«Притяжение космоса»

Глава 1. Машина времени

Калужский проект Королева

Крупнейший в Советском Союзе музей космической мысли и межпланетных средств сообщения открыли в 1967 году не в столице, а в Калуге. Это стало возможным благодаря принципиальности генерального конструктора Сергея Павловича Королева, считавшего, что музей должен стоять в городе, где жил и работал Циолковский. Он же начал присылать первые космические экспонаты задолго до официального открытия музея, которое состоялось в 1967 году. А начали его строить в 1961 году, в год первого полета человека на орбиту, и первый камень в его фундамент заложил сам космонавт № 1 — Юрий Алексеевич Гагарин.

Музей является не только памятником началу космической эры человечества. Это памятник основоположнику космонавтики К. Э. Циолковскому, а также русскому космизму — всем тем ученым, конструкторам и космонавтам, которые теперь уже вошли в историю как пионеры завоевания околоземного пространства.

Оригинальна архитектура этого дворца. Белостенное здание, увенчанное серебристым куполом, соединило в себе три основных строительных материала того времени — бетон, алюминий, стекло.

Архитекторы и проектировщики здания — В. Бархин, Е. Киреев, В. Строгий, Н. Орлова, К. Фомин — были отмечены в 1968 году Государственной премией РСФСР.

Внутреннее оформление музея, старательно подобранные экспонаты делают его уникальным учреждением, где в потоке истории развития науки и техники представлен процесс зарождения и развития средств для преодоления земного притяжения и освоения космического пространства. Уникальное оборудование, первые космические аппараты, ставшие ценными реликвиями, документы, фотографии и чертежи раскрывают историю воздухоплавания, авиации, ракетно-космической техники. Среди экспонатов можно увидеть одежду звездных героев и их космическую пищу, прогуляться вокруг настоящей ракеты и побывать на уроке астрономии.

Экскурсия по музею истории космонавтики начинается с Вводного зала. Главный его экспонат — подвешенный под потолком серебристый шар с 4-мя отходящими от него гибкими стержнями антенн. Его сразу узнают все посетители. «Спутник, первый спутник!» — И люди с ностальгической гордостью вспоминают те дни октября 1957 года, когда запуском первого искусственного спутника Земли наша Родина положила начало космической эре.

Спутник, хранящийся в Государственном музее истории космонавтики имени К. Э. Циолковского, особенный. Это не копия, а дублер того знаменитого "шарика", который был выведен на космическую орбиту. С помощью первого искусственного спутника были исследованы верхние слои атмосферы (измерена плотность по изменению орбиты), получены данные по распространению радиосигналов в ионосфере. 26 дней посылал он людям свое оптимистическое «бип-бип».

Дублеру досталась иная роль. Коллектив предприятия, которым руководил С. П. Королев, в знак признания выдающейся роли К. Э. Циолковского — основоположника теоретической космонавтики, передал аппарат в дар калужанам.

Огромная, площадью в 180 квадратных метров стена вводного зала украшена мозаичным панно (художник Андрей Васнецов). Четверть миллиона кусочков разноцветной смальты составляют это яркое произведение, тема которого: «Советский народ — покоритель космоса». Центральную часть панно занимают фигуры конструктора, космонавта и рабочего, олицетворяющие мысль, мужество и труд, без сочетания которых невозможен был бы штурм Вселенной. Изображены здесь также монтажники, сборщики, математики, астрономы, физики — все те, чьим напряженным и вдохновенным трудом было положено начало космической эры в истории человечества. 

На панно начертаны слова К. Э. Циолковского: «Только люди, люди труда и крепкой воли создают новую жизнь. Я всю жизнь рвусь к новым победам и достижениям. Вот почему только большевики меня понимают».

Прогулки в космосе

За двойными, плотно закрывающимися дверями планетария совершается чудо.

Медленно гаснет свет, и очертания круглого зала исчезают во тьме. Возвышающийся в центре аппарат, угловато-коленчатый, похожий на огромного кузнечика, становится невидимым. Посетители притихли, слушая лектора, который рассказывает о знаменитом итальянском астрономе Джованни Скиапарелли, открывшем "каналы" на Марсе. Прежде чем прильнуть к окуляру телескопа, Скиапарелли несколько часов провел в полной темноте, чтобы сетчатка глаз стала чувствительной к самому ничтожному свету.

