публичный образовательный интернет-портал

Когда впервые сфотографировали Землю из космоса?

04/08/2020
Запуск ракеты «Фау-2» с полигона Уайт Сэндс
Устройство ракеты «Фау-2»
Устройство ракеты «Фау-2» 

Первые фотографии нашей планеты из космического пространства были получены 24 октября 1946 года. За 11 лет до того, как первый искусственный спутник вышел на околоземную орбиту. И да, на самом спутнике места для фотоаппарата не нашлось. Только маленький радиопередатчик: «Бип-бип-бип».

А кроме того, вопреки распространённому мнению, полёт советского спутника не был первым полётом в космическое пространство. Всё дело в том, на какой высоте над Землёй начинается космос.

Ответ на этот вопрос дал американский учёный венгерского происхождения Теодор фон Карман (Kármán Tódor; 1881–1963). Его рассуждения были просты. На больших высотах воздух разряжён, и самолёту, чтобы не упасть, следует двигаться со всё более высокой скоростью. Но если самолёт достигнет первой космической скорости, 7.91 километра в секунду, он превратится в искусственный спутник Земли. При этом крылья для полёта ему уже не понадобятся, и самолёт перестанет быть самолётом. Фон Карман рассчитал, что это произойдёт на высоте приблизительно в 100 километров. Конечно, цифра эта условна, ведь плотность воздуха в верхних слоях атмосферы непостоянна. Поэтому и не существует никакой явной физической границы, за которой заканчивается атмосфера и начинается космос.  Но всё же учёные считают, что всё летящее вокруг Земли на высоте, превышающей границу (или линию) Кармана, летит уже в космическом пространстве. Юристы, люди, любящие точные определения, постановили, что государственные границы выше линии Кармана не существуют, Таким образом, космические аппараты не являются нарушителями государственных границ и могут летать, как угодно.

При таком ответе на вопрос о том, где проходит граница космического пространства, оказалось, что уже немецкие ракеты «Фау-2», которыми во время Второй мировой войны немцы обстреливали Лондон, поднимались выше линии Кармана, а значит, выходили в космическое пространство.

100 таких ракет американцы захватили в Германии в конце войны. Кроме того, к ним в руки попали также запасные части к этим ракетам и рабочие чертежи. Всё это перевезли в Америку, где на военной базе «Уайт Сэндс» (Белые пески) в штате Нью-Мексико армия начала испытания немецких ракет.

Военные собирались разрабатывать комплекс противовоздушной обороны страны «Hermes», и использовали немецкие ракеты для оценки их боевых возможностей. Учёные же впервые смогли измерять непосредственно в космосе различные физические характеристики: температуру, давление, магнитное поле, интенсивность космического излучения. Научные приборы размещали в носовой части ракеты, где немцы устанавливали боеголовку весом в 800 килограммов.

Клайд Холлидей
Клайд Холлидэй

В команде учёных работал сотрудник Лаборатории прикладной физики (APL) при Университете Джонcа Хопкинса Клайд Холлидей (Clyde T. Holliday; 1912 – 1982). Ему пришла в голову мысль поставить на ракету ещё один важный прибор, фотоаппарат. Даже не фотоаппарат, а 35-миллиметровую кинокамеру, которая снимала бы один кадр в полторы секунды. Таким образом можно было бы в небольшом фильме запечатлеть весь полёт.

Одна беда: через несколько минут после старта ракета достигала максимальной высоты, и горючее в баках заканчивалось. Двигатели прекращали работать, ракета падала из космоса на землю, разгоняясь, и врезалась в неё со страшной скоростью. Для защиты плёнки при таком ударе Холлидей придумал поместить её в прочную металлическую кассету.

Кинокамера должна была «смотреть» не вверх, а вниз. Поэтому её разместили не в носовом отсеке, рядом с другой научной аппаратурой, а в средней части ракеты, под баком с жидким кислородом. Это было не совсем правильное решение. После заполнения бака до старта прошло несколько часов, и камера буквально заледенела. Так, заиндевевшая, она и полетела в космос. К счастью, это не сказалось на её работоспособности.

24 октября 1946 года на полигоне «Уайт Сэндс» состоялось очередное, тринадцатое, испытание ракеты «Фау-2». Несчастливый номер никакого влияния на результаты эксперимента не оказал. Ракета, как и ожидалось, взлетела на высоту более 100 километров, а потом упала в пустыне неподалёку от полигона. Поисковый отряд отыскал разбитую ракету, но плёнка, к счастью, была цела. Радости учёных не было предела.

Что увидели исследователи на снимках, когда проявили плёнку? Во-первых, чёрное небо, и на фоне этого неба круглую землю. Теоретически так оно должно и быть: чем выше поднимаешься, тем более заметно искривление горизонта. Да и практически кривизну Земли можно было видеть уже на фотографиях, которые были сделаны в 1935 году со стратостата «Эксплорер II», поднявшегося над поверхностью Земли на 22 километра. И всё же фотографии, сделанные на высоте в пять раз большей, впечатляли.

Впечатляла также и величина площади поверхности Земли, которую можно обозреть из космоса. В июле 1948 года, после полёта другой ракеты, из отдельных снимков была склеена фотопанорама всего штата Нью-Мексико, которая охватывала площадь в 2 миллиона квадратных километров. Сразу стало ясно, что космические фотографии будут востребованы геодезистами. А ещё интерес к космической фотографии проявили сотрудники Бюро погоды США. Сверху видно больше и лучше!

За период с 1946 по 1950 годы с ракет «Фау-2», запускавшихся с полигона «Уайт Сэндс»  было сделано более 1000 фотографий поверхности Земли с разных высот: от 100 до 160 километров. В 1950 году Клайд Холлидей опубликовал в журнале «National Geographic» результаты фотографирования поверхности Земли из космоса и предположил направления, по которым эти исследования можно развивать: военная разведка, картографирование и топография любого участка планеты, метеорология и фотографирование облачных фронтов для создания краткосрочных и долгосрочных прогнозов погоды.  Все эти направления получили своё развитие по мере общего развития космонавтики.

А ещё оказалось, что если повернуть фотоаппарат от Земли в космос можно получить впечатляющие фотографии планет и звёзд. Так возникла идея космических телескопов. Сейчас на космической околоземной орбите находится несколько таких телескопов, названных в честь выдающихся астрономов: «Хаббл», «Гершель», «Спитцер», «Кеплер», «Комптон», «Чандра»   Они заглядывают в глубь вселенной и позволяют нам понять, как она появилась и развивалась. 

А здесь можно посмотреть кинохронику испытаний и фотопанораму штата Нью-Мексико


Text.ru - 100.00%