«Америка» 1978 г. август (№238), с.22-24


Почти около года назад, в июле 1975 года, американские астронавты и советские космонавты впервые в истории совершили международный космический полет по программе ЭПАС. Это была важная веха на пути технического сотрудничества и непосредственных контактов между двумя бывшими соперниками в космосе. Помимо всего прочего, совместный эксперимент имел большое научное значение.

Отшумели торжества, волнующее событие отошло в прошлое. Что же осталось от совместного полета? Вот что ответил на этот вопрос один из участников программы ЭПАС, научный сотрудник НАСА д-р Томас Джули: «Осталось достаточно научного материала, чтобы занять свыше сотни ученых во всем мире на весьма продолжительное время». Всего по программе было проведено 34 эксперимента: 5 совместных, 6 советских и 23 американских. Двое советских космонавтов вернулись на Землю 21 июля 1975 года, проведя в космосе 6 суток, «Аполлон» остался на орбите еще трое суток. «В течение этих трех суток астронавты работали по 17 часов в день, осуществляя как запланированные, так и не запланированные эксперименты», — сказал д-р Джули.

Пять совместных экспериментов были посвящены изучению химического состава атмосферы, биологии, исследованию Солнца и проведению технических процессов в космосе — созданию новых материалов и сплавов в условиях невесомости (космонавты помещали образцы различных металлов в электрическую плавильную печь на борту «Аполлона»). Шесть советских экспериментов касались области астрофизики и биологии. Астронавты проводили исследования, относящиеся к изучению земных ресурсов, геологии, загрязнению атмосферы, астрономии, биологии и обработке металлов.

Многие из этих экспериментов проводились и ранее. Но в программе ЭПАС были использованы новые методы в изучении Земли из космоса, в исследовании живых клеток, в поисках источников ультрафиолетовых излучений. Рассмотрим некоторые из этих экспериментов в различных областях.
Геология

Посредством визуальных наблюдений и фотоснимков астронавты собрали для ученых важную информацию о сейсмически опасных зонах вокруг главных разрывов земной коры.

«Сведения астронавтов, особенно о районе Левантийского разрыва, намного превзошли наши ожидания», — сказал д-р Фарук Эль-Баз, директор исследовательского отдела Национального авиакосмического музея и руководитель геологических исследований программы ЭПАС. Левантийский разрыв, который тянется от залива Акаба вверх через Мертвое и Галилейское моря, есть не что иное, как грабен — длинное узкое пространство земной коры между двумя соседними разрывами, где земля в буквальном смысле разверзается. «До исследований по программе ЭПАС, — сказал д-р Эль-Баз, — геологи думали, что главный Левантийский разрыв заканчивается к северу от Галилейского моря веерообразным комплексом». Но согласно визуальным наблюдениям астронавта Ванса Бранда и фотоснимкам, это — основная система разрывов, уходящая далеко на север, в Турцию. Одно ответвление разрыва идет на восток и соединяется с долиной реки Евфрата. (Д-р Эль-Баз считает, что эта долина была образована в результате данного разрыва). Среднее ответвление заканчивается в юго-восточной части Турции. Третье ответвление идет на север параллельно Средиземному морю и кончается в Турции. «Итак, мы видим, что три ответвления действуют как шарнир для движения Аравийской тектонической плиты», — говорит д-р Эль-Баз.

С особой тщательностью была также изучена система разрывов Сан-Андреас вдоль западного побережья США. Д-р Эль-Баз полагает, что полученные новые данные после дальнейшей обработки подтвердят теорию д-ра Леона Т. Силвера из Калифорнийского технологического института о том, что существуют необнаруженные трещины и разрывы на всей юго-западной территории США, которые по своим размерам больше Сан-Андреаса и намного старше его. Вероятно, они относятся, по мнению д-ра Силвера, к первой стадии формирования Центральной Америки и к современному движению Северо-Американской плиты по отношению к Тихоокеанской.

В программе ЭПАС удалось успешно применить новый метод использования радиосигналов для определения границ плиты и ее движений. Когда космические корабли двигаются вокруг Земли, их орбиты испытывают влияние малейших изменений в гравитации, которые вызываются концентрацией массы в земной коре (более твердые породы, горы). Частично гравитационное поле земли было измерено с помощью наземных приборов. Но этот метод очень медленный и зачастую неточный. Таким образом и возникла идея в связи с ЭПАС использовать естественные нарушения космических орбит, вызываемые изменением в гравитации, для обнаружения и измерения этих аномалий.

Стыковочный модуль (СМ), который служил одновременно лабораторией, переходной камерой и воздушным шлюзом между «Союзом» и «Аполлоном», 23 июля был отделен от командного модуля и двигался впереди «Аполлона». Радиосигналы с СМ поступали на борт «Аполлона». Другие сигналы поступали «Союзу» с американского орбитального спутника прикладной технологии (АТС-6). Орбитальные отклонения СМ или «Аполлона», вызванные гравитацией, отражались как сдвиги в частоте радиосигналов.

Были измерены такие известные гравитационные аномалии, как депрессия Индийского океана, а также и другие, о которых знали, но никогда их не измеряли, как, например, в Гималаях.

