Здравствуйте мои дорогие подписчики и случайные читатели канала.
Сегодняшняя моя статья это очерк из научного-художественного сборника за 1988 год. Такие сборники когда-то выходили в Советском Союзе. Сборники назывались - "Хочу все знать".
Во время космического полета бывают такие периоды, когда космонавты подолгу не видят суши. На многие сотни, даже тысячи километров внизу раскинулся Мировой океан. Лишь кое-где вдали видны полоски земли. Казалось бы, унылое зрелище. Но это не так. Если присмотреться внимательнее, океан поражает обилием красок.
Космонавт Александр Александров рассказывал, что в свободное время они с Владимиром Ляховым устраивались возле иллюминаторов. Бортинженеру было интересно смотреть на горы и пустыни, моря и леса, командир же с большим удовольствием смотрел на океаны. И не глазами простого созерцателя, а опытным взглядом исследователя.
Как это ни странно, но глаз космонавта оказался на борту орбитальной станции самым совершенным оптическим прибором. Он способен различать разницу в освещенности воды всего в 1—2 процента. Современные же фотоаппараты "видят" раз в десять хуже, а телевизионные камеры еще больше проигрывают
в соревновании с нашими органами зрения. Поэтому нет ничего удивительного в том, что космонавты так много времени проводят у иллюминаторов, тщательно записывая все увиденное.
"А не скучно ли смотреть на планету, ведь там уже почти все стало привычным?" — спросил во время очередного сеанса связи у Леонида Кизима кто-то из журналистов. "Это на первый взгляд кажется, что океан одинаков, — ответил космонавт, — на самом деле наблюдать его необычайно интересно".
Об этом говорил еще Юрий Гагарин. Он отмечал, что голубой цвет океана при наблюдении с орбиты не кажется неизменным, на нем хорошо видны районы, имеющие различную окраску, отчетливо выделяется прибрежная полоса.
"В первые дни полета, когда еще не полностью адаптируешься к невесомости, может показаться, что цвет поверхности океана везде одинаков. Но постепенно острота зрения усиливается — об этом свидетельствуют все космонавты, которые совершали длительные экспедиции — и начинаешь различать малейшие оттенки цветов" — добавляет Владимир Соловьев.
Именно этим же — адаптацией глаз — объясняется и поразившая еще в первых полетах особенность космонавтов зачастую видеть на фоне океана довольно маленькие для такой высоты объекты, например корабли. Долгое время подобным сообщениям даже не верили, считали, что это просто мираж. Но число таких случаев все увеличивалось, и появление во время пребывания на орбите "орлиного зрения" пришлось признать даже самым отъявленным
пессимистам. Сейчас оно стало общепризнанным фактом.
Почти все, кто побывал в космосе, легко обнаруживали в океане так называемые синоптические вихри. И хотя они не имеют грандиозных
размеров, тем не менее оказывают довольно большое влияние на погоду.
Некоторые из них имеют зеленоватый цвет. Это означает, что в этом месте
происходит подъем глубинных вод. Такие районы интересны не только
метеорологам, но и рыбакам, так как здесь начинает бурно развиваться жизнь, а это привлекает рыбу. Там же, где вихри голубые, вода уходит
вниз, на глубину. Тут хороших уловов не жди.
В появлении в океане вихрей никакой экзотики нет, это вполне обыденное явление. А вот "Протонам" — Владимиру Ляхову и Валерию Рюмину, можно сказать, повезло. Однажды в Центре управления полетом раздались взволнованные голоса с орбиты: "В двухстах пятидесяти
трехстах километрах восточнее африканского побережья видим необычайное явление: море словно вспухло валом длиной около ста километров". — "А не экватор ли вы увидели?" — пошутил находившийся на связи Георгий Гречко. Шутка шуткой, но природа этого явления до сих пор неясна. Полоса "вздыбленной" воды имела ширину всего 1.5—2 километра, и от нее было видно даже что-то вроде тени. Возможно, это встретились два океанских течения, а может быть, так себя проявили внутренние глубинные волны.
Ставили специалистов в тупик и другие наблюдения. Так, в августе 1974 года наблюдатели с орбиты столкнулись еще с одним необычным явлением. Полет космического корабля "Союз-15" проходил нормально. Космонавты Геннадий Сарафанов и Лев Демин занимались штатными экспериментами. В этот раз они вели наблюдение океана в Мозамбикском проливе. Видимость была отличная,
солнце хорошо освещало поверхность пролива.
