АРКТИЧЕСКИЕ ХРОНИКИ
Часть 5. Метеоракеты
Свистящий громоподобный звук, клубы белого дыма над стапелем, распахивающиеся деревянные створки пускового сооружения, раздувающийся от газов деревянный коридор, ведущий к технической позиции, а затем яркая вспышка и ракета огненной стрелой взмывает вверх, исчезая в темноте ночного неба, лишь только световое пятно работающего двигателя в течение двух десятков секунд после старта выдает её положение на небе. Примерно так можно было описать старт ракеты МР-12, который мне довелось увидеть из-за укрытия на достаточно близком расстоянии от пусковой установки станции ракетного зондирования атмосферы (СРЗА) острова Хейса.
На СРЗА полигона «Капустин Яр», в отличии от СРЗА на острове Хейса, старт ракет я наблюдал только через иллюминатор бронированного убежища, что не позволяло увидеть некоторые подробности пуска. Но зато это позволило увидеть всю процедуру управления стартом ракеты и услышать подаваемые и, так знакомые всем нам благодаря телевидению, традиционные команды космических пусков – «Протяжка один, протяжка два…, ключ на старт…, пять, четыре, три, два, один …, пуск» и т.д., что напоминало пуски космических ракет на космодроме Байконур.
Но все это будет потом, а сейчас предстояла длительная подготовка приборного отсека ракеты МР-12, состоящая в его заполнении исследовательской аппаратурой, которую разработали, изготовили и доставили сюда участники высокоширотной экспедиции со всех концов страны. Одной из целей экспедиции было исследование состояния атмосферы и геомагнитного поля Земли на высотах от 120 до 180 км вблизи географического полюса планеты с помощью искусственных светящихся облаков (ИСО) из паров бария, лития, натрия и алюминия. Для создания облаков паров бария и лития были использованы уже проверенные ранее в средних широтах пиротехнические генераторы паров металлов кафедры ХТОСА куйбышевского «политеха».
Каждое утро члены экспедиции собирались на технической позиции ракетной станции и готовили приборы и устройства для их размещения в приборном отсеке ракеты. Несмотря на то, что объем приборного отсека позволял разместить в нем полезный груз массой до 280 кг, все приборы размещались практически «впритык». А наши генераторы, ввиду их слишком «горячего отношения к работе» нужно было еще и теплоизолировать и разместить так, чтобы они находились как можно дальше от других приборов, так как при штатной работе стальные корпуса этих устройств нагревались до 2000 оС. Кроме того, на выхлопные сопла генераторов нужно было надежно закрепить отрезки труб из термостойкого сплава для выброса паров металлов наружу через отверстия в стенке отсека.
Вот, примерно, этим «совмещением несовместимого» я и занимался в течение первых рабочих дней на острове. После того, как все было размещено и закреплено в отсеке, нужно было проверить командное устройство ракеты на правильность подачи электрического импульса от источника бортового питания на все приборы в нужный промежуток времени после старта, т.е. на нужных высотах. Конечно, это касалось и стартовых устройств генераторов - пиропатронов. При испытаниях вместо пиропатронов в генераторах и других приборов, установленных в приборном отсеке, подключались сигнальные лампочки. После этого каждый участник этих мероприятий наблюдал за лампочкой, заменяющей его прибор, которая должна загореться в строго определенное время от начала работы командного устройства.
Если этого не происходило, то проверялась вся электрическая схема приборного отсека, а также правильность и надежность подключения всех элементов электрической цепи. Иногда это происходило не один раз. Без такого контроля электрической схемы «питания» приборного отсека ракета не могла быть запущена, так как несрабатывание даже одного прибора или устройства зачастую приводило к неполучению нужных результатов и от других устройств.
Например, отказ сброса головных обтекателей ракеты в нужный момент полета, делал бесполезной работу всех приборов. Такой пуск считался бы аварийным. А каждый пуск ракеты стоил от 30 до 40 тысяч рублей, что в ценах тех лет было равносильно стоимости пяти – семи автомобилей «Жигули», и, как шутили участники экспедиции, отписываться начальству приходилось бы целый год, пока не найдется «стрелочник». И вот таким стрелочником однажды мог оказаться и я.
Проверка первого приборного отсека прошла «без сучка и без задоринки», на пять с плюсом. А вот во время проверки второго приборного отсека я на секунду отвлекся от наблюдения за сигнальными лампочками своих генераторов и проморгал нужный момент. Поначалу я сомневался - загорелись они или нет, затем все-таки решил, что загорелись. Однако ночью перед пуском ракеты я долго не мог заснуть и все время думал об этих злополучных лампочках...