Можно ли изобразить ночное небо, когда ни единое облачко не закрывает рисунка созвездий, когда воздух прозрачен и небесная сфера поражает бесконечной глубиной?

Вступает музыка. Купол над головой вдруг покрывается бесчисленной россыпью звезд. Зал становится огромным и как будто наполняется ночной прохладой. Восторженные возгласы зрителей — лучшее подтверждение тому, насколько правдоподобно и впечатляюще выглядит звездное небо на сравнительно небольшом куполе планетария.

Нечасто приходится современному горожанину любоваться звездами. Лишь в планетарии можно увидеть все созвездия не только нашего северного полушария, но и южного. Сидя в затемненном зале, посетители совершают увлекательные прогулки среди планет и звезд в открытом космосе. А лектор планетария, управляя аппаратом и различными световыми эффектами, становится капитаном воображаемого звездолета.

Аппарат «Планетарий» представляет собой довольно сложное электромеханическое устройство, состоящее из большого числа вращающихся с различными скоростями и в разных плоскостях проекторов, дающих изображения небесных светил. Его можно сравнить с гимнастом на перекладине. Вращение "гимнаста" вокруг горизонтали — это широтное движение аппарата, с помощью которого посетители могут совершать путешествия на Северный полюс и на Южный, на экватор и на любую желаемую широту земного шара. Но "гимнаст", вращаясь вокруг перекладины, еще может крутиться и вокруг собственной оси. Это суточное движение аппарата, благодаря которому можно показать, как от востока к западу движется днем Солнце и как перемещаются по ночному небу Луна, планеты, созвездия.

И еще одно движение присуще аппарату «Планетарий» — прецессионное. Именно прецессия (конусообразное движение земной оси) дает ему право быть названным машиной времени.

Изменяя положение Солнца на эклиптике (траектория видимого движения Солнца среди звезд), лектор может показать ночное небо, каким оно бывает в любое время года. Вводя прецессионное движение, он может показывать звездное небо будущих или прошедших столетий и тысячелетий.

Известно, что Земля, подобно волчку, вращается вокруг своей оси. Если вертящийся волчок слегка подтолкнуть, то его ось начнет описывать конус. Именно так вращается земная ось вследствие того, что ее диаметр по экватору больше расстояния между полюсами. Силой, "подталкивающей" земной шар-волчок, является притяжение Солнца. Полный оборот ось Земли совершает за 26 тысяч лет. Прецессия земной оси является причиной того, что картина звездного неба с течением времени изменяется.

Итак, с помощью прецессионного движения аппарата «Планетарий» можно как бы повернуть время вспять и показать в зале расположение звезд в том виде, в каком видели их, например, древние шумеры. Что же знали о небе и его светилах эти люди, жившие в междуречье Тигра и Ефрата четыре тысячелетия назад?

Земледельцы и скотоводы

Как показала расшифровка древних клинописных текстов на глиняных табличках, знали шумерские жрецы, оказывается, немало. Основным занятием шумеров были земледелие и скотоводство. Компаса и календаря у них, конечно, не было, однако мудрецы свободно могли ориентироваться на местности и хорошо знали сроки, в которые нужно сеять и убирать зерно. Календарем и компасом древних племен было звездное небо. Впоследствии между реками Тигр и Ефрат, образовалось государство Вавилон. Чтобы вести систематические наблюдения за звездами и планетами, вавилоняне воздвигали особые башни — зиккураты.

Благодаря машине времени — аппарату «Планетарий» — можно предпринять путешествие в другое древнейшее государство — Египет. Египетские астрономы — могущественные жрецы — почитались здесь наравне с членами императорской семьи. Ведь они могли читать по расположению светил – в расположении звезд наши далекие предки искали причины таких земных бедствий, как наводнения, засухи, эпидемии. Так, наряду с древнейшей из наук — астрономией — зародилась астрология.

