На суше и на море 1966(7)

ЗЕМЛЯ ИЗВНЕ

В школьных учебниках географии принято по традиции приводить доказательства шарообразности Земли. Указывается на форму земной тени во время лунных затмений, вид приближающегося или удаляющегося за горизонт корабля, приводятся ссылки на кругосветные путешествия и многие другие факты, известные человечеству уже многие столетия. Ныне все эти доказательства выглядят безнадежно устаревшими, да и, пожалуй, излишними. Фотографии Земли, полученные с космических высот, сделали шарообразность Земли истиной в буквальном смысле слова очевидной.

Впрочем, вряд ли найдутся теперь люди, нуждающиеся в такого рода доказательствах. Космические фотопортреты Земли рассматривают вовсе не для того, чтобы убедиться в ее шарообразности. На этих снимках Земля впервые предстала нам во всем своем планетарном масштабе, и мы теперь можем достаточно хорошо вообразить, как выглядит извне, из космоса, наша планета.

Ценность такого рода информации весьма велика. Из чисто земных нужд укажем на детальное картографирование земной поверхности, уточнение формы и размеров Земли, наблюдение различных метеорологических и геофизических явлений. Для астронавигации же, то есть ориентировки в будущих космических полетах, очень важно знать, как видна Земля с различных расстояний, какие искажения видимости деталей земной поверхности вносит атмосфера, как в связи с этим наиболее уверенно отождествлять наблюдаемые объекты с деталями географической карты. Есть, конечно, и много иных вопросов, решению которых помогают планетарные фотографии Земли. Мы расскажем не только о том, как выглядит она на этих портретах, но и с таких расстояний, до которых еще не добирались земные космонавты.

Земля с космических высот

На высоте около двухсот километров над земной поверхностью фон неба становится настолько темным, что свет Солнца сосуществует со звездным, и трудно решить, как назвать эту необычную картину — солнечной ночью или звездным днем. Так как полеты космических кораблей и спутников происходят выше указанной границы, то эти полеты по праву называют космическими. Как же выглядит Земля с таких высот?

Рассмотрим прежде всего фотографии Земли, полученные в 1960 году с американского спутника «Тирос-I». Эти снимки тщательно проанализированы, и полученные результаты опубликованы в печати *.

Фотографирование Земли производилось с высоты около 720 километров, и широкоугольная фотокамера охватывала огромную часть земной поверхности размером 1300x1300 километров. При наилучших условиях съемки на полученных изображениях можно различить детали с поперечником около 3 километров. Всего было сделано около 20 тысяч снимков, на которых запечатлена значительная доля земной поверхности.

Первое впечатление от этих фотографий — разительное отличие их от знакомых с детства географических карт и глобусов. Атмосфера так сильно маскирует детали земной поверхности, что отыскать на ней знакомые очертания очень нелегко. Облачность, которая обычно занимает почти половину земной атмосферы, заслоняет от внешнего наблюдателя и материки и океаны. Лишь сквозь прорывы облачного слоя видны куски поверхности, и надо знать ориентацию фотокамеры, чтобы уверенно определить, какой именно кусок суши удалось сфотографировать.

Зато метеорологические явления представлены в высшей степени наглядно. То, что с поверхности Земли мы всегда воспринимаем по частям, здесь видно в целом. Таковы, например, великолепные вихри, своеобразные воздушные водовороты, диаметры которых нередко превышают полторы тысячи километров. Структура циклонов, их распространение,— короче, все те явления, которые мы объединяем словом «погода», с космических высот наблюдать исключительно удобно. В этом огромное значение искусственных спутников Земли для современной метеорологии.

Не следует думать, что плохая видимость земной поверхности вызвана лишь облачностью. Если бы атмосфера Земли была совершенно прозрачной, без единого облачка, то и тогда космические фотографии Земли сильно отличались бы от географических карт. Причину этого понять нетрудно.

* См., например, сборник «Планеты и спутники». ИЛ, 1963, гл. I.

Ведь когда изготовляют географический глобус, художники стараются выбрать для суши и океанов такие краски, которые резко, контрастно отличаются друг от друга.

