Тайны Вселенной - Валерий Демин

Автор. У нас радиолокационные измерения расстояний до Венеры проводились в 1962–1975 годах. Нет ли других данных, свидетельствующих о трудностях, к которым приводят релятивистские расчеты, и ошибках навигации в современной космонавтике?

Прфессор. События, связанные с полетами космических летательных аппаратов «Фобос-I» и «Фобос-II» к Марсу, и их загадочное исчезновение, навигационные просчеты при запусках других летательных аппаратов имеют прямое отношение к проблеме распространения электромагнитных сигналов. Наиболее показательны в данном плане неудачи с «Фобосами». Напомню, что эти аппараты, оснащенные новейшей исследовательской и навигационной аппаратурой, после длительного полета достигли окрестностей Марса. Предполагалось, что «Фобос-I» будет проводить изучение поверхности планеты Марс, а «Фобос-II» осуществит посадку на спутник Марса Фобос. Связь с «Фобосом-I» прекратилась внезапно, в это время второй аппарат, «Фобос-II», продолжал процесс сближения с марсианским спутником. Однако, несмотря на принятые меры предосторожности в процессе дальнего наведения аппарата по радиосигналам с Земли, и «Фобос-II» также прекратил взаимодействие с наземными станциями. В итоге космическая эпопея завершилась безрезультатно. Конечно, у подобной неудачи может быть много случайных причин. Однако есть одна возможная причина, носящая не случайный, а систематический характер. Если навигацию осуществлять, опираясь на постулат постоянства скорости света (радиосигналов), то в этом случае неизбежны роковые ошибки наведения, которые могут служить причиной провала всей операции.

Автор. Можно ли оценить масштабы подобных ошибок?

Профессор. К сожалению, в печати не приводятся сведения о навигационной космической обстановке и методике проведения локационных измерений. Поэтому оценку подобной ситуации можно дать, исходя из общих положений небесной механики. Как известно, «Фобосы» успешно преодолели весь путь от Земли до Марса. Радиолокационный сигнал, который посылался с наземной радиостанции на летательный аппарат, принимался его бортовой станцией, а затем переизлучался и возвращался обратно на Землю, преодолевая расстояние туда и обратно за время более 10 минут. Навигация осложняется тем, что планеты — Земля и Марс — движутся по своим орбитам с разными скоростями (Земля — со скоростью 29,76 км/сек, а Марс — 24,11 км/сек), а естественный марсианский спутник Фобос летает вокруг Красной планеты со скоростью около 3 км/сек и периодом обращения 7,68 часа. Интересно отметить, что Фобос вращается вокруг Марса в 3,2 раза быстрее, чем Марс вращается вокруг своей оси, — это единственный случай в Солнечной системе.

Если при навигационных расчетах скорость света (радиосигналов) принималась постоянной в относительном движении небесных тел, то погрешности локационных измерений достигают следующих величии. Вследствие неучета скорости Марса относительно Земли, равной 5,65 км/сек, и длительности прохождения прямого и обратного радиосигналов около 10 минут погрешность в определении расстояния до Марса может достигать до 1000–2500 км. Такая ошибка в определении расстояния от поверхности Марса до летательного аппарата «Фобос-I» уже могла служить причиной его гибели. Для навигации же «Фобоса-II» особую коварность представляет орбитальная скорость спутника Марса — Фобоса. В течение половины периода обращения, когда спутник не закрыт от наблюдателя Марсом, он совершает движение навстречу Земле, а затем удаляется со скоростью 3 км/сек. Вследствие этого ошибка радиолокации со стороны Земли может периодически меняться в пределах — 1500 км в течение 3,84 часа (половина периода обращения). Если «Фобос-II» вышел на ту же орбиту, что и спутник Фобос, и летел на некотором постоянном расстоянии от него, то наземные радиолокационные станции фиксировали расстояние между ними со знакопеременной ошибкой в течение каждого полупериода вращения (3,84 часа). Так, например, если расстояние между аппаратом и спутником составляло четверть длины орбиты, то ошибка в измерении этого расстояния была не менее — 1500 км. Поскольку дальность действия автономной системы наведения «Фобоса-II» может быть меньше указанной ошибки измерения, то вероятность столкновения и гибели аппарата становится существенной. Избежать всех этих ошибок можно при условии проведения навигационных измерений на основе классического сложения скоростей распространения радиосигналов в относительном движении небесных тел.

