Феликс Зигель - Астрономы наблюдают

В настоящее время неизвестны способы и средства достижения звезд. Тут прежде всего удручают сроки. На существующих в настоящее время ракетах до ближайших звезд придется лететь миллионы лет.

Популярные одно время фотонные ракеты, увы, не решают проблему. Их стартовые массы нереально велики, и вряд ли когда-нибудь они вообще будут построены. Не спасают дело и межзвездные прямоточные самолеты, засасывающие межзвездную среду, — заборники таких самолетов должны иметь поистине астрономические размеры. По-видимому, реактивный принцип движения, столь блестяще оправдавший себя в окрестностях Солнца, для межзвездных перелетов непригоден. Из нереактивных способов движения нам пока что известен лишь «солнечный парус». Но он относится к двигателям «малой тяги» и тяга эта быстро уменьшается с удалением от Солнца.

Ко всем перечисленным трудностям добавляются сложнейшие проблемы обмена информаций со «звездолетчиками». Обмен растягивается по меньшей мере на годы и десятилетия, а в случае релятивистских фотонных ракет связь в полете с Землей и вовсе становится практически неосуществимой. Наконец, полеты в ракетах с малой скоростью и сменой на них поколений космонавтов не только выглядят нелепой утопией, но просто невозможны, так — как неясно, где взять для таких полетов горючее.

Таким образом, не будем преувеличивать роль космонавтики в познании космоса. Как бы ни была велика эта роль, космонавтика никогда не заменит астрономию, и наземные средства исследования Все ленной должны совершенствоваться и впредь. Предстоит, конечно, набирать силу и орбитальным обсерваториям.

Земная поверхность — твердая, надежная опора для астрономических инструментов. Обеспечить стабильность на орбите куда труднее, чем на Земле. Но наземным наблюдениям мешает атмосфера. Этого «фильтра» вне атмосферы, естественно, нет.

Не следует, однако, думать, что с орбитальных обсерваторий небо выглядит совершенно черным и ничто не мешает наблюдениям. Исчезает свечение воздуха, вызванное разными причинами, но, увы, остается рассеянный свет межпланетной и межзвездной пыли. Бомбардировка микрометеоритами и частицами космических лучей портит оптику орбитальных телескопов, тогда как в наземных условиях этой помехи нет.

И все же астрономические наблюдения с орбит прежде всего ценны тем, что они свободно могут вестись в ультрафиолетовой и инфракрасной частях электромагнитного спектра. А ведь именно в этом диапазоне излучают некоторые загадочные космические объекты (пульсары, облака газа, втягивающегося в «черные дыры», сверхновые звезды, ядра галактик и др.).

Примером современной заатмосферной обсерватории может служить советская автоматическая станция «Астрон», выведенная на околоземную орбиту в марте 1983 года. Высота апогея орбиты «Астрона» 200 000 км, что дает возможность 90 процентов времени вести наблюдения вне тени Земли и радиационных поясов. Главный инструмент станции — двухзеркальный телескоп «Спика» с диаметром главного зеркала 80 см. Оба зеркала имеют гиперболическую поверхность, что обеспечивает большое и высококачественное поле зрения.

В фокальной плоскости телескопа установлен ультрафиолетовый спектрометр, а приемниками света служат три фотоумножителя. В роли искателя для наведения на объект используется небольшой менисковый телескоп. Труба телескопа герметична, а вся конструкция сделана из материалов, практически не расширяющихся при нагревании. Точность наведения на объект 0,3 секунды дуги, что соответствует углу, под которым человеческий волос виден с расстояния 200 метров.

В дальнейшем будут, конечно, выводиться на орбиты и большие инструменты. Проектируется (в США) сооружение трехметрового орбитального телескопа, рассчитанного на работу в течение 10 лет. Стоимость его, однако, огромна (примерно миллиард долларов), а работа с ним потребует участия космонавтов.

Такая прочная опора, как земная поверхность, казалось бы, гарантирует создание наземных телескопов любых размеров. Но это далеко не так. С ростом телескопов возрастает и их масса, и тогда тяготение Земли существенно влияет на всю конструкцию телескопов, деформируя ее и тем препятствуя точности наблюдений.

Стоимость телескопа растет пропорционально его диаметру, а часто и быстрее. Но главная трудность в другом. Для конструкций массой в десятки тонн точность обработки зеркала не должна быть хуже 10 -4—10 -5мм, что составляет примерно десятую долю длины световой волны. Если зеркало очень велико, оно прогибается под действием собственной массы, а значит, искажается и его рабочая оптическая поверхность.