По мере удаления "Союза" от берегов Африки вода в проливе становилась все более темной, а затем неожиданно посветлела. И вдруг совершенно неожиданно космонавты увидели... дно! Оно было покрыто, песчаными валами, которые тянулись вдоль пролива. Картина напоминала песчаное дно мелкой речушки. Конечно, валы в проливе были во много раз грандиознее, чем мелкие гребешки на быстринках, но определить их размеры не удалось. Затем вода вновь потемнела, и потянулась прибрежная зона острова Мадагаскар.
Конечно, Сарафанов и Демин не могли определить, из каких именно пород состояли валы. Поэтому слово "песчаные" возникло лишь по аналогии: ведь обычно такая подводная "зебра" на мелководье образуется именно из этого легко гонимого быстрым течением материала. Благодаря этим наблюдениям тогда же были сделаны два заключения: что в Мозамбикском проливе есть
мелководье и что там довольно сильное течение, которое способно перемещать донные отложения. Но отчего, удалось увидеть дно — было непонятно.
Через год, в июле 1975 года, члены экипажа второй экспедиции орбитальной станции "Салют-4", Петр Климук и Виталий Севастьянов, опять встретились с этим необычным явлением. Они тоже заглянули сквозь толщу вод, но на этот раз над Атлантикой, а затем и над Средиземным морем. Вот как об этом написал
Севастьянов. "Только что проходили Атлантический океан — от острова Ньюфаундленд до Канарских островов. Исключительно хорошо видны течения
в океане. Видно дно океана в районе мелей. Чудо просто!.. Вдоль европейских берегов Средиземноморья, покрытых изумрудной полоской субтропической зелени, под водой просматривается прибрежный шельф и продолжение рельефа континента. Впечатляет интересный вид восточного берега Южной Америки: рельеф континента продолжается под водой. Различимы три террасы, уходящие в глубь океана. На дне отчетливо просматривается продолжение русел рек, которые прорыли себе глубокие каньоны под водой. Далеко в океан
выносятся мутные воды Амазонки. Причем можно наблюдать, как они
глубинными течениями уносятся под слоем чистой воды".
Видел дно океана в районе Соломоновых островов основной экипаж второй экспедиции "Салюта-6" — Владимир Коваленок и Александр Иванченков — в 1978 году, а на следующий год — участники третьей экспедиции. Летчик-космонавт СССР Георгий Береговой рассказывает: "Шел очередной сеанс связи с экипажем научной станции "Салют-6". Космонавты Владимир Ляхов и Валерий Рюмин вели визуальные наблюдения над Тихим океаном, и вдруг слышим:
— "Заря", сообщите океанологам - видим участок подводного горного хребта.
— Принято, — ответила Земля.
И через минуту: — Уточните район, "Протоны". Океанологи не верят, считают, что этого не может быть. Вам не померещилось?
— Да нет, не померещилось. Ясно видим оба. Район юго-западнее Гавайских островов".
Как убедились на Земле, в этом районе действительно под водой простиралась горная цепь. Но ведь она на глубине сотен метров. А по законам физики толща воды более 100 метров совершенно непрозрачна. Как могли "Протоны" заглянуть невооруженным глазом на такие большие глубины? Было отчего прийти в недоумение ученым.
И действительно, почему ни с самолетов, ни с кораблей этого не видно, а взгляд с орбиты пронизывал толщу вод в сотни метров? Впервые с подобным феноменом столкнулся американский астронавт Гордон Купер во время полета на космическом корабле "Джемени-6" в 1965 году. Первыми же из советских
космонавтов глубоководный рельеф, видели Андриян Николаев и Виталий Севастьянов. Перед их взором в 1970 году внезапно развернулась картина дна в прибрежных районах. Хорошо различались подводные горные хребты и отмели в морях и океанах. С орбиты "Союза-9" было видно, как постепенно, уступами спускается в океан Американский континент, террасами уходит в глубину
озеро Иссык-Куль. Сквозь толщу морской воды просматривались уходящие на десятки километров в моря и океаны русла больших рек, таких как Нил и Амазонка. Особенно удивило космонавтов то, что волны, рябь на поверхности воды совершенно не мешали наблюдениям. А когда Владимир Коваленок и
Александр Иванченков увидели с орбиты слияние рек Риу-Негру и Риу-Бранку в Южной Америке, то им показалось, что "Риу-Негру совершенно чистая, прозрачная, Риу-Бранку же — кофейного цвета. Сливаясь, они текут 200—300 километров не перемешиваясь. Один берег коричневый, другой чистый". По-видимому, такая окраска соответствует цветам донного материала у различных берегов. Так же по цвету различался и глубоководный рельеф. В 1980 году Леонид Попов и Валерий Рюмин увидели в юго-восточной части Атлантического океана, примерно в том месте, где находится подводная гора Юинга, образование бирюзового цвета с сильной зеленью диаметром около 30—40 километров.
