ПОТОКИ ЛУЧЕЙ
Мы часто слышим выражение: «Прозрачный, как воздух…». Действительно, воздух очень прозрачен. Если в нем нет каких-либо примесей вроде пыли или крохотных капелек сконденсировавшейся воды — тумана, трудно заметить, что воздух не абсолютно прозрачен. Только самые далекие предметы в таких случаях видны, как бы сквозь голубоватую дымку. Но нам очень редко приходится так внимательно вглядываться в даль, и мы этой непрозрачности воздуха почти не замечаем.
Но совершенно иначе ответят на вопрос о прозрачности воздуха летчики. Им часто приходится в поисках ориентира вглядываться в очертания предметов, встающих на горизонте, и эта голубоватая дымка нередко мешает им четко видеть. Кроме того, они знают, как редко бывает воздух чистым — без облаков, пыли, тумана…
Воздух толстым слоем покрывает нашу Землю. Распространено выражение, что мы живем на дне воздушного океана. Воздух, атмосфера, не пропускает к нам на Землю очень большую долю солнечного излучения. Прозрачный для волн видимого участка спектра, он почти совершенно непрозрачен для некоторых его других участков.
Огненный шар нашего Солнца непрерывно излучает во все стороны космического пространства огромное количество лучистой энергии. Излучение, радиация Солнца содержит лучи с самой различной длиной волны. Поставьте на пути солнечного луча трехгранную стеклянную призму, и, пройдя через нее, белый луч словно разложится на разноцветную полоску — спектр. В нем и синий, и зеленый, и красный цвета, значит, все они содержались в белом луче. А отличаются эти отдельные цвета друг от друга именно длиной волны.
Но радиация Солнца не ограничивается лучами видимого спектра. С помощью специальных методов можно доказать, что за красными лучами в спектре расположены еще какие-то лучи. Их можно обнаружить, поместив туда термометр. Ртуть в нем поднимается, ее нагрели невидимые лучи, которые называют обычно инфракрасными.
С помощью фотопластинки можно обнаружить наличие невидимых лучей и с другой стороны спектра, за фиолетовым его участком. Эти лучи называют ультрафиолетовыми.
В последние годы открыли, что от Солнца на нашу планету приходят и радиоволны различных частот и даже рентгеновские лучи.
Взвихренная ураганами раскаленных газов, поверхность Солнца выбрасывает в космическое пространство целые тучи крохотных частиц вещества — корпускул. Эти крохотные частицы, приближаясь к Земле, попадают в ее магнитное поле и отбрасываются к полюсам. Там, проникая в верхние слои атмосферы, они рождают пленительную игру трепетных огней полярного сияния.
Из всего состава солнечной радиации до поверхности Земли в различное время (в зависимости от высоты над горизонтом) от нашего дневного светила доходит от 70 до 20 процентов лучистой энергии. Остальная часть задерживается атмосферой.
Особенно сильно задерживаются атмосферой лучи ультрафиолетового участка спектра. На высоте 20–55 километров в атмосфере содержится большое количество озона. Этот слой озона съедает, поглощает ультрафиолетовые лучи почти целиком. Только очень незначительная часть их доходит до поверхности Земли.
Лет 50 назад радиолюбителей поразило одно очень любопытное явление. Когда они работали на коротких радиоволнах, слышимость передачи на сравнительно небольшом расстоянии от передатчика падала, а затем исчезала совершенно. На большем же расстоянии она внезапно возникала и достигала довольно значительной величины. Причины появления зон молчания в течение долгого времени никто объяснить не мог.
А секрет заключался опять-таки в непрозрачности атмосферы. Радиоволны отражались от ее высоких слоев и, подобно зайчику, отраженному зеркалом, падали обратно на Землю. В зоне этого-то радиозайчика и возникала слышимость радиопередачи.
В течение многих уже лет бьются ученые над загадкой космических лучей.
Эти лучи содержат больше энергии, чем все другие известные нам, обладают колоссальной проникающей способностью. Не Солнце является главным источником этих лучей: они падают на нашу Землю со всех сторон со средней интенсивностью, мало зависящей от времени суток и от времени года.
Когда ученые начали исследовать природу этих лучей, они пришли к выводу, что в нижние слои атмосферы проникают собственно не лучи, а ливни осколков атомных ядер, разбитых быстролетящими частицами материи в верхних слоях атмосферы. И в этом случае атмосфера заслоняет нашу Землю от проникновения могучих и таинственных посланцев космоса.
Ну, а что будет, когда космический корабль вылетит за пределы атмосферы и на него обрушатся во всем богатстве своего спектра яростное излучение Солнца, всепронизывающие потоки космических лучей, и другие, может быть, вообще не известные нам излучения, которые целиком «застревают» в нашей атмосфере и о которых мы не знаем ничего? Как эти излучения будут влиять на человеческие организмы? Не вызовут ли потоки космических лучей радиоактивного распада материалов космического корабля?
Ученые делали опыты: поднимали в кабинах стратостатов мышей и кроликов на большую высоту и оставляли их там на продолжительное время. На несколько минут животных поднимали с помощью ракет на высоту свыше 100 км. Но окончательно ответить на вопрос о влиянии солнечной радиации на живые и в частности на человеческие организмы наука еще в настоящее время не может.
Ультрафиолетовые лучи, почти не достигающие поверхности Земли, имеют, однако, огромное физиологическое влияние на живые организмы. Это благодаря их действию кожа загоревшего на солнце человека приобретает золотистый оттенок. Облучение этими лучами в небольших дозах вызывает усиленный рост цыплят и телят; на животноводческих фермах и птицефабриках уже используется это их свойство. Однако в больших количествах эти лучи смертельны. И если бы защищающий слой озона исчез, поверхность Земли превратилась бы в безжизненную пустыню.
Обезопасить пассажиров космического корабля от вредного действия ультрафиолетовых лучей будет не очень трудно: ведь материалов, не пропускающих эти лучи, очень много. В частности, обыкновенное оконное стекло для них почти непрозрачно. Поэтому лампы — излучатели ультрафиолетовых лучей, которые широко применяются в медицине, сельском хозяйстве и в промышленности, делаются не из стекла, а из кварца.
Значительно сложнее будет защититься от действия космических лучей. Однако влияние их на живые организмы и на различные материалы практически почти не изучено. Это — задача ближайшего будущего.
ОТОПЛЕНИЕ СОЛНЦЕМ
А каково будет общее влияние всего потока солнечной радиации? Не произойдет ли с космическим кораблем во время его полета нечто подобное тому, что произошло с Икаром, подлетевшим слишком близко к Солнцу, — не раскалят ли лучи Солнца космический корабль, как жестяную коробку с консервами, брошенную в костер? Не случится ли обратное: холод мирового пространства проникнет сквозь стенки корабля и морозным дыханием своим убьет в нем все живое?
На этот вопрос можно ответить сразу: пассажиры космического корабля смогут в широких пределах обеспечить у себя в помещениях именно ту температуру, которая им больше всего понравится. И заботы об обогреве корабля возьмет на себя как раз наше Солнце. Обогревает же оно нашу Землю — гигантский космический корабль, построенный самой природой.
Положите на солнце блестящую отполированную или покрытую тонким слоем хрома или никеля металлическую пластинку и рядом такую же металлическую, но покрытую черной матовой краской. Через 5
