Видимость за пределами атмосферы

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Любуясь яркими красками вечернего неба, красотой и величием окружающей нас природы, мы не задумываемся над тем, что это неразрывно связано с легкой газовой оболочкой Земли — ее атмосферой. А между тем совсем иная картина открылась бы перед нами, если бы не светорассеивающая среда. В пейзаже преобладали бы контрасты между ослепительной яркостью Солнца и непроницаемой темнотой самого космического пространства.

Такие космические пейзажи уже неоднократно описывались в художественной и научной литературе. Но ни одна картина, предвосхищенная учеными или нарисованная воображением писателя, не может быть столь живой и яркой, как та, которая возникает при непосредственном эмоциональном восприятии. Именно поэтому рассказы космонавтов, побывавших на орбите волнуют больше, чем любая фантастическая картина. Нам понятен возглас первого космонавта Гагарина увидевшего в иллюминатор Землю и космическое пространство: «Красота то какая!»

В рассказах космонавтов много интересного и неожиданного. Замечательное видение Земли с огромной, трехсот километровой высоты; краски, непривычные для земных пейзажей; резкая смена картин природы в зависимости от положения космического корабля относительно Солнца и Земли — все это, увиденное человеком в космическом полете, может найти определенное научное объяснение.

ГЛАЗ И СОЛНЦЕ

Солнце, как образно говорил Гете, создало глаз. Появление глаза знаменовало замечательный скачок в процессе эволюции животного мира. Живые организмы могли теперь лучше приспособиться к различным условиям жизни, проще ориентироваться в пространстве и легче находить себе пищу. Глаз же человека — это окно, через которое в головной мозг поступает богатая информация об окружающем мире.

Все живые обитатели на нашей планете приспособлены к определенному световому режиму. Одни требуют больше света, другие — меньше. Но у каждого орган зрения защищен от прямого попадания солнечного света. У человека глаза заключены в глазницу (как и у большинства высших животных). В природе редки живые организмы, у которых глаза были бы, скажем, на макушке, то есть встречали прямой солнечный свет. Лишь золотая рыбка «небесное око», выведенная в Китае, имеет глаза, устремленные вверх. Но ведь она создана в искусственных условиях и к тому же защищена от прямого воздействия солнечного луча слоем воды.

Человек обратил лицо к Солнцу. Но долго ли может он на него смотреть? Оказывается, всего несколько десятков секунд. Менее одной минуты достаточно для того, чтобы при взгляде на Солнце повредить глаз. Но так долго ему и не придется смотреть на светило. Ибо в действие, помимо воли человека, вступает специальный физиологический механизм, предохраняющий глаз: на свету резко суживается зрачок, непроизвольно смыкаются веки. Если бы не такая реакция организма, то в результате действия видимых и инфракрасных лучей солнечного спектра глаз быстро бы оказался поврежденным.

Каков же механизм опасного влияния Солнца на глаз? Многим приходилось наблюдать, как в яркий солнечный день мальчики с увлечением выжигают на дереве различные изображения, фокусируя тоненький лучок солнечного света линзой. Хрусталик нашего глаза представляет собой своеобразную линзу, которая фокусирует свет на сетчатку глаза.

След, оставляемый лучом на сетчатой оболочке глаза, может привести к омертвению нервных клеток. Это происходит из-за резкого повышения температуры. Тканевая жидкость «взрывообразно» закипает, что, по мнению некоторых ученых, и является непосредственной причиной нарушения тканевых структур глаза. Так, известен случай повреждения глаза у астронома Риттера, неосторожно наблюдавшего солнечное затмение через плохо закопченное стекло, Выпавшее поле зрения по своей форме соответствовало солнечному диску во время затмения.

ЗА ПРЕДЕЛАМИ АТМОСФЕРЫ

Это на Земле. А за пределами земной атмосферы опасность повреждения глаза возрастает, так как усиливается действие солнечного излучения, не рассеиваемого атмосферой. На Земле его интенсивность в зените приблизительно на 50 процентов меньше, чем в космическом пространстве вблизи нашей планеты. Атмосфера Земли почти полностью задерживает наиболее вредные для глаза ультрафиолетовые лучи.

В космосе Солнце предстает перед взором космонавта как блестящий, окруженный темнотой диск. Если астронавт, приспособившийся к темноте космического пространства, посмотрит на яркое Солнце, он может ослепнуть.

Вероятность повреждения незащищенного глаза возрастает еще и потому, что при переводе взора от темного пространства к Солнцу расширенный зрачок не успевает сузиться, и обычный естественный защитный механизм окажется ослабленным. Для ожога сетчатой оболочки глаза в космическом полете в районе Земли достаточно воздействия прямого солнечного света в течение очень короткого времени, всего лишь доли секунды.

Опасность солнечной радиации для глаза в космическом полете будет зависеть от орбиты полета корабля. Если космонавт направится к планетам, удаленным на большие расстояния от Солнца, чем Земля, например, в район Марса, Юпитера, Плутона, то опасность солнечного ожога уменьшится. В то же время при полете к планетам, расположенным к Солнцу ближе Земли (Венера, Меркурий), где радиация значительно больше, время безопасного наблюдения Солнца должно уменьшаться.

Однако известный астробиолог Стругхольд и астроном Риттер считают, что это рассуждение не совсем справедливо. По их теоретическим расчетам, величина ожога будет изменяться обратно пропорционально расстоянию от Солнца, время же, в течение которого можно будет наблюдать за светилом, останется тем же самым.

В настоящее время еще трудно сказать, при каком удалении от Солнца оно перестанет повреждать сетчатую оболочку при непосредственном наблюдении. Кстати, повреждение глаза может быть обусловлено солнечной радиацией не только во время полета, но и при высадке на тела, лишенные атмосферы, например, на Луну. Там условия видимости близки к тем, которые могут быть во время космического полета в околоземном пространстве.

Авторы: В. Борисов, О. Георгиев.