Сергей Попов - Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени - от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной

В настоящее время для исследования Земли из космоса постоянно работают несколько десятков спутников.

Говоря о современных исследованиях Земли из космоса в России, можно выделить серию геостационарных спутников «Электро-Л», предназначенных для комплексных исследований в области климатологии, экологии, мониторинга погоды, изучения магнитного поля и решения некоторых других смежных задач.

Во многих случаях для получения необходимой научной информации нужны не только космические наблюдения, но и работа метеостанций на поверхности, а также исследования с помощью геофизических ракет, самолетов и баллонов (аэростатов) в атмосфере (часть нагрузки космических аппаратов со временем должны взять на себя более дешевые беспилотные летательные аппараты). Это необходимо и для калибровки измерений, и для получения дополняющих данных и требует координации исследовательских программ, осуществляемых зачастую разными ведомствами в разных странах. Кроме того, часто космические данные нужны для использования в компьютерных моделях (прогноз погоды, изменение климата, поведение экосистем и др.). Поэтому необходимо согласовывать требования аналитиков с подходами разработчиков спутников и программ наблюдения, а данные мониторинга после первичной обработки должны попадать в открытый доступ.

Мониторинг природных катастроф – одна из задач спутниковых наблюдений.

Стоит особо подчеркнуть, что исследования Земли из космоса связаны со многими глобальными проблемами, имеющими отношение к большой политике. В первую очередь это вопросы глобального изменения климата, для регулирования которых нужны международные соглашения. Для их достижения необходимы надежные модели и прогнозы, которые можно составить только при наличии регулярного всестороннего мониторинга Земли из космоса.

История пилотируемых космических полетов прекрасно описана во множестве книг и статей. Можно выделить несколько этапов освоения космоса человеком. Во-первых, это относительно короткие полеты на околоземные орбиты, начиная с исторического старта первого космонавта 12 апреля 1961 г.; в разные периоды три страны (СССР, США и Китай) уже прошли эту первую стадию развития пилотируемой космонавтики. Во-вторых, американские лунные экспедиции, реализованные в конце 1960-х – начале 1970-х гг. В-третьих, создание космических станций (Skylab, «Салюты», «Мир», «Тяньгун», МКС) и долговременное пребывание на них – этот этап успешно продолжается и в наши дни. Наконец, отдельно следует выделить программу Space Shuttle – космических челноков, позволившую реализовать множество интересных и важных проектов, в том числе и в астрономии, однако закрытую из-за аварий и высокой стоимости.

Для развития астрономии и астрофизики первый этап внес небольшой вклад, поскольку в его основную задачу входило в первую очередь решение технических и медико-физиологических проблем. А вот в ходе реализации лунной программы было получено много новых сведений о нашем естественном спутнике: на Землю было привезено 382 кг образцов лунных пород. Впоследствии во многих лабораториях мира ученые получили возможность работы с ними, что привело к уточнениям датировки появления лунных кратеров и химического состава Луны. Итогом стала ударная модель формирования нашего спутника.

Кроме сбора образцов, получения фотографий и бурения астронавты установили на Луне более 2 т научного оборудования. Были проведены сейсмологические исследования и измерения гравитационного поля Луны, получены магнитометрические данные. Вдобавок были установлены уголковые отражатели, которые затем позволили проводить лазерную локацию Луны, что важно и для решения задач фундаментальной физики, а именно для проверок теорий гравитации. В результате всей этой активности в рамках программы Apollo накоплено огромное количество научных данных, которые легли в основу около 3000 научных публикаций.

В ходе лунной программы Apollo было получено много важных научных результатов.

Наибольший вклад пилотируемой космонавтики в астрофизику связан с работой космических станций. Первым по-настоящему успешным (с точки зрения астрофизических результатов) проектом стала станция Skylab, запущенная в 1973 г. Хотя там побывали экипажи всего лишь трех кораблей Apollo, тем не менее на станции были проведены важные астрономические наблюдения. В первую очередь это касается исследований Солнца, для чего были использованы ультрафиолетовые и рентгеновские детекторы. Именно наблюдения с борта Skylab позволили окончательно подтвердить существование корональных дыр. Кроме того, с помощью 15-сантиметрового телескопа с объективной призмой проводились ультрафиолетовые наблюдения звезд, с помощью рентгеновского детектора велись исследования галактических источников, также проводилось изучение зодиакального света, комет и космических лучей.