Природа же, конечно, менее всего заботится об этом. Там, где желтовато-оранжевая пустыня подходит прямо к морю (например, в Тунисе и Ливии), береговая линия видна четко, совсем как на глобусе. Зато берега, покрытые густой растительностью, по цвету и отражательной способности почти неотличимы от моря. Во всяком случае с космических высот береговую линию проследить в таких районах почти невозможно. Поэтому и очертания суши изменяются до неузнаваемости.

Иногда плотные белые облака неопытный наблюдатель может спутать с участками, покрытыми снегом. Зато если атмосфера безоблачна, заснеженные горные цепи выглядят на окружающем зеленом фоне альпийских лугов очень эффектно.

Видимость отдельных деталей сильно зависит от угла падения на них солнечных лучей. Поэтому не только в разные часы суток, но и при различных положениях космического корабля на орбите один и тот же район Земли нередко имеет неодинаковый вид.

Обратимся теперь к некоторым интересным подробностям. Посмотрите на фотографию. На ней отлично видны северо-восточная Африка, Синайский полуостров, часть Красного моря. Одна из самых любопытных деталей на этом снимке — долина Нила. На фотографии виден, конечно, не сам Нил, а растительность, покрывающая долину, в которой течет величайшая из африканских рек. Контрастное сочетание зеленой нильской долины с желтизной окружающей пустыни позволит особенно наглядно представить себе, как выглядят земные реки из космоса. Кстати, они совсем не похожи на марсианские каналы, аналоги которых нельзя найти ни на одном космическом фотопортрете Земли.

А вот еще одна очень интересная деталь. На фото видно отмеченное стрелкой отражение Солнца в водах Атлантического океана. Этот солнечный блик не всегда одинаков — в штормовую погоду он размазывается, блекнет, наоборот, в штиль океан отражает Солнце подобно исполинскому выпуклому зеркалу. Примечательна полоска облаков в нижней части снимка. Она тянется вдоль Гольфстрима, отмечая в атмосфере направление этого теплого океанского течения.

Ни цветные, ни тем более черно-белые снимки не могут передать то богатство красок, тонов, которые наблюдали космонавты во время полетов. При всей своей сдержанности эти отважные люди не могли удержаться от восторженных слов. Вот, например, что писал Юрий Гагарин, впервые увидевший эту величественную, незабываемую картину: «Когда я смотрел на горизонт, то видел резкий, контрастный переход от светлой поверхности Земли к совершенно черному небу. Земля радовала сочной палитрой красок. Она окружена ореолом нежно-голубоватого цвета. Затем эта полоса постепенно темнеет, становится бирюзовой, синей, фиолетовой и переходит в угольно-черный цвет. Этот переход очень красив и радует глаз...

...В 9 часов 51 минуту была включена автоматическая система ориентации. После выхода «Востока» из тени она осуществила поиск и ориентацию корабля на Солнце. Лучи его просвечивали через земную атмосферу, горизонт стал ярко-оранжевым, постепенно переходящим во все цвета радуги: к голубому, синему, фиолетовому, черному. Неописуемая цветовая гамма! Как на полотнах художника Николая Рериха!» *

В некоторой степени представление об этих красотах космоса дают великолепные цветные фотографии, сделанные космонавтом номер два Германом Титовым, и картины, выполненные художником-космонавтом Алексеем Леоновым.

Видны ли следы человеческой деятельности на поверхности Земли с космических высот? Может ли воображаемый наблюдатель из космоса убедиться в том, что Земля обитаема, что на нашей планете существует высокоразвитая цивилизация?

С высоты в несколько сот километров даже невооруженным глазом хорошо видны крупные города. Днем они окутаны дымкой, а ночью кажутся пятнами золотистой светящейся пыли. Обращают на себя внимание четырехугольники обширных колхозных полей, некоторые геометрически правильные лесные насаждения. Другие произведения человеческих рук, например искусственные каналы, крупные водохранилища, кажутся, как правило, вполне естественными образованиями. Что же касается технических сооружений (больших мостов, шоссе, железных дорог и т. п.), то они обычно хорошо видны лишь с помощью оптических приборов (хотя бы сильных биноклей). В целом же, если не говорить о деталях, уже с высоты в несколько сот километров, то есть по существу вблизи земной поверхности, на нашей планете не заметно явных следов высокоразвитой цивилизации.

