На кордоні «повітряного океану». (Про життя космічних супутників).
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Час космічних супутників стрімко наростає. Якщо перший з них зробив 1440 оборотів, другий – 2370, то третій, найбільший супутник, зробив 10037 оборотів. Політ супутника відбувається у верхніх, надзвичайно розріджених шарах повітряної оболонки нашої планети, по суті справи, на самому «кордоні» повітряного океану.
Чому ж він не може літати вічно? Тому, що, незважаючи на крайню розрідженість, верхні шари атмосфери є все ж досить щільним середовищем, здатним рано чи пізно загальмувати рух супутника і змусити його увійти в більш щільні шари атмосфери, де він сильно розігрівається і згоряє. Це відомо багатьом. Однак не всі знають, що гальмування супутника вкрай нерівномірно. Якби верхні шари атмосфери володіли незмінними властивостями, то спостерігалося б поступове зменшення періоду його обігу, і супутник, рухаючись по спіралі, з кожним обертом все більш і більш знижуючись, повільно, але цілком закономірно входив би в усе більш щільні шари атмосфери. Однак було відмічено, що часом супутник перестає знижуватися, на траєкторії його руху утворюються своєрідні «горби», а період обертання не тільки не зменшується, але навіть, хоча і дуже незначно, зростає.
Робилися самі різні припущення про причини цього явища до тих пір, поки не зіставили зміни швидкості зменшення періоду обігу супутника з інтенсивністю сонячних спалахів. І що ж виявилося? Виявилося, що гальмування супутника знаходиться в прямій залежності від діяльності Сонця.
Дослідження за допомогою супутників і ракет дозволили вченим вперше безпосередньо виміряти щільність атмосфери на різних висотах. З’ясувалося, що щільність атмосфери аж ніяк не є постійною величиною для даної висоти. Вона змінюється день у день і з місяця в місяць приблизно в 1,5 рази на висоті 200-260 км. і в 3 рази на висоті 700 км.
Це вдалося, зокрема, встановити, спостерігаючи гальмування супутників (яке легко визначити по зменшенню періоду їх обігу). Особливо нестійкою була швидкість зменшення періоду у ракети-носія третього радянського супутника.
Може бути, ракета перекидалася при польоті і завдяки цьому змінювалося її гальмування? Але тоді б значно змінювалась яскравість світіння ракети, а вона практично залишалася незмінною аж до грудня 1958 року, коли ракета увійшла в щільні шари атмосфери і згоріла, (у той час як сам штучний супутник проіснував ще більше півтора років).
Спостереження за гальмуванням супутників і їх ракет-носіїв дозволило зробити ще одне цікаве відкриття: виявляється, що, крім нерегулярних, різких стрибків, у атмосфери проявляється періодичність у змінах щільності (28-денним інтервалом).
Можливо, це пов’язано з місячними припливами? Адже Місяць обертається навколо Землі за 28 днів. Однак період обертання Місяця щодо перигелію супутника, який сам весь час переміщається (через обертання Землі), складає всього лише 22 дні. Як показують американські дослідження НАСА, відкрита періодичність зовсім іншого, швидше за все сонячного походження. Бо Сонце робить один оборот приблизно за 28 днів, точніше за 27 днів на сонячному екваторі і за 28 днів на широті 25 градусів. Від Сонця, подібно струменю води з розпилювача, з величезними швидкостями летять потоки заряджених частинок, і Земля проходить через ці потоки з інтервалами 27-28 днів.
Зіткнення з корпускулами, що летять від Сонця викликають не тільки раніше відому 28-денну періодичність у зміні земного магнітного поля, космічних променів, стану іоносфери і полярних сяйв, але викликають також зміну термодинамічних параметрів повітряної оболонки нашої планети.
Автор: Б. Степанов.