Враг номер один — атмосфера

В астрономическом архиве сохранилась любопытная фотография. На ней изображен академик Аристарх Аполлонович Белопольский, один из основоположников рус­ской астрофизики. Ученый у телескопа. Словно ночной сторож на посту, Белопольский облачен в огромные ва­ленки и могучий овчинный тулуп.

Может быть, в ту зиму обсерватория испытывала не­хватку угля и дров? Нет, топлива было вполне доста­точно. Тогда почему же такое странное одеяние?

Фотография, о которой идет речь, могла бы служить своеобразной эмблемой одной из тех трудностей, кото­рые испытывают исследователи Вселенной. Помимо ко­лоссальных космических расстояний, у астрономов есть еще одни могущественный и коварный враг — атмосфе­ра. Наша планета окутана со всех сторон сплошной га­зовой оболочкой. По сути дела, мы живем на дне огром­ного воздушного океана. Этот океан необходим нам для жизни, но он поглощает львиную долю космических из­лучений. Сквозь воздух проходят только видимый свет и отчасти радиоволны. Атмосфера не только «перехваты­вает» многочисленных «гонцов Вселенной» вместе с их бесценной информацией. Сильно осложняет она и иссле­дования того космического света, который достигает по­верхности Земли.

Воздух над Землей никогда не бывает абсолютно спо­коен — в атмосфере постоянно происходит перемеще­ние воздушных масс. Воздушные слон различной плот­ности, сквозь которые проходит свет небесных тел, играют роль своеобразных линз. Колебания атмосферы вызы­вают как бы изменения оптических свойств таких линз. Изображения звезд н других космических объектов в поле зрения телескопа начинают колебаться и выходить из фокуса. Чем больше увеличение, тем сильнее по­мехи. В конце концов наступает момент, когда даль­нейшее увеличение только ухудшает различимость дета­лей.

Даже комнатный теплый воздух, поднимаясь вверх, настолько искажает изображение, что башни телескопов в зимнее время приходится не отапливать. Здесь должна быть точно такая же температура, как и снаружи. Этим и объясняется необычная одежда академика Белопольского на фотографии, о которой шла речь. Но даже ра­венство внешней и внутренней температуры не спасает положения.

Существование атмосферы приводит и к многим дру­гим серьезным трудностям. Представьте себе, например, что надо выяснить, имеется ли водяной пар в атмосфере какой-либо планеты, предположим, в атмосфере Венеры. Сделать это необычайно трудно. Световые лучи, несущие необходимую информацию, прежде чем попасть в объек­тив телескопа, неизбежно пройдут сквозь воздушную обо­лочку Земли.

Но даже над самыми сухими и знойными пустынями в земной атмосфере содержится довольно большое ко­личество водяных паров и они дадут в спектре свои ли­нии. Выделить на их «богатом» фоне слабые признаки присутствия водяных паров в газовой оболочке другой планеты оказывается практически невозможным.

Примерно такие же трудности встречаются при по­пытках обнаружить в космосе кислород и азот, так как большое количество этих газов содержится в воздухе.

Выход из всех подобных затруднений один — подни­мать астрономическую аппаратуру как можно выше. Примерно четыре пятых всей массы атмосферы сосре­доточено в самых нижних, приземных слоях воздуха, в так называемой тропосфере. Поэтому даже сравнитель­но небольшое увеличение высоты благотворно сказы­вается па качестве астрономических наблюдений. Это обстоятельство и заставляет астрономов сооружать свои обсерватории главным образом в горных районах.

Еще больший эффект дает подъем астрономических приборов на воздушных шарах и аэростатах. Например, советскими учеными создана специальная астрономиче­ская станция для подъема на высоту около 20 км аппа­ратуры, предназначенной для изучения Солнца. Станция на гибком тросе подвешивается к баллону, свободно паря­щему в воздухе. Главный инструмент станции — теле­скоп-рефлектор с параболическим зеркалом диаметром 1 м, изготовленным из особого стеклообразного веще­ства — ситалла, мало чувствительного к колебаниям тем­пературы. На станции имеются также спектрограф и фотокамеры.