А через несколько дней подряд на двух витках они наблюдали такие же
образования и в Тихом океане. Только на этот раз они были с коричневыми пятнами.
По рассказам космонавтов, подводные горные хребты выглядят также, как и находящиеся на суше, и отличаются от других океанических образований зелено-серым цветом, неравномерно окрашивающим хребет.
Поэтому их легко отличить от планктона или различных взвесей.
В чем же дело, почему только с космических высот виден рельеф дна моря и океана на глубинах в сотни метров? Послушаем еще раз Георгия
Берегового.
"Секрет удивительной сверхпрозрачности океанской воды пока не
открыт. Нет даже какой-либо гипотезы. Специалисты лишь предполагают, что при определенном угле наблюдений и при особых условиях освещенности космонавты могли увидеть не сами горы, а, скажем, оптический эффект, вызванный скоплением взвешенных в воде частиц. А скорость их оседания — это уже установлено — зависит от вертикальных перемещений воды, которые, в свою очередь, могут быть связаны с рельефом океанского дна. Конечно, чтобы подтвердить или опровергнуть эти предположения, необходимо провести неоднократные наблюдения, выполнить исследования на математических или, возможно, оптических моделях. Приведут ли изыскания к фундаментальному
открытию? Не берусь этого утверждать. Зато совершенно очевидно другое: космонавты, озадачив океанологов, подсказали им новое, судя по всему неожиданное направление исследования океана".
И все же прежде всего следует объяснить, отчего иногда с космических орбит удается увидеть глубинное дно океана, а затем уже на основе научных данных выработать рекомендации исследователям, как и когда удобнее всего вести наблюдения глубин. Нам же, чтобы понять дальнейшие рассуждения, следует вспомнить, почему мы вообще видим тот или иной предмет.
Из школьного курса оптики известно: это происходит оттого, что к нам в глаза попадают отраженные предметами лучи света. Если же какое-либо тело поглощает свет, оно невидимо. Все ясно. Но возможен и другой случай: свет, отразившись от поверхности предмета, не доходит до нас, его рассеивает окружающая среда. Именно поэтому мы зачастую и не видим дно водоемов. Свет рассеивается не только самой водой, но и на взвешенных в воде частичках
глины, песка, почвы и либо вовсе не доходит до дна, а значит, и не отражается от него, либо, отразившись, теряется на обратном пути. Камешки же, ребристость перекатов, косячки рыб у дна мы различаем лишь тогда, когда яркость освещенного дна достаточно велика. А это возможно
лишь в том случае, если вода прозрачна. Но этих сведений нам еще мало.
Придется вспомнить и кое-что о наших органах зрения.
Глаз — необычайно чувствительная оптическая система. Еще бы, глаза могут определить разницу в контрасте уже в 1—2 процента! Но наш взгляд еще и достаточно остр: мы различаем довольно мелкие предметы. Однако чем они дальше от нас, тем хуже видны их детали, а на больших расстояниях трудно увидеть и сами предметы. Мы можем судить только о крупных объектах.
С орбиты полета обитаемых комических станций — а они, как правило, лежат на высоте около 350 километров — лучше всего видны детали земного рельефа, имеющие размеры от 1 до 3 километров. Отсюда понятно, что космонавтам лучше всего вести наблюдения за достаточно крупными объектами. А что, если они, как в нашем случае горные хребты, спрятаны под водой?
