Земля – космос – Луна - Самарий Наумович Минчин
Исследование живого в космосе позволит пролить свет на одну из основных проблем биологии – проблему происхождения жизни; появится возможность установить: может ли жизнь сохраняться на мелких телах в космическом пространстве и привноситься на планетные тела или это исключено и жизнь зарождается обязательно на планете при подходящих условиях?
Есть целая серия биологических проблем, связанных с взаимодействием организма с окружающей средой, которые не могут быть изучены в наземных условиях и могут быть успешно решены на Луне. (Само понятие внешней среды в настоящее время включает в себя уже весь окружающий мир, который нельзя ограничивать рамками даже Солнечной системы.)
К таким проблемам относятся: приспособляемость организма и его наследственность в зависимости от различной интенсивности магнитного поля, радиационного воздействия, активности солнечного излучения, пониженной силы тяжести, изменения светового и теплового режимов, а также неизвестных пока нам факторов космического характера; все эти виды воздействия могут быть изучены в лунных оранжереях и специальных помещениях для животных.
Решение хотя бы части этих вопросов не только позволит понять основы биологических условий, необходимых для жизнедеятельности человека во внеземной обстановке, но и приведет к важным практическим шагам, направленным на положительные изменения в организмах, находящихся на Земле. Кроме того, это позволит повысить эффективность животноводства, сельского хозяйства, производственных процессов, связанных с микроорганизмами и другими биологическими участниками.
Как и всякая другая наука, биология в результате научных исследований, проводимых на Луне, может получить неожиданные научные сюрпризы, которые часто оказываются гораздо интереснее, чем запланированные направления работ.
СЛУЖБЫ СОЛНЦА И ЗЕМЛИ НА ЛУННЫХ БАЗАХ
Рассмотрим некоторые прикладные вопросы, связанные с возможностью наблюдений солнечных и земных явлений с поверхности Луны и с ее спутников-лабораторий.
Рис. 9. Скорость распространения солнечного ветра в пространстве в зависимости от температуры короны (дана в градусах шкалы Кельвина над каждой кривой) и расстояния от Солнца
Общеизвестна роль Солнца для жизни на нашей планете: Солнце является источником заряженных частиц и колоссального количества энергии во всем диапазоне электромагнитного излучения (включая свет и тепло); кроме того, оно своим могучим притяжением удерживает небесные тела своей системы на определенных орбитах.
По современным данным, на протяжении истекшего миллиарда лет интенсивность солнечного лучистого потока заметно не изменялась. Однако известно некоторое непостоянство его излучения: одиннадцатилетний период изменения его активности в небольших пределах, непериодические вспышки различного масштаба и вариации корпускулярных потоков солнечной короны. Эти потоки представляют собой ионизированный газ (плазму), состоящий в основном из протонов (наблюдается до 8 процентов альфа-частиц).
Область распространения солнечной плазмы простирается до внешних границ нашей планетной системы, образуя так называемый солнечный ветер, распространяющийся с большой скоростью (рис. 9).
Действие солнечного излучения сказывается в какой-то мере как на физико-химических процессах в атмосфере, так и на физических и биологических явлениях на поверхности Земли. Не все стороны этого воздействия – хотя бы в малой степени – известны в настоящее время, только сейчас ими начинают заниматься более или менее серьезно. Относительно больше изучено влияние тепловой и световой части солнечного излучения; однако понимание комплексного воздействия различных факторов в нашей атмосфере и возникающих при этом сложных процессов – еще далеко от желаемого.
Выявлена вполне определенная зависимость некоторых заболеваний и эпидемий от одиннадцатилетнего периода солнечной активности и непериодических ее изменений. Отмечен усиленный рост деревьев при максимальной солнечной активности (годовые кольца примерно вдвое шире через каждые 11 лет). Обнаружено некоторое влияние на организм человека магнитных полей и ряда других физических параметров. Даже землетрясения и движение полюсов Земли связаны с солнечной активностью.
В качестве одного из примеров солнечно-земных связей на рис. 10 приведен совмещенный график солнечной активности и частоты появления полярных сияний.
Предстоит выяснить степень участия солнечного излучения во всех упомянутых процессах и понять, результатом чего они являются: непосредственного воздействия электромагнитного и корпускулярного излучений или вторичных явлений – например, ионизации воздуха, изменения погоды, магнитных полей и т. д.
Чрезвычайно интересные данные по солнечному радиоизлучению были получены с помощью искусственного спутника Луны – «Луна-12». Дважды удалось замерить радиоизлучение источника, возникшего на Солнце и удалившегося от него в одном случае на 32 радиуса Солнца и в другом – на расстояние около 200 солнечных радиусов, т. е. почти к орбите Земли. При этом использовался эффект отличия во времени захода спутника в оптическую тень (нет прямой видимости Солнца) и радиозахода – когда прекращалась регистрация радиоизлучения.
Точная регистрация интенсивности компонент солнечного излучения, подходящего/ к радиационным поясам Земли и высшим слоям ее атмосферы, может быть произведена лишь с лунных обсерваторий службы деятельности Солнца и с искусственных спутников нашей планеты, что наряду с материалами наземных наблюдений поможет решить проблему взаимосвязи излучений нашего дневного светила и физико-биологических явлений на Земле. В частности, тепловой поток, идущий от Солнца к Земле (так называемая «солнечная постоянная»), сможет быть измерен на Луне с точностью ±0,2 процента аппаратурой, уже имеющейся в настоящее время.
Рис. 10. Связь между солнечной активностью и частотой полярных сияний (пунктир) на Земле
Особый интерес представляют солнечные вспышки, которые пока что мы, к сожалению, далеко не все фиксируем и недостаточно отчетливо связываем с определенными процессами на Солнце; систематические исследования с поверхности Луны дадут соответствующие уточненные данные и в значительной мере восполнят этот существенный пробел.
Солнечные вспышки возникают в очень ограниченном участке хромосферы Солнца, сопровождаются быстрыми изменениями магнитного поля и локальным повышением температуры до нескольких миллионов градусов; длительность вспышек составляет обычно несколько минут, но в отдельных случаях может доходить до нескольких часов. При этом интенсивность опасной для человека радиации может возрасти (вне атмосферы) в сотни раз. Энергия, выделяемая при солнечных вспышках в форме излучений и корпускулярных потоков, равна эквивалентной энергии нескольких тысяч водородных бомб.
В связи с тем, что многие крупные солнечные вспышки (происходящие несколько раз в год) представляют опасность для здоровья и жизни космонавтов при полете в космическом пространстве без специальной весьма сложной радиационной защиты, необходимо уметь прогнозировать появление вспышек на достаточно длительный период (в пределах от нескольких дней до нескольких недель).
К сожалению, в настоящее время известны лишь некоторые признаки, говорящие о возможности скорою появления опасных солнечных вспышек, – повышенный уровень радиоизлучения Солнца, большие группы солнечных пятен с многополюсным магнитным полем и большие градиенты магнитного поля в солнечных пятнах. Уверенное предсказание интенсивности и времени появления солнечных вспышек
