Последний космический шанс

Всерьез структурой земной атмосферы занялись после Второй мировой войны, когда осознали стратегическое значение больших высот. Запускались тысячи воздушных шаров, аэростатов и специальных змеев, в небо поднимались летающие лаборатории. Тогда же бурное развитие переживало ракетное зондирование атмосферы. Собственно, первые робкие попытки в этом направлении предприняла еще команда Вернера фон Брауна, однако баллистические ракеты А-4АУ-2 предназначались прежде всего для войны, поэтому большую научно-исследовательскую работу с ними развернуть не удалось. Зато такими исследованиями занялись бывшие союзники по антигитлеровской коалиции. Весной и летом 1946 года американцы запускали с полигона Уайт-Сэндз (штат Нью-Мексико) собранные из готовых немецких узлов ракеты А-4 с доработанными под научные цели головными частями. В Советском Союзе аналогичные запуски начались через год, осенью 1947 года, на полигоне Капустин Яр. И там, и там удалось получить довольно большой объем материала по химическому составу, давлению и температурам на высотах от 70 до 100 км. Каких-то особых природных аномалий ученые не выявили, что внушало оптимизм. Однако ракеты на основе А-4 не могли подняться высоко: «потолок» самой глубокой ее модификации Р-5А, сконструированной в бюро Сергея Королёва, не превышал 500 км. Поэтому открытие радиационных поясов стало полной неожиданностью.

Сегодня известны два главных радиационных пояса: внутренний и внешний. Внутренний был открыт в феврале 1958 года с помощью первого американского спутника «Экплорер-1» (“Explorer-1”). Он начинается на высоте 500 км и простирается до высоты 10 тыс. км. Внешний радиационный пояс, открытый позднее советскими научными спутниками, занимает высоты от 13 до 60 тыс. км. Пояса представляют собой потоки заряженных высокоэнергетических частиц (в основном протонов и электронов), которые оказались захвачены магнитным полем Земли. При этом уровень радиации во внутреннем поясе почти не меняется с течением времени, а во внешнем – зависит от солнечной активности и других космических факторов.

Что это открытие означало для космонавтики? То, что более или менее высокие орбиты закрыты для размещения обитаемой орбитальной станции – даже под прикрытием мощной защиты космонавт все время будет подвергаться опасности схватить опасную для здоровья дозу радиации. Кстати, проблемы на орбитах выше 500 км испытывает не только пилотируемая, но и беспилотная космонавтика: панели солнечных батарей и полупроводниковые микросхемы деградируют (разрушаются на молекулярном уровне) под бомбардировкой заряженными частицами, и во время вспышек на Солнце старые спутники выходят из строя.

Первый американский искусственный спутник «Explorer-1» и его создатели: Уильям Пикеринг, Джеймс Ван Аллен и Вернер фон Браун

Запуски первых спутников, которые должны были дать ответы на тревожащие вопросы о состоянии околоземного пространства, можно назвать научной разведкой. Открытие радиационных поясов в ходе этой разведки привело к осознанию новых границ, которые установила природа. От амбициозных планов основоположников космонавтики пришлось отказаться, но стоит ли отказываться от самой идеи орбитальной станции? На этот счет у теоретиков в начале космической эры не было единого мнения. И тут определяющим фактором стала технология, а точнее – ее выражение в грузоподъемности ракет. Прошу вас запомнить словосочетание «грузоподъемность ракет», ведь от него напрямую зависят наши возможности по освоению космоса.