Космос — землянам

Если попытаться составить цветовой спектр из земных красок и космических, а затем их сопоставить, то первый напоминал бы грубо сколоченный из неотесанного горбыля забор, где щелей было едва ли не больше, чем досок. Второй же выглядел бы, как клавиатура рояля, где клавиши тщательно и точно подогнаны друг к другу.

Однако в полете мне предстояло не словами описывать и даже не красками запечатлевать открывающийся с орбиты вид на земной горизонт, а фотографировать его на цветную пленку. Раз за разом я прицеливался объективом фотоаппарата, фиксируя, как того требовало задание, состояние слоев яркости приземной атмосферы. Потом, уже на Земле, рассматривая целый ворох этих снимков, которые я старательно «нащелкивал» в полете, сам убедился, что никакая самая качественная фотопленка не в состоянии передать подлинное богатство и поразительно емкую, многогранную красоту цветовой симфонии космоса.

Впрочем, все это лирика. Ведь задача состояла не в том, чтобы добавить восторженных эпитетов к тем описаниям космических зорь, которые уже высказывали мои предшественники, побывавшие на орбите. Надо было помочь ученым осмыслить происходящее в космосе. Фотопленки, которые я доставил на Землю, полностью отвечали их требованиям. И все же жаль, что неповторимую красоту космических зорь нельзя пока перенести на Землю, хотя бы запечатленной с помощью той же фотопленки…

Однако ученых волновало, как мне кажется, совсем не это обстоятельство. Они задавались другими вопросами. Почему сумеречный ореол Земли видится космонавтами по-разному? Из-за чего так сложна и многообразна цветовая гамма космических зорь?

Первыми предложили свою разгадку явления медики. Они напомнили, что у каждого человека оптические характеристики глаз сугубо индивидуальны. Все мы видим по-разному. Объяснение вполне убедительное. Конечно, цветовые восприятия в космосе в какой-то мере субъективны, да еще стоит учесть характеристики стекла иллюминатора. У А. Леонова, например, в шлем скафандра, предназначенного для выхода в открытый космос, были вмонтированы фильтры, которые не пропускали к глазам до 97 процентов солнечного света. А, скажем, в иллюминаторах моего «Союза-3» стояли обыкновенные кварцевые стекла. Так что некоторые расхождения в описаниях цветовых тонов и оттенков неизбежны. Но при всей убедительности объяснения медиков все же явно недостаточно.

На помощь медикам пришли физики. Проанализировав состояние атмосферы во время полетов космических кораблей, они показали, что во время наблюдений у космонавтов были различны метеорологические условия, направления визирования, положение Солнца и т. д. Поэтому-то цветовые картины сумеречного ореола Земли оказались неодинаковыми.

Давным-давно известно людям, что Земля круглая и атмосфера, которая окружает нашу планету, имеет сферическую форму. Но до недавнего времени ученые считали возможным не обращать на это особого внимания, и в расчетах они допускали, что атмосфера «плоская». Дело в том, что стоит лишь слегка искривить эту очень удобную «плоскую атмосферу с параллельными световыми лучами», как сразу возникали головоломные усложнения в расчетах, создавался своеобразный математический лабиринт, преодолеть который крайне трудно, а некоторые полагали — даже невозможно. К тому же особой нужды забираться в этот лабиринт не было: «плоская» атмосфера вполне себя оправдывала во всех практических расчетах, результаты получались достаточно точными.

Приговор «плоской» атмосфере вынес первый спутник. Столь упрощенная модель не могла уже удовлетворить ученых, и им пришлось-таки залезать в лабиринт. Первыми проложили путь в хитроумных его закоулках академик В. Соболев и его ученик, доктор физико-математических наук И. Минин. Группа молодых последователей должна была продвинуться дальше. Цель: дать более эффективный метод расчета яркости планетных атмосфер, разработать строгую теорию сумеречных явлений. Задача, сформулированная как теоретическая, несла в себе большое практическое значение. Ее решение обещало не только надежный способ определения оптических свойств атмосферы Земли и других планет, но, что не менее важно, открывало новые возможности для навигации в космосе.

Молодые ленинградские ученые получили в конце концов формулы яркости сферической планетной атмосферы, учитывающие положение наблюдателя в космосе, условия освещения Солнцем и многое другое. Они провели расчеты сумеречного ореола земного горизонта, построили цветные картины: вместо громоздких интегралов получилась мозаика красок, всем понятная картинка. Теперь оставалось проверить расчеты экспериментом в космосе.

Под руководством члена-корреспондента АН СССР К. Кондратьева, главного энтузиаста эксперимента, предложившего включить его в программу полета еще «Союза-5», в Ленинграде сделали специальный прибор. 15 января 1969 года на втором и шестом витках и 16 января — на пятнадцатом Е. Хрунов провел наблюдения сумеречного ореола Земли. Сперва он описал его так, как видел сам, а потом, вооружившись прибором, выполнил эксперимент по спектрофотометрированию.

«Смотришь на земной горизонт в направлении, где должно взойти Солнце, и видишь сначала полосу космической зари, которая постепенно увеличивается по высоте и азимуту, — сообщал Е. Хрунов. — Четко видна линия горизонта и линия разрыва облачности. Атмосфера на горизонте у поверхности Земли ярко-красная, сочная. Выше она переходит в оранжевую, желтую, темно-синюю, затем в светло-синюю с плавным переходом в фиолетовый цвет, а потом в черный космос с мириадами ярко светящихся, немигающих звезд…

В противоположном направлении от места восхода Солнца, на ночной стороне, у горизонта Земли наблюдается, — продолжал космонавт, — довольно светлая серого цвета полоса, яркость которой с высотой уменьшается. Но на высоте 95–100 километров яркость опять увеличивается и затем переходит в черный, усыпанный звездами космос. Дивную картину представляет дневной горизонт Земли, хотя линию его просматриваешь не очень четко из-за наличия атмосферы. Он выступает в виде голубой, размытой сверху и снизу полосы, как бы наложенной на цветную дымку».

Корабль летит почти навстречу Солнцу, а точнее, под углом 30 градусов от направления на наше дневное светило. На поверхности планеты ночь, и люди еще не видят зари, но вот она появляется, все увеличивается по протяженности и насыщенности цветов. Она все светлеет, и там, где должно показаться Солнце, образуется светящийся столб. Затем появляется край солнечного диска, и заря сразу уменьшается по высоте и исчезает совсем. Вот Солнце взошло наполовину, яркость его возросла настолько, что на него уже нельзя смотреть прямо. Если с поверхности Земли человек видит горизонт на удалении трех-четырех километров, то с высоты 250 километров он отодвигается на расстояние 1700 километров, и поэтому восход для космонавта наступает примерно на час раньше, чем для живущих на Земле, в точке, над которой пролетает космический корабль.

Исследования сумеречного горизонта Земли продолжались на «Союзах» и «Салютах». Содружество ученых и космонавтов принесло здесь открытие, которое было занесено в государственный реестр. Вот как он выглядит.