Письмо канадского коллеги сразу же напомнило мне иные далекие события, происходившие в Подмосковье в разгар развертывания программы «АнтиСОИ-М». В один из поздних подмосковных вечеров осени конца прошлого века мы возвращались с Общемосковского физического семинара академика В. Л. Гинзбурга. Время близилось к полуночи, и, выйдя из электрички на платформу, все были просто поражены открывшейся картиной. Большая часть северо-восточного небесного полушария была опоясана сплетающимися и расплетающимися красными, оранжевыми, багровыми и огромными сине-зелеными колыхающимися лентами и дугами. Дуги непрерывно изменялись: исчезали, появлялись, меняли место, переливались различными оттенками основного цвета, выбрасывали яркие дрожащие лучи (рис. 53).
Рис. 53. Полярные сияния
Полярные сияния — одно из самых красивых природных явлений. Долгое время их рассматривали как предвестников катастроф, эпидемий, голода и войн. В появлении полярных сияний видели проявление гнева богов или других сверхъестественных сил. Были попытки объяснить их естественным путем — как отражение солнечного света от морской поверхности или излучение солнечных лучей, накопленных за день в толще льда. На Русском Севере полярные сияния называли лазорями или сполохами, что указывает на их сходство с зорями и понятием «полошить», то есть тревожить, беспокоить, поднимать тревогу.
Для нас, южан, среднеширотное полярное сияние было совершенно фантастическим зрелищем. Между тем небесная феерия красок и света продолжалась. Вдруг я поймал себя на странной мысли, что в движении васильковых и малиновых кисейных сполохов есть какой-то странный «рваный» ритм… Отогнав от себя странные образы, я еще несколько минут любовался причудливой игрой странных огней. Садясь в электричку, услышал странный обрывок разговора. Высокий щеголевато одетый юноша с досадой говорил своей спутнице, крутя ручки роскошного коротковолнового приемника «Океан»: «Ну вот, зеленые Кулибины, опять дятел застучал!»
Из динамика «Океана» действительно раздавались какие-то щелкающие звуки, сопровождаемые подвыванием атмосферных помех.
«Обыкновенные глушилки “вражеских голосов”, — подумал я, — при чем здесь какие-то цветные Кулибины?»
Приехав в ведомственную гостиницу, мы встретили на входе нашего бравого коменданта, отменная выправка и пронзительный взгляд которого выдавали, что он явно служил не в пехотном стройбате. Обступив нашего блюстителя режима, мы стали расспрашивать его о странных северных сияниях, дошедших до Подмосковья. Наш Цербер, как мы прозвали Никодима Ивановича, усмехнулся, подкрутил ус и вдруг выдал такое…
«Сияния эти вызваны искусственно и маскируют слоями высоко-ионизированной плазмы оборонные объекты и предприятия, — наслаждаясь нашим ошарашенным видом, сказал он, — вот так разные птички орбитальные, в огнях небесных запутавшись, и ничего не увидят…»
«Так, Иваныч, птичек-то поджаривать научились», — заметил кто-то из нас, намекая на сверхсекретный проект создания лазерной пушки.
«Верно, — легко согласился комендант, — но птички разные бывают, некоторых зажарить ох как непросто, — и, хитро прищурившись, добавил: — Вам ли не знать…»
Мы просто онемели от изумления: Иваныч знал о нашей совсекретной тематике! Впрочем, если представить, кто съезжался со всей страны в Подмосковье и какие здесь проводились исследования…
В общем, Иваныча мы после этого случая очень зауважали и даже поменяли ему кличку с «Цербера» на «Зоркий Глаз». Позже местные старожилы рассказывали, что в подмосковном небе необычные яркие эффекты стали появляться сравнительно недавно и людская молва связывает их с проектом «Дятел», который реализуется на полигоне под Зеленоградом. Так мне стал немного понятен смысл странной фразы, случайно услышанной в электричке.
На следующий день эта история получила совершенно неожиданное продолжение. В ходе определенных испытаний полупроводниковые приборы должны были облучаться пучками высокоэнергичных электронов в разреженной атмосфере различных инертных (не взаимодействующих с окружающей средой) газов: аргона, ксенона и криптона.