Если шумеры интересовались, в основном, войнами и видами на урожай, то греки стали в расположении звезд искать, как сложится судьба того или иного человека.

Купцы и философы

За несколько секунд посетители планетария могут перенестись во времени с берегов Тигра и Ефрата на тысячелетие вперед, в Ионию, одну из малоазиатских колоний Древней Греции, где расположился богатый цветущий город Милеты. Самым известным гражданином Милет был Фалес, сын богатого купца и сам в прошлом купец, а кроме того инженер, политик, философ, окруженный большим числом почитателей. Обстоятельное знакомство с египетской астрономией позволило ему предсказать солнечное затмение, после чего авторитет Фалеса стал непоколебим.

Фалес был первым, кто пытался с материалистических позиций объяснить, как возникла Вселенная. Он считал, что окружающий человека мир возник не по воле Божьей, а в результате сложных превращений, которые претерпевала основа всего сущего – вода. Затвердевая, вода превращается в лед. Уплотняясь, лед превращается в землю, камень, металлы. Нагретая вода – в пар. Нагретый пар – в огонь. Из огня состоят звезды и Солнце. Луна – ледяной шар, светящийся отраженным солнечным светом.

У греческих философов взгляд на астрономию был принципиально иной, нежели у вавилонян и египтян. Если жрецы Вавилона, Фив, Мемфиса занимались исключительно наблюдательной астрономией, избегая каких-либо предположений о происхождении небесных светил, то греки не испытывали присущей населению Месопотамии и Египта слепой, подавляющей разум зависимости от своих могущественных правителей и еще более могущественных богов. Жители Эллады (Древней Греции) также верили в богов и в божественность мироздания, однако они считали правом человека иметь представление о том, как боги создали и устроили мир. Возвышение роли человека, осознание неповторимости каждой личности стало отправным моментом в становлении и развитии античной философии.

Астрономии, как таковой, у эллинов, в сущности, не было. Они не строили обсерваторий, не вели систематических наблюдений за светилами. Эллины предпочитали заниматься логическими рассуждениями об устройстве Вселенной (по-гречески — космос), опираясь при этом на скудные данные, почерпнутые из вавилонской или египетской астрономии.

Прежде чем покинуть Ионию, нужно познакомиться еще с одним замечательным мудрецом и философом — Гераклитом Эфесским, жившим на столетие позже Фалеса — между 530 и 470 годами до нашей эры в городе Эфесе, В качестве единой субстанции, из которой все создано, Гераклит выбрал огонь. Но самая замечательная особенность учения Гераклита состояла в том, что он считал мир не только некогда происшедшим, возникшим из огня, но и продолжающим изменяться. «Все течет» («панта реи» по-гречески) — принцип Гераклита. Еще он утверждал, что человек есть мера всех вещей.

Современником Гераклита был Пифагор — человек, впервые назвавший себя философом, то есть профессиональным мыслителем. Пифагор (572-497 гг. до н. э.) был родом с острова Самос. Прежде чем основаться в греческом городе Кротоне, он много странствовал, целых 10 лет прожил в Вавилоне, где общался с местными жрецами, перенимая у них познания о движении небесных светил.

Пифагор выдвинул идею, что Земля — это шар. До него греческие мыслители высказывали множество предположений о форме Земли. Одни считали ее гигантским корнем, сужающимся книзу, другие представляли Землю в виде цилиндра, третьим она казалась полым барабаном, четвертым — корытом.

Шарообразная Земля, как утверждал Пифагор, висит, ничем не поддерживаемая, в центре Вселенной. Ее окружают заключенные в прозрачные сферы Луна, Солнце, пять известных грекам планет и звезды.

Его ученики называли себя пифагорейцами. Имя одного из них прочно закреплено в истории науки. Пифагореец Филолай Тарентский создал концепцию Вселенной, в которой Земля впервые была поставлена не в центре мироздания.