«Новый метод измерения даст нам более точные данные о формах и гравитации Земли, в особенности о формах океанской поверхности, которая влияет на волны, течения и другие процессы», — сказал Вернер А. Кан, геодезист из Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА) в Мэриленде.

Научная группа Смитсоновской астрофизической обсерватории (САО) проанализировала сигналы стыковочного модуля. «Это один из самых надежных способов получения информации о землетрясениях, — сказал руководитель проектной группы САО Раймонд Чад Ватте. — Чтобы прогнозировать землетрясения, нужно знать, как движутся границы плиты и как изменяется плотность земной коры».
Морфология пустыни

Астронавты провели визуальные наблюдения и сфотографировали большинство пустынь нашей планеты: пустыню Симпсона и пустыни в центральной части Австралии, Сахару в Африке, пустыни Аравийского полуострова, Южной Америки и США. В настоящее время пустыни покрывают одну шестую часть всей суши, с сельскохозяйственной точки зрения они совершенно непродуктивны. Но ученые предвидят время, когда пустыни расцветут при помощи солнечной энергии, парников и даже соленой воды. Для этого, однако, необходимо понять экологию и климат пустыни. «Нам нужно иметь, например, больше данных о рельефе пустыни, его формах и об основных направлениях ветра», — говорит д-р Эль-Баз.

Астронавты особое внимание обратили на разницу в окраске пустынь. Старые пустыни на вид краснее из-за большого количества окислов железа. Астронавты также делали заметки о формах песчаных дюн, по которым можно определить направление ветра и направление движения песков. Астронавт Томас П. Стаффорд впервые описал уникальные формы песчаных дюновых полей в Аргентине. По своему рисунку они напоминают слоновую шкуру или рыбью чешую. «Пока мы не можем найти удовлетворительного объяснения механизма образования дюн подобной формы», — сказал д-р Эль-Баз. Другие снимки, сделанные над Африкой, показывают, что Сахара движется на юго-восток, к Эфиопии.
Гидрология

Ученые также предвидят время, когда океаны станут источником пищевых ресурсов. Французский океанограф Жак Кусто указал на некоторые районы, которые можно использовать под рыбоводство. Это районы сравнительно мелкие и относительно спокойные: между островом Ванкувер и остальной частью Британской Колумбии, около юго-западного выступа Южной Америки, в Карибском море к югу от Кубы, в Адриатическом море около Югославии и в Персидском заливе. Астронавты провели фотосъемку этих районов для того, чтобы посмотреть, как они выглядят из космоса. Возможно, тщательный анализ фотоснимков поможет выявить и изучить и другие районы океана, потенциально пригодные для рыбоводческих хозяйств.
Атмосфера

Изучению атмосферы Земли было посвящено два эксперимента: один совместный советско-американский и второй — американский. После расстыковки «Союза» и «Аполлона», астронавт Доналд Слейтон начал облет «Союза» на разных дистанциях в 150, 500 и 1000 метров, направляя при этом ультрафиолетовый луч на отражатели «Союза», которые отбрасывали луч назад на спектрометр «Аполлона». Измеряя силу отраженного луча, д-р Томас Донахью из Мичиганского университета определил содержание атомарного кислорода и атомарного азота на высоте 220 километров над Землей.

В стратосфере, на более низких высотах, солнечная энергия создает форму кислорода, называемую озоном, который образует слой, защищающий Землю от разрушительного действия ультрафиолетовой радиации Солнца. А азот, соединяясь с кислородом, образует окиси азота, которые естественным путем уничтожают озон.

«Нам было необходимо измерить концентрацию азота и кислорода в верхних слоях атмосферы, чтобы научиться моделировать реакцию этих двух газов с озоном в низких слоях, — говорит Д-р Донахью. — В соответствии с программой ЭПАС мы, измерив количество этих газов между двумя космическими кораблями, доказали, что метод резонансного поглощения вполне надежен и может быть применен в других космических исследованиях, где обычные методы измерения не позволяют получить совершенно точные данные».

Точные данные о слое озона необходимы, ибо, как считают некоторые ученые, производимые человеком загрязнители способны уменьшить содержание озона в атмосфере, что может привести к весьма пагубным последствиям для человеческой жизни на Земле. Загрязнители, о которых идет речь, включают фреон, использующийся в разнообразных распылителях, и окиси азота, выбрасываемые самолетами в воздухе.