В июле 1965 года на пресс-конференции в Вашингтоне, посвященной итогам полета «Маринер-IV» к Марсу, был задан вопрос: «Исключают ли полученные данные возможность существования на Марсе разумной жизни?» На это В. Пиккеринг, один из руководителей полета, дал весьма интересный ответ: «Если просмотреть фотографии Земли, полученные спутниками системы «Тирос» с высоты пятьсот миль и в том же масштабе, что и «марсианские» (мельчайшие детали — 3 километра), то окажется, что из всех тысяч фотографий Земли только на одной видны следы разумной деятельности человека. А ведь мы получили только 20 фотографий Марса».

* Ю. Гагарин. Дорога в Космос. М., 1961.

Интересно отметить, что в последнее время выявились факты необычайной остроты зрения в состоянии невесомости.

По сообщению американского космонавта Г. Купера, с высоты в несколько сот километров он ясно видел трубы на домах. Позже это подтвердил Э. Уайт, который с таких же высот ясно различал дороги, волны от моторных лодок и вереницы огней на улицах больших городов.

Сейчас физиологи пытаются объяснить эту удивительную особенность зрения. Глаз, по-видимому, легко различает то, что не видно даже на самых лучших фотографиях.

На небе Луны

Мрачная, изъеденная кратерами лунная поверхность. Черное звездное небо, а на нем — знакомый с детских лет, свободно висящий в пространстве земной глобус. Так обычно изображают в популярных астрономических книгах вид Земли с нашего естественного спутника. Теперь мы можем в полной мере оценить наивность таких рисунков. Маскирующее влияние земной атмосферы для лунного наблюдателя будет не меньшим, чем для первых космонавтов. Какой же в целом вид имеет Земля с Луны?

Видимо, наша планета с Луны выглядит голубоватым диском, в 14 раз большим, чем полная Луна. Земля будет менять фазы, и во время «полноземелия» наша планета в 40 раз сильнее освещает лунную поверхность, чем полная Луна земную. При таком освещении без всякого напряжения можно читать даже мелкий шрифт.

Кстати, в высокой эффективности нашей Земли как небесного светила мы убеждаемся, наблюдая так называемый пепельный свет Луны. Это — свечение не освещенной Солнцем части лунной поверхности. Оно особенно заметно, когда Луна кажется серпом, — в это время слабо светится и остальная часть лунного диска.

Любопытно, что, когда к Луне обращен Тихий океан, пепельный свет приобретает голубоватый оттенок. Наоборот, когда к Луне обращены Евразия и Африка, он становится желтоватым.

Уже из этих общедоступных наблюдений можно сделать вывод, что на диске Земли лунный наблюдатель мог бы рассмотреть некоторые подробности. Общий голубоватый колорит Земли вызван атмосферой, рассеивающей преимущественно коротковолновое излучение. Голубой цвет чистого дневного неба и голубая (в целом) окраска нашей Земли как планеты имеют одинаковое происхождение.

С Луны на земном диске легко различимы крупные облачные системы, постоянно закрывающие примерно половину земной поверхности. Другая половина, доступная наблюдению, по изложенным выше причинам, будет иметь весьма отдаленное сходство с изображениями на географических картах.

Самой заметной, бросающейся в глаза деталью нашей планеты окажется блик Солнца, отраженный в земных океанах. Можно подсчитать, что яркость одного этого блика равна свету полной Луны на земном небе. Снова оговоримся, что в штормовую погоду блик Солнца тускнеет и размазывается. Значит, с Луны нетрудно узнать, свирепствуют ли бури в каком-нибудь земном океане.