Каково же было наше удивление, когда через некоторое время импульсы электронного излучения стали сопровождаться очень слабыми, но вполне различимыми кратковременными вспышками миниатюрного «северного сияния»! Мощные микроволновые импульсы шли странными, но вполне различимыми сериями и прекратились четко в начале обеденного перерыва — установку «Дятел» выключили. В нашем профессиональном коллективе молодых физиков тут же разгорелась оживленная полемика по поводу отличий и сходства природы этих явлений с обычным свечением газоразрядных ламп, освещавших окружающие приборы (см. рис. 54 на вклейке). И сразу же прозвучали ключевые слова — ионосферное оружие…
Рис. 54. Свечение бокала в электромагнитном поле
В чем же связь между похожими свечениями в канадском небе, играми красок на подмосковном горизонте, вспышками света в исследовательских колбах реактора быстрых электронов и ровным свечением газоразрядных трубок дневного света? Прежде всего, надо хотя бы вкратце и элементарно ознакомиться с миром, в котором мы живем. Ведь над нами простирается воздушный океан, полный удивительных явлений, многие из которых только предстоит разгадать современной науке.
В нашем веке земная цивилизация окончательно переступила в своем развитии важный рубеж, расширив техносферу — область человеческой деятельности по преобразованию природы за пределы границ естественной среды обитания — биосферы. Эта экспансия носит как пространственный — за счет освоения космического пространства, так и качественный характер — за счет активного использования новых видов энергии и электромагнитных волн. Но все равно для инопланетян, глядящих на нас с далекой звезды, Земля остается всею лишь песчинкой в океане плазмы. заполняющем Солнечную систему в всю Вселенную (рис. 55).
Рис. 55. Плазма
Современную стадию развития человечества можно сравнить с первыми шагами ребенка, открывающего новый мир, во многом еще непонятный, сложный и далеко не всегда дружественный. При его освоении нельзя избежать потерь и ошибок, но мы постепенно учимся распознавать новые опасности и преодолевать их. А опасностей этих немало. Это и радиационный фон в верхних слоях атмосферы, и потеря связи со спутниками, самолетами и наземными станциями, и даже катастрофические аварии на линиях связи и электропередач, происходящие во время мощных магнитных бурь.
Биосфера человека расположена на суше, в пограничной области поверхности водного и дна воздушного океанов Со всех сторон она окружена благодатной воздушно-водяной средой, поддерживающем жизнь Однако плотность атмосферы резко падает по мере удаления от поверхности Земли. В верхних слоях атмосферы разреженный воздух непригоден для дыхания, но он задерживает все губительные излучения, идущие от Солнца и из космического пространства.
Верхняя атмосфера (стратосфера) Земли служит своеобразным воздушным щитом для отражения многочисленных метеоритов. Такие метеорные тела даже небольшого размера вследствие огромной скорости обладают большой разрушительной силой. Сталкиваясь с газовыми частицами атмосферы, они сильно разогреваются и испаряются, оставляя в небе характерные следы «падающих звезд».
Начиная с высоты около 50 километров над поверхностью Земли расположен тот ярус воздушной оболочки, который носит название «ионосфера». Ионосфера простирается до высот в несколько сотен километров, плавно переходя в мантию плазмосферы. Воздушная среда здесь существенно меняет свой состав, растет относительная концентрация легких газов, и она становится в миллиарды раз более разреженной. У поверхности Земли воздух в основном состоит из двухатомных молекул азота, кислорода и углекислого газа. А на большой высоте — в ионосфере — молекулы этих газов под воздействием жесткого излучения Солнца распадаются на отдельные атомы (рис. 56).
Рис. 56. Солнечный ветер
На высотах в тысячи километров основными элементами экзосферы (внешней атмосферы) становятся водород и гелий. Среда ионосферы все время находится в бурном движении, перерастающем в настоящие ураганы, правда, незаметные на земной поверхности. Однажды, в середине прошлого века, ученые даже наблюдали загадочные облакообразные полярные сияния, мчавшиеся со скоростью свыше 3000 км/ч.
Поскольку на границе экзосферы плотность газов ничтожно мала, молекулы и атомы могут беспрепятственно разгоняться до второй космической скорости. При такой скорости любое тело преодолевает земное притяжение и уходит в космос. То же самое происходит с газовыми частицами водорода и гелия. Но, несмотря на утечку легких газов из земной атмосферы, ее состав не меняется, так как происходит непрерывный процесс восполнения за счет газов земной коры и испарения океанов. К тому же часть тех же атомов и молекул поступает из межпланетной среды при обтекании земной экзосферы.
