Наблюдения с космических кораблей

Можно ли увидеть свет, испускаемый атмосферой? С поверхности Земли этот свет простым глазом невозможно отделить от рассеянного света, посылаемого другими источниками. С помощью спектрографов с Земли фотографировали спектры свечения атмосферы и измеряли длины волн, устанавливали, какими газами они излучаются и в каком состоянии эти газы находятся (температура, степень диссоциации и другое).

С космических кораблей, когда они находятся на ночных частях витков, ночное свечение атмосферы всегда хорошо видно в виде тонкого светящегося пояса или венца, окружающего ночной горизонт Земли. При этом космонавт имеет возможность смотреть вдоль светящегося слоя, что увеличивает эффективную толщину светящегося слоя, расположенного на высоте 100 км, почти в 30 раз по сравнению с тем, какой она представляется наблюдателю с Земли.

В общем светящемся слое можно рассмотреть два пояса. Первый - более яркий и однородный светящийся пояс серо-голубого цвета, угловой радиус которого составляет около 1,5°. Такая угловая ширина соответствует высотам светящегося слоя атмосферы 80 - 100 км при наблюдении с космического корабля, находящегося на высоте 500 км. Над первым поясом наблюдается более слабый второй пояс свечения на высотах 170 - 300 км. В экваториальной области этот пояс приобретает характерную вертикально-лучевую структуру (см. рис. 13.2).

Много интересных сведений о характере изменения свечения ночной атмосферы над большими территориями земной поверхности получено с помощью фотометрических измерений с пилотируемых космических кораблей, ракет и спутников. Спутник или корабль, виток за витком облетая земной шар, имеет возможность фотографировать состояние атмосферы над обширными районами. Так были обнаружены зоны повышенной интенсивности свечения красных линий кислорода в тропиках на расстояниях около 20° по обе стороны от геомагнитного экватора. Эти области свечения были названы тропическими красными дугами. Позднее аналогичного характера свечение было обнаружено и в средних широтах вдоль 50 - 55° геомагнитных широт (сред не широтные красные дуги).

Установлено, что усиление свечения красных линий в спектре ночного неба связано с увеличением концентрации ионизированных атомов и молекул в ионосфере. На основе измерений со спутников строятся, аналогично синоптическим картам, карты ночного свечения атмосферы. С помощью таких карт исследуется состояние ионосферы над большими областями земной поверхности. По наблюдениям с космических кораблей были обнаружены излучения атомарного водорода в видимой и ультрафиолетовой областях, а также излучения ионизированного гелия в УФ- и ИК-областях на высотах более 1000 км.

Космонавт Алексей Леонов, первый совершивший выход в открытый космос 18 марта 1965 г. с корабля "Восход-2", увидел нашу планету со стороны, с большой высоты, когда площадь обзора не была ограничена рамками иллюминатора. Это произошло около 11 часов утра над Черным морем. В обозреваемую площадь земной поверхности вместилось все Черное море от берега до берега, угадывались знакомые очертания береговой линии Крыма, Кавказа, видны были горы Кавказа, облака и даже тени от них на Земле. Вся земная поверхность была окутана нежнейшей голубой вуалью рассеянного атмосферой солнечного света. С дневной стороны наша Земля выглядела голубой планетой. Наиболее интенсивной дымка была по горизонту, и поэтому казалось, что Земля опоясана голубым поясом.

Первые наброски рисунков вида Земли из космоса А. А. Леонов сделал на полях бортового журнала. По возвращении на Землю он написал картину "Голубой пояс Земли". Позднее, основываясь на своих космических впечатлениях, А. А. Леонов написал серию картин: "Голубая Земля", "Утро в космосе", "Космическая заря", "Восход Солнца в космосе", "Космический вечер" и другие. На этих полотнах запечатлены необыкновенно яркие радужные ореолы вечерних и утренних сумерек в космосе, цветное кольцо свечения атмосферы на ночном горизонте, голубой ореол, окутывающий дневную половину земной поверхности.

Аналогичными картинами вида Земли из космоса любовались и другие космонавты.