У полюсов Земли облачный покров сливается с полярными снегами, и лунному наблюдателю нелегко будет различить одно от другого. Экваториальные зоны Земли — область тропических ливней — также почти всегда закрыты облаками. Циклоны покажутся лунному наблюдателю сгустками облаков, а области антициклонов — темными просветами в земной атмосфере. Что-что, а атмосферную циркуляцию и всевозможые крупномасштабные метеорологические явления наблюдать с Луны очень удобно.

Интересная подробность: к краям земного диска, где луч зрения проходит сквозь большую толщу атмосферы, детали тускнеют, размываются, и различить их становится труднее, чем в центре диска. Вообще края Земли должны выглядеть белесыми, а в центральных областях диска краски гораздо богаче.

Очертания материков должны выглядеть неясно, тонуть в голубом сиянии земной атмосферы. Береговая линия вовсе неразличима не только там, где растительность подходит к воде, но и где материк и океан покрыты льдом (например, в Арктике). В общем лунному наблюдателю реальная Земля будет мало напоминать школьный глобус.

Длительные наблюдения Земли обнаружат регулярные сезонные изменения на ее поверхности. Осенне-зимнее наступление полярных снегов, расширение снегового покрова почти до сороковой параллели каждого полушария, а затем таяние снегов и оживление растительности — все это с Луны видно отлично.

Гораздо труднее убедиться в том, что Земля обитаема. Невооруженный глаз здесь бессилен. Только телескопические, и притом длительные, наблюдения открыли бы странные, дымящие днем и слабо светящиеся ночью пятна. Но и в этом случае нужен серьезный анализ, чтобы установить, что это населенные пункты землян. Другие же следы человеческой деятельности даже в лучшие телескопы либо вовсе не видны, либо имеют естественный вид.

Приходится признать, что человечество пока не создало таких сооружений, которые для наблюдателя из космического пространства неоспоримо свидетельствовали бы о существовании на Земле высокоразвитой цивилизации.

Двойная планета

Попробуем теперь наглядно представить себе, как выглядит Земля с других планет Солнечной системы.

Изумительное зрелище открылось бы нам с Венеры, точнее, с границ ее облачной и потому почти непрозрачной атмосферы. В периоды, когда Венера находится между Землей и Солнцем, на ее небе сияет необычайно красивая и очень яркая двойная звезда. Одна из них ослепительно голубая, другая ярко-оранжевая.

Почти месяц требуется желтой звезде, чтобы завершить свой оборот вокруг голубой звезды. Так выглядят Земля и Луна на небе Венеры. Для невооруженного глаза оба тела — яркие звезды и только. В телескоп можно было бы увидеть не только фазы Земли и Луны, но и некоторые детали их поверхности. Однако даже в самые мощные телескопы с Венеры можно разглядеть на Земле предметы не меньше 25—30 километров в поперечнике. Значит, никаких признаков земной цивилизации обнаружить нельзя, но зато такие естественные явления, как таяние полярных снегов, сезонные изменения земной растительности и облака в земной атмосфере, наблюдались бы очень отчетливо.

С Меркурия двойная планета Земля—Луна кажется втрое менее яркой, чем с Венеры. С Марса наша планета представляется вечерней и утренней звездой, причем на марсианском небе она выглядит менее яркой, чем Венера на земном. По блеску Земля на небе Марса примерно такова, как Юпитер на земном небе. Наблюдать Землю с Марса несколько хуже, чем с Венеры,— на фоне утренних и вечерних зорь наша двойная планета не столь эффектна, как на черном ночном небе Венеры. Марс чуть дальше Венеры — кратчайшие расстояния до этих планет соответственно равны 56 и 47 миллионам километров. Естественно поэтому, что с Марса на Земле удастся рассмотреть детали не менее 40 километров в поперечнике. Разумеется, и с Марса убедиться с помощью оптических средств в существовании человечества столь же трудно, как и с Венеры.

