Уже на начальных этапах прямых экспериментальных исследований в околоземном космосе было сделано крупное открытие обнаружены интенсивные потоки частиц, захваченные геомагнитным полем. Они получили название радиационных поясов Земли. Наблюдения за уровнем ионизирующей радиации велись уже на самых первых спутниках серии «Космос», в частности на «Космосе-2, -7, -9, -10» и др. На борту спутников устанавливались радиометры, в состав которых входили гейгеровские и сцинтилляционные счетчики. Начиная с «Космоса-12 и -15» для анализа энергетического спектра частиц стали применять электростатические анализаторы. Благодаря длительным измерениям с помощью спутников «Космос» определены возможные дозы радиации на высотах около 300 км в зависимости от условий геомагнитной и солнечной активности. На основании этих данных была доказана безопасность в радиационном отношении полетов космических кораблей «Восток» и «Восход». Результаты измерений позволили получить детальную картину планетарного распределения радиации и создать первые дозиметрические карты для малых высот внутренней и внешней зон радиационного пояса.
Эксперименты, начатые на третьем советском спутнике по изучению электронов с энергиями около 10 кэВ, позволили впервые обнаружить на высотах 11,8 тыс. км в ночное время мощные потоки мягких электронов и подтвердить важную роль корпускулярной радиации для основных процессов в верхней атмосфере.
В просторах Мирового океана с борта научного судна ведутся исследования верхних слоев атмосферы, изучаться условия прохождения радиоволн, поддерживаться связь с космическими аппаратами, находящимися на околоземных орбитах. Плавучий научный комплекс следит за «Космосами», «Молниями», «Метеорами», привязывать собранную информацию к единому времени, обрабатывать ее и передавать в наземный Центр управления. Плавучий НИИ оборудован столь совершенной радионавигационной и радиотехнической аппаратурой, что может самостоятельно решать сложнейшие проблемы управления искусственными спутниками Земли, пилотируемыми космическими кораблями или автоматическими межпланетными станциями, летящими, скажем, к Луне, Венере, Марсу. Ветеран советского научного флота «Витязь», начавший свой первый рейс в 1948 году, имеет водоизмещение 5550 тонн, автономность плавания 17 500 миль. Водоизмещение же «Космонавта Юрия Гагарина» более 45 000 тонн, а автономность его практически неограниченна. На плавучем научно-исследовательском институте 1250 помещений, несколько сот специально оборудованных лабораторий, свой вычислительный центр. 16 марта 1962 года Советский Союз объявил о своей программе исследования звездного океана. В тот день стартовал первый искусственный спутник серии «Космос». Он и все последующие за ним (на сегодня порядковый номер этих аппаратов возрос до 468) предназначаются для изучения и исследования околоземного космического пространства, верхних слоев атмосферы, магнитных полей планеты, корпускулярного излучения Солнца [49].
Для наблюдения за полетом автоматических и пилотируемых исследователей, измерения характеристик их орбит, сбора накапливаемой информации созданы стационарные наземные станции. Наша страна обладает огромными возможностями для разнесения командно-измерительных пунктов на сотни и тысячи километров. Однако совокупность движения космического летательного аппарата, округлости и вращения Земли создает ситуации, когда «радиовидимость», с территории страны невозможна. Как быть? Ждать, когда тот или иной исследователь космоса вновь появится «над нами»? Ученых такой вариант не устраивает. Многие космические объекты требуют постоянного наблюдения за ними, иначе теряется уникальная информация. Вот тогда-то наблюдения и берут на себя научно-исследовательские суда эти космические острова в океане. Они «просматривают» и «прослушивают» районы, которые находятся за пределами радиовидимости с территории Советского Союза.
Вот почему моряки и научные сотрудники, уходящие в рейсы на «Космонавте Юрии Гагарине», «Академике Сергее Королеве», «Космонавте Владимире Комарове» и других экспедиционных судах, являются вместе с космонавтами и учеными полноправными участниками штурма Вселенной.
Когда в 1957 году над планетой появился первый рукотворный спутник, за его полетом следили ветераны космического флота «Ильичевск» и «Краснодар», в составе научной экспедиции которых насчитывалось всего лишь 11 человек. Теперь же в плавучих НИИ трудятся сотни ученых. Да и объем телеметрической информации, принимаемой из космоса, возрос за эти годы в миллион раз.
Суда уже не новички в космических исследованиях. «Космонавт Владимир Комаров» был построен на Балтийском заводе в 1967 году. Он принимал участие в управлении полетом «Зонда-5», кораблей «Союз-4» и «Союз-5», проводил сеансы связи с экипажами «Союза-6», «Союза-7» и «Союза-8» [49].
Введение 3. Крупномасштабный эксперимент по исследованию солнечной вспышки
В Советском Союзе в октябре 1971 года успешно проведен крупномасштабный научный эксперимент по исследованию влияния мощной солнечной вспышки, вызвавшей магнитную бурю, на атмосферу Земли [50]. В этом эксперименте использованы советские спутники «Молния» и «Метеор».
В ходе работ со станции ракетного зондирования атмосферы «Волгоград» Гидрометеорологической службы СССР осуществлено 35 запусков метеорологических ракет двух типов. Одновременно в обсерватории «Дружная» на о. Хейса (Земля Франца-Иосифа) также осуществлен ряд стартов метеоракет.
В эксперименте были заняты и другие обсерватории Гидрометслужбы СССР на территории Советского Союза и в Антарктиде.
Крупномасштабный эксперимент «Солнце атмосфера» проходил в три этапа. Первая серия стартов метеорологических ракет и приуроченная к ним часть наземных исследований была проведена тотчас за регистрацией вспышки на Солнце, когда земная атмосфера еще находилась в спокойном состоянии. Вторая серия запусков осуществлялась в момент возмущения магнитного поля Земли. И, наконец, третья в период магнитной бури, связанной с вторжением в атмосферу корпускулярного потока, рожденного солнечной вспышкой.
Эксперимент проходил в течение пяти суток, причем ракеты стартовали с заданными интервалами с таким расчетом, чтобы получить одновременно данные о состоянии воздушной оболочки планеты от приземного слоя до высоты 180 километров. Радиолокационные наблюдения охватывали зону ионосферы на высотах порядка 80 120 километров, метеорологические шары-зонды давали информацию до высоты порядка 30 километров.
Получен обширный научный материал, содержащий уникальные сведения об ионизации атмосферы под воздействием мощной солнечной вспышки. Регистрировались потоки солнечных частиц-корпускул, электронная концентрация и ионный состав атмосферы, ее плотность, вариации давления, ветровой режим, скорость фотохимических реакций во всей вертикальной толще.
В новом крупномасштабном эксперименте «Солнце атмосфера» принимали участие организации и исследовательские центры Главного управления Гидрометслужбы СССР и коллективы ряда институтов Академии наук СССР.
Таблица 1. Запуски спутников серии «Молния»
в 1971 г.
Таблица 2. Запуски спутников серии «Метеор»
в 1971 г.
Введение 4. Результаты исследований излучений советскими спутниками и КА