Вот здесь-то и помогают высокие оптические характеристики глаз, о
которых мы уже говорили. И все же бросить взгляд сквозь толщу вод удается не всегда и везде. Даже там, где вода чиста и прозрачна. Вспомните, как слепит глаза протянувшаяся от солнца дорожка. А волны? Они тоже очень сильно мешают. Попробуйте разглядеть в солнечных бликах качающийся на волнах поплавок. Сколько раз приходится менять место рыбалки — переходить,
туда, где потише, либо забрасывать крючок с наживкой в другую сторону так, чтобы солнечные пятна не играли в глазах. Уже из этих простых рассуждений
становится ясно: против солнца ничего не увидишь. Значит, и с космических высот вести наблюдения нужно вне зоны бликов. Как показали математические расчеты, это удобнее всего делать, когда наше светило отражается от воды под вполне определенным углом — 45—65 градусов и находится сбоку от курса космического корабля.
Теоретический анализ прояснил одну интересную деталь. Оказалось,
что глубина, на которой можно увидеть дно, зависит от высоты наблюдения. Это связано с тем, что мы видим не только прямое излучение от дна морей и океанов, но и ту его часть, которая рассеивается водой.
При этом чем выше находится наблюдатель, тем больше глубина, куда он
может "заглянуть". Попробуйте очень близко подойти к большой картине в музее. Что вы увидите? Так, отдельные мазки. Вся картина в целом потерялась. Теперь отойдем подальше. Мазки слились, вы не видите деталей, перед вами снова творение художника.
Точно так же и рассеянное излучение от объекта, расположенного в толще воды, на поверхности образует светлую область, размеры и яркость которой зависят от прозрачности воды и глубины. Как ни странно, но волны на поверхности океана практически не оказывают влияния на наблюдения.
С небольших высот они ухудшают видимость. Это происходит оттого,
что все время меняется угол преломления и изображение при этом размывается, уменьшается его контрастность.
Известен классический опыт с ложкой, которая в стакане с водой кажется сломанной у поверхности воды. Это происходит из-за различия в показателях преломления у волы и воздуха. При взгляде сверху мы будем видеть нижнюю часть ложки совсем не там, где она находится. Если же покачивать стакан, "создавать волну", то этот излом смажется.
То же самое происходит, когда мы смотрим в иллюминатор корабля с космических высот. Волны оттуда вообще неразличимы, и все предметы
"встают на свои места". Изображение, например, подводной горы, несмотря на волны, становится четким.
Мы уже говорили, что глаз наблюдателя — идеальный оптический прибор, и пока еще фотоаппаратура тягаться с ним не может. И все же и на снимках иногда можно заметить подводный рельеф, только на значительно меньших глубинах. Но тем не менее все же больших, чем при аэрофотосъемке. Так, в районе Багамских островов рельеф лагуны у острова Аклин просматривался до 50—80 метров. На космических фотографиях подводные песчаные гряды и
отмели отличаются по более светлому тону на черно-белых снимках и по оттенкам на цветных. Но на этом сюрпризы "взгляда с высоты" не кончились. Оказывается, можно видеть не только сквозь воду, но и через... облака. На ночной стороне Земли многие космонавты по светящемуся на затянутом внизу небе пятну отличали большие города. Иногда можно было даже различить отдельные ярко освещенные районы и магистральные улицы. Конечно, четкость увиденной картины зависит от высоты облачного покрова и его плотности.
Кстати, такое же свечение облаков можно увидеть и в темное время суток во время прогулки но берегу Финского залива. Отсюда хорошо видна
подсветка не только над Ленинградом, но и над Кронштадтом, Ломоносовом, Петродворцом, Сестрорецком. Иногда через облака видно и днем
Помнится, какие толки в свое время вызвала фотография, на которой огромный айсберг "парил" как некая летающая тарелка между космическим кораблем и облаком. Причем часть его проецировалась на чистую воду, что особенно усиливало контраст. Однако ничего странного в
этом снимке нет, и объясняется такое необычное зрелище вполне реальной причиной: айсберг, плавающий как ему и положено, по воде, подсвечивал снизу облака. Такая подсветка и создавала поражающий воображение эффект. Все понятно, все объяснимо. Но это еще далеко не все новое,
что открылось перед исследователями планеты, стоило им только подняться повыше да повнимательней присмотреться к той картине, которая открылась им внизу. И кто знает, сколько еще сюрпризов принесет нам изучение нашей планеты с космических орбит.