По Филолаю, в центре Вселенной находится Гестия — центральный огонь, вокруг которого обращаются Солнце, звезды и все планеты, включая Землю. Люди не могут видеть Гестию, потому, что Земля всегда повернута к центральному огню одной стороной. Солнце, согласно учению Филолая, светит не собственным, а отраженным светом. Здесь он механически перенес идею Фалеса относительно Луны на другой объект. Однако модель Филолая, как ни примитивна она, замечательна своей смелостью: ведь никто до него не отважился сказать, что Земля движется.

Минуем еще одно столетие. Аристотеля, уроженца фракийского города Стагира, по праву называют самым выдающимся ученым античной эпохи. Он суммировал все достижения древнегреческой науки и создал единую, стройную систему знаний, внес значительный вклад в такие науки, как этика, эстетика, логика, юриспруденция, физика, зоология, космология. Достаточно сказать, что полтора тысячелетия спустя человечество довольствовалось тем объемом знаний, который оставил в своих трудах Аристотель из Стагир (его часто называли Стагиритом), ученик Платона, глубиной своих познаний сумевший превзойти учителя, наставник великого полководца Александра Македонского.

Вселенную Аристотель считал системой вложенных друг в друга концентрических сфер. Первая небесная сфера содержала в себе Луну, далее следовали сферы, несущие Солнце, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн. Последней была сфера неподвижных звезд.

Чтобы объяснить (спасти, как тогда выражались) попятное, то есть обратное, видимое движение планет, Аристотель назначил для них по нескольку сфер с различно расположенными осями. Первичное вращение сфере неподвижных звезд сообщали боги. От нее движение передавалось всем внутренним сферам, и в результате получалось сложное движение небесных светил, которое люди наблюдают с Земли.

Аристотель сформулировал ряд постулатов, на которых основывалась вся его космология. Небесные сферы он считал геометрически совершенными. Каждая из планет двигалась в своей сфере со строго постоянной скоростью по строго круговой орбите. Луна, Солнце, планеты представляли собой правильные шарообразные тела, состоящие из сверхтвердого, абсолютно невесомого, самосветящегося эфира. Так, в учении Аристотеля приобрела строгий, логичный характер система мира, называемая геоцентрической — представление, согласно которому центром мироздания является Земля, а источником всякого движения Бог, раскручивающий сферу звезд. Геоцентризм Аристотеля был столь тщательно аргументирован, подкреплен известными из наблюдений фактами, что в течение 15 последующих веков никто не смел усомниться в его справедливости.

Для своего времени Стагирит был философом прогрессивного направления. В отличие от своего учителя Платона он придерживался материалистических взглядов на природу, однако его материализм не был последовательным. Причудливое сочетание материалистических и идеалистических воззрений в учении Стагирита объясняет, почему имя Аристотеля стало знаменем христианских богословов.

Александрийская академия

Сеанс в планетарии музея истории космонавтики длится недолго. Поэтому не станем задерживаться в Афинах и перенесемся в Египет, в блистательный город Александрию, названный в честь Александра Македонского.

Семь чудес света — семь величайших скульптурных и архитектурных шедевров воздвигли древние. Одно из них — Фаросский маяк (каменная башня высотой в 150 метров), который возвышался при входе в Александрийский порт. Музей и библиотека, существовавшие в этом городе, не причислялись к чудесам света, но по своему значению они превосходили все семь чудес. Музей, который должен был объединять служителей муз, фактически представлял собой прекрасный исследовательский центр, где работали многие выдающиеся ученые. Здесь была богатейшая по тому времени астрономическая обсерватория.

Аристарх Самосский, живший в Александрии между 320 и 250 годами до нашей эры, задался целью измерить расстояния до небесных тел, то есть определить размеры Вселенной. Используя достижения геометрии Эвклида, который, кстати, жил и работал тоже в Александрии, Аристарх выбрал метод прямоугольного треугольника, углами которого назначил Землю, Луну и Солнце. Он рассуждал так: когда диск Луны виден наполовину, она в этом треугольнике будет вершиной прямого угла, а вершиной меньшего из углов станет Солнце. Если точно измерить угол между направлением на Луну и на Солнце, то меньший из углов найдется из вычислений.