Есть, правда, одно земное явление, которое могло бы марсианам показаться странным, загадочным, имеющим, быть может, искусственное происхождение. Дело в том, что за последние десятилетия благодаря бурному прогрессу радиотехники на Земле действуют тысячи телевизионных передатчиков. Из-за этого Земля стала мощным источником радиоизлучения в метровом диапазоне. Анализируя это явление, заметив, в частности, что радиоволны исходят только от некоторых земных материков, воображаемые марсиане могли бы сделать вывод о существовании на Земле искусственных радиопередатчиков. Вот, пожалуй, единственный «космический след» человечества, изменивший свойства Земли как планеты. С далеких планет Солнечной системы Земля видна очень плохо. Даже с Юпитера она кажется звездочкой, в шесть раз менее яркой, чем самые слабые из доступных невооруженному глазу звезд. Только в телескоп, да и то с трудом, удается рассмотреть Землю в периоды ее наибольших удалений от Солнца. С Плутона же обнаружить существование Земли с помощью современных оптических средств было бы практически просто невозможно.

Существует ли Земля?

Этот вопрос, который, разумеется, не может возникнуть у нас, может быть, интересует разумных обитателей других планетных систем. Конечно, они поставили бы его в несколько иной форме: есть ли планеты вокруг той обычной желтой звездочки средних размеров, которую мы, земляне, называем Солнцем?

Представляются три возможных пути решения этой проблемы. Во-первых, наблюдая движение Солнца в пространстве, жители ближайших к нам планетных систем заметят, что какие-то невидимые спутники отклоняют Солнце с его почти прямолинейного пути. Если учесть только главные периодические отклонения Солнца, получится, что вокруг нашего светила с периодом обращения около 59 лет движется планета, масса которой почти равна сумме масс Юпитера и Сатурна. Неправда ли, неожиданный и, как мы знаем, неверный вывод? Объясняется он достаточно просто. Каждые 59 лет крупнейшие планеты Солнечной системы Юпитер и Сатурн располагаются по одну сторону от Солнца. Их объединенные усилия вызывают максимальные отклонения Солнца от прямолинейного пути. Как видите, изложенный динамический метод настолько груб, что он не учитывает влияния отдельных планет, а лишь суммарное действие крупнейших из них. Что же касается крошечной в космических масштабах Земли, то ее влияние на движение Солнца так ничтожно, что динамический метод, по-видимому, не дает возможности обнаружить существование нашей планеты.

Другой метод можно назвать астрофизическим. Судя по всему, звезды, обладающие планетными системами, сравнительно холодны и, главное, медленно вращаются вокруг своих осей. Скорость же осевого вращения звезды можно определить, наблюдая расширение линий в ее спектре. По-видимому, с этой точки зрения Солнце заслуживает внимания как желтая негорячая звезда, очень медленно (период — почти месяц) вращающаяся вокруг собственной оси. Однако, увы, и на этот раз внеземные наблюдатели не смогут выяснить, ни сколько планет, ни какие именно входят в Солнечную систему.

Остается оптический метод, то есть прямое телескопическое наблюдение Солнечной системы; как уже указывалось, при современном состоянии оптики Землю невозможно рассмотреть даже с границ Солнечной системы. Правда, в последнее время предложены интересные проекты для наблюдения планетных систем ближайших звезд. Рекомендуют в фокальной плоскости телескопа поместить специальную диафрагму, нечто вроде экрана, ослабляющего свет звезды. Тогда, создав такое «звездное затемнение», можно будет при помощи фотоумножителей попробовать обнаружить рядом со звездой ее еле сияющие отраженным светом планеты. Расчеты показывают, что этим методом можно, пожалуй, было бы обнаружить Юпитер с ближайшей из звезд — Альфы Центавры.

Трудно сказать, рассматривает ли подобным образом кто-нибудь из обитателей других планетных систем окрестности нашего Солнца. С позиций современного состояния земной астрономической техники естественнее думать, что Земля с других звезд просто неразличима. Впрочем, технические возможности других космических цивилизаций нам неизвестны, и, как знать, быть может, уже давно наша планетная система служит предметом чьего-то пристального внимания. Как бы там ни было, для нас наша скромная планета навсегда останется самым родным телом Вселенной.

Застывшее каменное море

Облачный покров Земли

Средиземноморское побережье Северной Африки (Тунис и Ливия)

Средний Восток. Область Синайского полуострова, Красного моря .и долины Нила

Область залива Сан-Франциско и район Лос-Анжелеса