прилежно отсчитывать космические частицы. Что это могло означать?
А что если…
Ван Аллен взял точно такой счетчик, какой путешествовал на спутниках, и подверг его в лаборатории очень сильному радиоактивному облучению — в тысячу раз более сильному, чем то, которое вызывается космическими лучами. И счетчик перестал работать: частиц, подлежащих счету, оказалось слишком много, и он буквально захлебнулся их потоком. Не то ли самое происходило на заветном рубеже, который пересекали спутники? Это наблюдение и послужило основанием для шумной сенсации.
«Эксплорер IV», на котором был установлен прибор другой конструкции, принес новое подтверждение гипотезы Ван Аллена. В то же время выяснилось, что, несмотря на огромное количество вокруг Земли неведомых частиц, они обладают очень небольшой проникающей способностью: почти полностью «застревают» в стенках спутника. Но именно это свойство неизвестных частиц, обнаруженных в экваториальной части земной атмосферы, заставило задуматься: а не те ли это самые электроны, которые были отмечены незадолго до этого в полярных областях? Ведь те тоже отличались сравнительно небольшой энергией.
В это же время, как мы знаем, расшифровывались показания приборов, принятые по радио с советского спутника, также достигшего высоты 1500—1700 километров. Советский спутник, облетающий Землю под углом к экватору и потому имеющий возможность прощупать воздушное пространство от самого Ледовитого океана вплоть до Антарктиды, собрал значительно больше сведений, чем экваториальные американские спутники. Именно обследование околоземного пространства в таком широком диапазоне широт позволило проверить гипотезу о родстве загадочного излучения в районе экватора и полярных электронов.
Профессор В. И. Красовский установил снаружи спутника прибор, чувствительный только к электронам с энергией в десятки килоэлектронвольт. Внутри же корпуса спутника член-коореспондент Академии наук С. Н. Вернов поместил свой прибор. Довольно толстый, из прочных сплавов, корпус советского спутника не пропустил бы эти электроны внутрь, и они не смогли бы добраться до счетчика. Но от торможения во время их движения в толще корпуса должно было возникать рентгеновское свечение. Его и регистрировала аппаратура С. Н. Вернова.
На V ассамблее МГГ советские ученые сообщили, что, с одной стороны, уже на высоте 250—500 километров над Землей действительно наблюдается сильное рентгеновское излучение. А с другой стороны, интенсивность потока электронов оказалась столь большой, что внешняя аппаратура была даже «зашкалена».
Круг замкнулся: земной шар на большой высоте опоясывает мощный слой электронов, увеличивающийся к экватору. Сталкиваясь с атмосферным воздухом, они, по-видимому, порождают рентгеновское свечение, подобное возникающему в корпусе спутника. Это явление и было названо «короной» Земли…
Автор: Е. Сапарина.