После совместного двухсуточного полета, во время которого был проведен ряд экспериментов, корабли «Аполлон» и «Союз» расстыковались.
НОВАЯ ТЕХНИКА И НОВЫЕ ОТКРЫТИЯ

Другой важный совместный эксперимент имел целью проверить степень концентрации в атмосфере аэрозолей, — коллоидных частиц, содержащихся в отработанных газах больших заводов. Полученные данные подтвердили предварительные выводы о том, что концентрация этих частиц постоянно увеличивается, особенно в тех районах Северного полушария, где сосредоточено множество промышленных предприятий. В зависимости от своего химического состава, размера и степени концентрации, аэрозольные частицы могут препятствовать проникновению солнечного света — результатом чего может быть охлаждение земной поверхности — или задерживать тепло, отражаемое Землей, вызывая тепловую задержку.
Биология

Один из американских экспериментов может привести к коммерческому производству фермента, способного спасти жизнь сотням тысяч людей, страдающих от образования сгустков крови, которые приводят к кровоизлияниям в мозг, флебитам и инфарктам. Этот фермент называется урокиназа и образуется в почках в небольших количествах. По словам биолога д-ра Роберта Аллена из Маршалловского центра управления космическими полетами (Алабама), для получения того количества урокиназы, которое нужно для одной дозы больному, страдающему от образования тромбов, потребуется обработка мочи 330 000 человек. Теперь, в результате космических экспериментов, ученые по всей видимости нашли способ создания культуры урокиназы в лабораторных условиях. Вот каким образом это было достигнуто.

Живые клетки с различными биологическими функциями имеют также разные электрические свойства. Следовательно, электрическое поле может быть использовано для разделения двух клеток, согласно их функциям. Этот процесс, называемый электрофорезом, может быть произведен на Земле, однако из-за гравитации и тепловых колебаний клетки не удается отделить друг от друга. Экипаж «Аполлона» получил задание установить, нельзя ли произвести отделение клеток чисто и эффективно в состоянии невесомости. В одном из опытов почечные клетки были помешены в электрическое поле. Клетки разделили на четыре группы. Две из этих групп начали производить урокиназу. Подобным способом урокиназу пытались получить ученые Абботских лабораторий в штате Иллинойс. В других исследованиях, проведенных в рамках ЭПАС, были успешно отделены красные кровяные тельца в крови кроликов, лошадей и людей.

Д-р Аллен считает, что освоение новой технологии отделения клеток имеет большое научное значение и приведет к новому пониманию происходящих в организме сложных химических процессов. Отделенные клетки с разными функциями изучать намного легче. Ученые надеются, что этот метод поможет глубже разобраться в вопросе о том, как тело мобилизует клетки, например, лимфоциты для борьбы с болезнью. «Хотелось бы узнать, сколько разных типов лимфоцитов находится в крови и каковы их функции», — сказал д-р Аллен.
Астрономия

В результате телескопических наблюдений астрономы впервые нашли способ обнаруживать в глубоком космосе источники чрезмерного ультрафиолетового излучения в области электромагнитного сектора. Чрезмерные ультрафиолетовые излучения быстро поглощаются в космосе газом и пылью, и поэтому многие астрономы пришли к выводу, что источники подобных излучений никогда не будут найдены.

Группа исследователей Калифорнийского университета в Беркли придерживается противоположной точки зрения. Чтобы доказать ее, ученые использовали установленный на «Аполлоне» телескоп дальней ультрафиолетовой радиации. «Мы обнаружили около 30 звезд, которые, по-видимому, являются источниками чрезмерного ультрафиолетового излучения, — говорит д-р Боуэр из Беркли. — Во всяком случае четыре из них будут наверняка такими источниками». Наблюдения за тремя из них ничего не дали, но четвертая, в созвездии Волосы Вероники, оказалась сильным источником чрезмерного ультрафиолетового излучения.

«Мы совершенно уверены, что наш объект — это белая карликовая звезда», — сказал д-р Боуэр, — то есть умирающая звезда, очень горячая, плотная и компактная. Если это так, то она необычно горяча даже для такого типа звезд, с приблизительной температурой между 55 538 и 83 307 градусами по Цельсию. Температура Солнца около 3315 градусов по Цельсию. Считают, что большинство белых карликов имеют температуру между 13 884 и 27 769 градусами Цельсия. «Так что наш случай необычен, — говорит д-р Боуэр. — Настолько необычен, что мы даже не знаем, что делать. Впрочем, мы вообще мало что знаем о белых карликах».

Программа ЭПАС завершила серию полетов кораблей «Аполлон». К 1980 годам на космические трассы выйдет новый тип корабля — челночный аппарат многократного использования; он будет запускаться как ракета, а приземляться как самолет. Однако более важным является то, что подобный корабль сможет поднять в космос более тяжелое оснащение — например, комплексную лабораторию, которая строится сейчас Европейским космическим агентством (ЕКА). В этой лаборатории ученые и инженеры из разных стран смогут проводить разнообразные и многочисленные эксперименты так же, как их предшественники — пионеры проекта «Аполлон — «Союз».







УКРЕПЛЯТЬ ДРУЖБУ — И НА ЗЕМЛЕ, И В КОСМОСЕ


Совместный полет американского и советского кораблей, в котором приняли участие пять человек — Томас Стаффорд, Ванс Бранд и Доналд Слейтон (экипаж «Аполлона»); Алексей Леонов и Валерий Кубасов (экипаж «Союза») — проходил в атмосфере взаимопонимания и дружбы. Верхнее фото: Алексей Леонов (слева) приветствует в московском аэропорту Шереметьево астронавта Томаса Стаффорда. Вверху (слева направо): ужин в Кремле, осмотр достопримечательностей Сан-Франциско, встреча с Президентом в Белом Доме.