Угол Земля-Солнце-Луна Аристарх вычислил неточно, он ошибся примерно в 20 раз. Тем не менее им было установлено, что Солнце находится во много раз дальше от Земли, нежели Луна. Ввиду того, что диаметры Солнца и Луны с Земли кажутся примерно одинаковыми, а размеры Луны уже тогда были известны из наблюдений лунных затмений, нетрудно догадаться, что Солнце несравненно больше Земли. Как же в таком случае оно может вращаться вокруг Земли? Логичнее предположить, что малое вращается вокруг большого.

Так Аристарх пришел к выводам, которые в корне противоречили постулатам Аристотеля. Над ним смеялись, даже хотели отдать под суд по обвинению в безбожии, И все потому, что авторитет Аристотеля из Стагир в делах науки уже тогда считался непогрешимым.

Аристарх Самосский был гением, намного опередившим время. Гелиоцентрическая система мира, на пороге которой он стоял, еще не могла быть понята и принята, учитывая существовавший тогда уровень научных знаний. Человечество должно было ждать еще почти 2 тысячелетия, прежде чем гелиоцентризм — модель системы планет с Солнцем в центре — был выдвинут и обоснован как научная теория.

Птолемеевская модель мироздания

Во II веке новой эры в Александрийской обсерватории проводил наблюдения Клавдий Птолемей.

Этот талантливый астроном и геометр вовсе не собирался ниспровергать систему мира Аристотеля; напротив, он задался целью разрешить все те трудности, которые постепенно накапливались в астрономии. Сколь ни правдоподобной казалась модель Вселенной, разработанная Аристотелем, но не все можно было с ее помощью истолковать. Например, почему изменяется яркость планет? Сферы Аристотеля не давали возможности предвычислять эфемериды планет (значения координат небесного тела, вычисленные для требуемого момента времени), что было важно для мореходства.

Используя комбинации так называемых эпициклов и деферентов, Птолемей смог обойти трудности, связанные с объяснением различия в блеске планет и вычислением их движения. Эпицикл — это малый круг, по которому движется планета. Деферент — большой круг. В сумме такое двойное обращение должно давать петлеобразное движение планеты, в объяснении которого заключалась самая большая трудность геоцентризма.

Свою теорию Птолемей изложил в многотомном труде, названном «Мегале синтаксис». Здесь были сведены воедино все достижения античной астрономии. В средневековую Европу книга Птолемея попала в арабском переводе уже под названием «Альмагест». Вплоть до Коперника «Альмагест» оставался единственной астрономической энциклопедией, от которой никто из астрономов не смел отступить ни на шаг.

Даже при беглом взгляде на развитие естествознания в древности нетрудно заметить, что в античную эпоху познание базировалось, в основном, на очевидных фактах. Очевидное чаще всего принималось за действительное — отсюда ошибочное представление о Вселенной, которое утвердилось благодаря трудам Аристотеля и Птолемея.

И все-таки для развития естествознания античная эпоха дала очень многое. Уже тогда наметилась глубокая, непреодолимая пропасть между материалистическим и идеалистическим пониманием природы. Бесценной заслугой древних философов является разработка логического аппарата науки — главнейшего инструмента познания. Без сведений, накопленных учеными древнего мира, был бы невозможен замечательный рывок, совершенный естествознанием в эпоху Возрождения.

Рассвет в звездном зале

Заканчивается сеанс в планетарии. Несколько манипуляций на пульте — и в звездном зале под аккомпанемент торжественной мелодии начинается рассвет. Бледнеют и тают в синеве неба звезды. На востоке все ярче разгорается заря, и вот уже край солнечного диска прорезался над горизонтом, осветив панораму современной Калуги.

В звездном зале музея истории космонавтики можно познакомиться не только с развитием представления о Вселенной. Здесь читаются лекции о строении солнечной системы, о климатических условиях на других планетах, о новых достижениях в исследовании Луны, о процессах, происходящих в недрах Солнца и других звезд. В планетарии музея с особой силой можно почувствовать всю грандиозность Вселенной и обширность познаний о ней, которыми располагает современная космокультура: астрономия, астрофизика, астробиология и космология вместе с космонавтикой.