Автор. Из этого примера видно, как дорого платит человечество за ошибочные гипотезы, если оно слепо принимает их на веру. Уточнение особенностей распространения света при относительном движении тел, по-видимому, позволяет выяснить и весьма интересный вопрос: почему скорость света, идущего от звезд, больше, чем скорость света земных источников излучения почти на 3000 км/сек?

Профессор. Да, основание для этого вполне достаточное. Звезды как источники светового излучения отличаются тем, что их раскаленная поверхность представляет собой бурно кипящую, фонтанирующую среду. Каждая раскаленная частица этой сферы, излучающая свет, совершает беспорядочные движения с огромными скоростями. Вследствие этого потоки света, идущие от звезды в окружающее пространство, приобретают скорость, которая складывается от скорости излучения частицей (300 000 км/сек) и скорости ее теплового движения относительно поверхности звезды. Именно эта добавочная скорость звездных источников излучения (в среднем около 3000 км/сек) и не регистрируется наблюдателями, расположенными на Земле.

Автор. Ну вот, кажется, мы вплотную подошли к анализу всего комплекса загадок Солнечной системы и ее освоения…

СОЛНЦЕ И ЕГО СЕМЬЯ

Звездную систему, с которой навсегда связана космическая судьба человечества, уместно сравнить с гигантской цирковой ареной, где по замкнутым круговым (точнее, эллиптическим) орбитам бегают 5 маленьких собачек, 2 верблюда и 2 слона (рис. 76). Конечно, здесь много и всякой другой космической мелочи: спутники планет (рис. 77.), астероиды, кометы, метеоры, искусственные летательные аппараты, — но в данный момент этой малозначительной мелюзгой можно пренебречь. Хотя, по подсчетам астрономов, только астероидов в окрестностях солнечной системы не менее четверти миллиарда.

Начнем с крупной «дичи». 5 собачек — это планеты, как принято говорить, земного типа (их размеры приближаются к земным): сама Земля, Марс, Венера, Меркурий, Плутон. 2 верблюда — холодные Уран и Нептун. 2 слона — газообразные гиганты Юпитер и Сатурн (рис. 78). На первый взгляд представляется чистой случайностью, что ближайшая к Солнцу планета названа именно Меркурием (а не в честь какого-то другого Божества), вторая — по имени Богини любви. И так далее. Но это только на первый взгляд. Все имеет свое объяснение. У каждой из видимых невооруженным глазом планет с самого начала был подмечен свой «характер». Под него, как станет понятным ниже, и подбиралось название.

Как уже говорилось, что наша Галактика имеет размеры диаметра около 100 000 световых лет. Так вот, Солнечная система расположена на расстоянии 27 000 световых лет от центра Галактики и на расстоянии 46 световых лет к северу от плоскости ее симметрии (так называемой галактической плоскости). Галактика вращается, и вместе с ней со скоростью 220 км/сек вращается Солнечная система со всеми большими и малыми планетами. Полный оборот и возвращение в условно исходную точку происходит за 2,2Ч108 лет. Этот промежуток времени именуется космическим годом.

Пять ярких планет на ночном небосклоне известны человеку давным-давно. Существовал даже культ поклонения планетам (а заодно и другим священным звездам), известный под названием сабеизма. Термин этот, как и сама религия, мало что говорит современному человеку. В действительности существовало древнее Сабейское царство, населенное племенами сабеев, говоривших на сабейском языке. Располагалось оно во времена позднеегипетской, древнегреческой и древнеримской истории на юге Аравийского полуострова. Это та самая «Счастливая Аравия» античных авторов, о богатстве и чудесах которой в старину слагались легенды. В современном Йемене от тех времен сохранилось множество развалин домусульманских храмов — сабеистских святилищ, воздвигнутых в честь звездных и планетных Божеств. Сабеизм достаточно хорошо известен через библейских халдеев — чародеев и звездопоклонников. Однако «халдеи» — несколько размытое этническое и лингвистическое понятие. Считается, что народ под таким названием, говоривший на одном из семитских языков, переселился, по одной из версий, именно из Аравии в Месопотамию (Двуречие) в начале 1-го тысячелетия до н. э., смешавшись здесь с коренными семитскими племенами. Но главное — халдеи принесли в Вавилонию свою «звездную культуру»: астрономические навыки, книги, каталоги, результаты многовековых наблюдений за небесными объектами (кстати, по халдейским исчислениям, человеческая история начинается примерно за 400 тысяч лет до новой эры; с этой цифрой соглашался и Ломоносов). Во всяком случае, нет сомнения в том, что своими достижениями астрономия Вавилона — одна из самых развитых астрономий Древнего Мира — во многом обязана халдеям, а через них и сабеям-звездопоклонникам.