Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии

На борту все разошлись по местам, спрятав сумки под сиденьями и убрав ночные ланчи в два специальных холодильника, которые вместе с кофейниками и несколькими маленькими микроволновками составляли крошечную бортовую кухню. В самолете уже было заметно прохладно, и почти все остались в верхней одежде, когда разбрелись проверять рабочие станции телескопа и приборов, любоваться задней частью камеры телескопа, где была установлена инфракрасная камера, и мерить шагами самолет, ожидая окончательного решения о том, полетим мы или нет.

Это был вечер проблем с системой охлаждения, угрозы обледенения крыльев и хмурого плюшевого единорога. Когда в конце концов от руководителя программы поступило последнее сообщение — о второй подряд отмене рейса, — я, как и все остальные, понимала, что это правильное решение, но все равно была очень расстроена. Потребовались месяцы усилий, чтобы получить разрешение на этот полет в качестве журналиста и писателя, и я надеялась своими глазами увидеть, как работает воздушная астрономия, и собрать материал для этой книги. Сотрудники SOFIA уже и так немало помогли мне, и я знала, что они не смогут просто посадить меня на другой рейс. Я подозревала, что извечные враги астрономии — проблемы с погодой и оборудованием — только что лишили меня единственного шанса полетать на SOFIA.

Забираясь на высоту 13 000 метров, SOFIA поднимается над большей частью водяного пара атмосферы Земли, что дает нам доступ к инфракрасному излучению с большей длиной волны. Но чем больше атмосферы удается оставить внизу, тем лучше.

С этой задачей справляются «Хаббл» и другие космические телескопы, которые вращаются высоко над Землей, но вывод на орбиту полноценной обсерватории — дорогостоящее и технически трудное дело. Телескоп — сам по себе сложное инженерное сооружение, а когда добавляются ограничения по весу, совместимость с ракетой, необходимость разработки системы, которая позволит управлять им дистанционно с минимальным вмешательством человека, космический телескоп становится непомерно трудной затеей. Запускать космические телескопы того же веса и размера, что и наземные телескопы, просто нецелесообразно.

Тем не менее есть компромиссные варианты, которые позволяют хотя бы приблизиться к цели. Обычно в воздушной астрономии телескопы поднимают в небо на самолетах, но некоторые астрономы обратились к воздушным шарам и даже к суборбитальным ракетам, чтобы подняться в более высокие слои атмосферы.

Астрономические стратостаты работают на невероятной высоте — около 40 километров. Находясь так высоко над атмосферой, можно наблюдать гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение. Стратостаты помогали исследовать тонкие струи газа, дрейфующие между галактиками, улавливали гамма-излучение от остатков сверхновых и служили первоначальными испытательными стендами для ультрасовременных приборов, которые далее применялись в полноценных космических полетах.

Если, как и я, при словах «воздушный шар» вы сразу представляете себе шарик на детском празднике или красочный воздушный шар для прогулок (возможно, с полной корзиной астрономов), то давайте рассмотрим поближе, что на самом деле представляет собой наблюдение с помощью воздушного шара.

В астрономии используют стратостаты очень большого размера (самые крупные в надутом виде более 130 метров в высоту). К ним прикрепляют телескопы или другие приборы, которыми дистанционно управляют астрономы, оставшиеся на земле. Однако управлять можно только приборами — сам стратостат находится во власти ветра, на какую бы высоту ни поднялся. В результате запуск стратостата находится в почти мистической зависимости от направления ветра, погоды, времени и профессионализма людей, которые спешат проверить и перепроверить полезный груз, то есть весь набор приборов и камер (который может весить несколько тонн), прежде чем отправить его в небо.

Большинство исследовательских стратостатов США запускаются с нескольких основных площадок в Нью-Мексико, Техасе, Австралии и Антарктиде, на которых работают команды соответствующих специалистов. Удачным считается день, когда направление и сила ветра благоприятны на разных высотах (на уровне земли, в промежуточных слоях атмосферы и на заданной для аэростата рабочей высоте), а штатный метеоролог на стартовой площадке объявил погоду подходящей для запуска.

Сам воздушный шар — длиннее футбольного поля, но тонкий, как пластиковый пакет, — раскатывают по земле на брезенте. В нижней части шара закреплен на тросе сложенный парашют, к нему уже крепится полезный груз, который до запуска подвешен над землей на высоком передвижном кране и удерживается на месте большим стопорным штифтом. После того как оболочка стратостата расправлена, ее примерно на пятую часть заполняют гелием (перехватив ее поперек воспламеняемым рукавом, чтобы предотвратить заполнение остальной части). Стратостат временно удерживает на земле тяжелая катушка.