Валерий Демин - Тайны Вселенной

Северная и южная полярные области отразят его одинаково, однако частота, на которой будет принят отраженный ими сигнал, не окажется в точности равной частоте посланного импульса. В силу того, что в своем движении вокруг Солнца планеты либо удаляются друг от друга, либо сближаются, возникает эффект Доплера и частота смещается. Намного ли? Для Меркурия наибольшее смещение сигнала радиолокатора, который работает на длине волны 10 см, составит 500 кГц — огромная величина по радиотехническим

меркам. Однако этим дело не ограничивается. Меркурий вращается, поэтому западная (левая) его сторона движется навстречу импульсу, вызывая дополнительный положительный доплеровский сдвиг, а восточная (правая) — удаляется и дает отрицательный доплеровский сдвиг (рис. 84). Эти сдвиги (их называют остаточными разностями), конечно, намного меньше основного сдвига, но для Меркурия составляют 32 Гц — вполне измеримую величину.

В 1965 году самый большой радиотелескоп мира, находящийся в Аресибо (Пуэрто-Рико), был использован для локации Меркурия. После анализа остаточных разностей возвратившегося сигнала можно было определить скорость вращения планеты. Однако полученные таким путем данные никак не согласовывались с уже заранее записанным в конце задачи ответом, основанным на оптических наблюдениях. И тогда ученые поступили так же, как поступает школьник, у которого не сходится ответ, — они сказали, что в задачнике ошибка! И были правы.

Прежний ответ был получен из наблюдений трудноразличимых пятен на планете. Астрономы сходились в том, что при сближении с Землей Меркурий всегда повернут к ней одной стороной. И это было верно, но и только! Ведь из этого был сделан вывод о синхронном движении Меркурия. Конечно, можно было допустить, что между противостояниями Меркурий делает целое число оборотов вокруг своей оси, но это представлялось маловероятным. И тем не менее вращение планеты вокруг оси таково, что, проходя перигелий (ближайшую к Солнцу точку орбиты, когда их разделяет только 0,31 а. е.), Меркурий поочередно обращен к Солнцу то одной, то другой стороной. За две трети года он завершает полный оборот вокруг своей оси. Засвидетельствовав, таким образом, свое уважение к владыке — Солнцу, Меркурий к тому моменту, когда он окажется на линии Солнце — Земля, успевает повернуться к последней всегда одной и той же стороной.

Во всем Меркурий поражает своей непохожестью на всех остальных братьев и сестер общей солнечной семьи. Несмотря на близость к центральному светилу, отчего Солнце предстает там как огромный огненный шар, несравнимый с привычной земной картиной, — меркурианские сутки необычайно продолжительные: они равны 176 земным суткам, то есть длятся по земным меркам более полугода. В результате движение Солнца по меркурианскому небу не похоже на привычный нам «механизм» солнечных часов.

Благодаря сложению неравномерного движения планеты по вытянутой орбите с медленным вращением, Солнце останавливается в своем видимом движении по небу Меркурия и даже возвращается назад. В некоторых зонах планеты восходы и заходы Солнца наблюдаются дважды за одни сутки, причем и восходы и заходы наблюдаются как на востоке, так и на западе. Все это светопреставление (иначе не скажешь) длится регулярно по две недели «утром» и «вечером», если здесь годятся эти привычные нам понятия. Очень долгие день и ночь, по-видимому, почти не подвержены сезонным изменениям — полярная ось планеты практически перпендикулярна плоскости орбиты. Плоскость экватора наклонена к ней менее чем на 1°.

В итоге поверхность, обращенная к Солнцу, раскаляется до температуры плавления олова, свинца и цинка (+ 430 °C). Напротив, ночная сторона планеты превращается в это время в естественный суперхолодильник (-173 °C). Однако очень высокие температуры только у поверхностного слоя. А он сильно измельчен, имеет поэтому низкую теплопроводность и служит прекрасной теплоизоляцией. Данные радиоастрономии показывают, что уже на глубине нескольких десятков сантиметров температура постоянная, 70–90 °C выше нуля. Низкая теплопроводность приводит к тому, что после захода Солнца поверхность Меркурия очень быстро остывает. Уже через 2 часа температура падает до -140 °C, а ночью может достичь -180 °C.

Измерения температуры вдоль трассы полета космического аппарата позволяют исследовать физические свойства пород, из которых сложена поверхность планеты. Делается это так. Измерения ведутся дистанционно с помощью радиометра, прибора, измеряющего тепловой поток, излучаемый поверхностью. Если днем на фоне нагретого окружающего района будет обнаружен участок более холодный и обладающий такими же отражательными свойствами (что определяется путем фотометрии), то это может означать только, что тепло куда-то уходит. Куда? Если поверхность сухая, как у Меркурия и Луны, то при постоянстве ее излучательных свойств происходит отток тепла в глубину. Про подобный участок говорят, что он обладает повышенной «тепловой инерцией», которая определяется плотностью и коэффициентами теплоемкости и теплопроводности. Например, холодным будет скальный массив, окруженный тем же материалом, но в сильно раздробленном состоянии. Ночью раздробленный материал быстро остынет, излучив свои небольшие запасы тепла, скала же будет ярко светиться в инфракрасных лучах. Их немного, что говорит об однородности поверхности планеты. [47] Ксаефомалити Л. В. Планеты, открытые заново. М., 1978. с. 8–16.