Гораздо более мощным методом экспериментальной (в отличие от наблюдательной) астрономии является исследование космических аппаратов.
С появлением космических аппаратов, мы можем путешествовать в магнитосферы и атмосферы планет. Мы можем приземлиться на их поверхности и "прокатиться" по ней. Мы можем собирать материал непосредственно из межпланетной среды.
Наши первые первые шаги в космос показали нам широкий спектр явлений, о которых мы никогда не знали: извилистые каналы и крупные вулканы Марса; обрезанные поверхности спутников Фобоса и Деймоса.
Но больше всего поражает то, что до появления космических аппаратов астрономы были очень точны. Толкование имеющихся у них вопросов является удивительно правильным.
Космические аппараты - это способ проверки выводов на практике, сделанных непосредственно астрономами, и метод определения того, что верны астрономические выводы по очень удаленным объектам, которые в ближайшем будущем будут полностью недоступны для космических аппаратов.
Один из главных дебатов в астрономии ранее был посвящен вопросу о том, находится ли Земля или Солнце в центре Солнечной системы.
Птолемейские и коперниканские взгляды объясняют очевидное движение Луны и планет с сопоставимой точностью. Для практической задачи прогнозирования положения Луны и планет по отношению к поверхности Земли едва ли имеет значение, какая гипотеза была принята.
Но философские последствия геоцентрических и гелиоцентрических гипотез были совершенно иными.
И были способы выяснить, какая из них правильна. По мнению Коперника, Венера и Меркурий должны пройти через такие фазы, как Луна. С точки зрения Птолемеев, они не должны этого делать. Когда Галилей, используя один из первых астрономических телескопов, заметил полумесяц Венеры, он знал, что отстаивал копернианскую гипотезу.
Но космические аппараты сейчас обеспечивают быстрое подтверждение или опровержение теории испытанием.
Как утверждал Птолемей, планеты прикреплены к огромным кристаллическим сферам.
Но когда космические аппараты Вояджер и Пионер проникли в области предполагаемых "кристаллических сфер" Птолемея, никаких препятствий для их движения обнаружено не было, и, более того, акустические и другие детекторы не обнаружили даже самого слабого звукового «шума».
До появления космических аппаратов немецкий астрофизик Людвиг Берман был заинтригован наблюдениями за явным ускорением ярких узлов в хорошо развитых хвостах комет, проходящих через внутреннюю Солнечную систему.
Берман показал, что радиационное давление солнечного света недостаточно для учета наблюдаемого ускорения, и сделал новое предположение, что из Солнца вытекают заряженные частицы, которые во взаимодействии с кометой вызывают наблюдаемое ускорение.
Но не может ли это быть в равной степени связано, скажем, с химическими взрывами в ядре кометы?
Или этому есть какое-то другое объяснение?
Но первый успешный межпланетный космический аппарат Маринер, во время пролета Венеры, определил наличие солнечного ветра со скоростями и электронной плотностью в диапазоне, который, по расчетам Бермана, был необходим для ускорения его узлов.
В то же время велись дебаты о природе солнечного ветра. Согласно одному из мнений, это было вызвано выходом гидродинамического потока из Солнца; согласно другому мнению, испарением из верхней части солнечной атмосферы.
В первом случае атомный состав солнечного ветра должен быть таким же, как и у Солнца. Но в гипотезе испарения легкие атомы легче выходят из гравитации Солнца, и тяжелые элементы должны быть в первую очередь истощены солнечным ветром. Межпланетные космические аппараты установили, что соотношение водорода и гелия в солнечном ветре именно такое, как на Солнце, и тем самым убедительно подтвердили гипотезу о происхождении солнечного ветра.
В этих примерах из физики солнечного ветра мы обнаружили, что эксперименты с космическими аппаратами обеспечили средства для критических суждений среди конкурирующих гипотез.
Оглядываясь назад, мы видим, что были астрономы, такие как Берман и Паркер, которые были правы. Но были и другие, не менее яркие, кто не верил им и, если бы не были проведены критические эксперименты с космическим кораблем.