На следующий день погода наладилась, и должен был состояться плановый пуск ракеты. Приборный отсек уже был закреплен на ракете, и шла подготовка к её доставке на пусковую позицию. Я решил все-таки признаться в своей неуверенности в готовности генераторов к работе, подошел к техническому руководителю подготовки головной части (ГЧ) и пуска ракеты Дмитрию Рудлевскому и все объяснил. Он меня спросил "Ты хорошо подумал?". Я ответил- "Да!" "Ты ведь знаешь, что сейчас мы будем отсоединять приборный отсек, демонтировать его и проверять правильность подключения всех приборов и твоих генераторов. А следующая попытка из-за непогоды может и не состояться в ближайшее время. Ты хорошо подумал?"
В итоге так и получилось – вернули ракету на техническую позицию, демонтировали приборный отсек, проверили правильность подключения приборов, и …оказалось, как я и предполагал, один из моих генераторов не был подключен! Приборный отсек вернули на место, а пуск отложили до завтра, так как ракеты запускали в одно и то же время - в полдень по местному времени. А на следующий день, как по заказу, была безветренная и безоблачная погода, пуск состоялся, работа всех приборов и наших генераторов прошла в штатном режиме. После окончания ракетного эксперимента Дмитрий похвалил меня.
Потом я узнал, что он был к тому же и племянником руководителя белорусского вокально-инструментального ансамбля «Песняры» В.Г. Мулявина. Ну, это так, к слову.
Наблюдение и регистрация характеристик ИСО осуществлялась аэрофотокамерами и специально разработанными в ИЭМ и ИПГ бортовыми и наземными оптико-радиофизическими измерительными средствами и позволяла исследовать целый ряд параметров атмосферы. Пункты регистрации характеристик ИСО находились в 3-х точках архипелага: две на о. Хейса (территория обсерватории и мыс Близнецы) и одна на о. Греэм-Белл, расположенном на расстоянии 120 км от о. Хейса. Для этого на о. Греэм-Белл был организован пункт наблюдения с сотрудниками ИЭМ, для связи с которыми экспедиция использовала свою радиостанцию.
Точка падения отработанных ракет определялаь задачами конкретного пуска и метеоусловиями. Корпуса ракет могли упасть в океан, на соседние острова и даже на территорию острова Хейса.
Участник экспедиции конструктор Порфирий Владимиров в своем интересном, с душой написанном репортаже «Мирные ракеты штурмуют небо» в № 3 журнала «Техника молодежи» 1977 года так описал место падения ракеты на острове Чамп: «Видели мы место ее падения: сквозная рваная яма во льду, трещины, ледяное крошево и несколько скрюченных скорлупок металла. Всегда грустно смотреть на эти останки умно сработанной, сложной и красивой машины». Порфирий кроме своей работы занимался еще и изготовлением общего фото участников экспедиции, которое по окончанию исследований было помещено на специальный стенд в помещении технической позиции.
На этом стенде традиционно размещались фото участников экспедиций разных лет. В 1981 году ребята прислали мне то историческое общее фото нашей экспедиции, которое я разместил на одной из страниц своего повествования.
Но вернемся к пускам ракет. Помимо сферических облаков паров бария, натрия и лития создавались и протяженные облака AlO, путем выброса смеси жидких, воспламеняющихся на воздухе триметилалюминия и триэтилалюминия (ТМА/ТЭА). Пуски ракет проводились в условиях полярной ночи, но на высотах образования ИСО (от 120 до 180 км) атмосфера освещалась Солнцем, которое своим видимым излучением из-за горизонта приводило к резонансному возбуждению молекул АlO, что сопровождалось их голубоватым свечением. Такие светящиеся облака на фоне сумеречного неба могут быть видны достаточно долго, что и позволяет их использовать для исследования атмосферы Земли. Но эти же облака АlO могут светиться и будучи неосвещенными Солнцем, за счет хемилюминесценции, что позволяет наблюдать их также и в ночное время.
На вершине траектории ракеты на высоте около 160 км выбрасывался парообразный барий, затем через 10-15 с смесь ТМА/ТЭА или парообразный натрий, а чуть позже – парообразный литий.
На высотах ниже бариевых облаков интенсивно зеленого цвета диаметром 15-25 км были образованы облака паров натрия оранжевого цвета, а еще ниже –облака паров лития глубоко красно-бордового цвета диаметром около 3-5 км.
После образования облаков паров бария наблюдалось очень быстрое отделение ионизированной излучением Солнца компоненты облака пурпурного цвета и её перемещение вдоль магнитных силовых линий Земли в течение 10 минут к полярному сиянию, что подтверждало высокую чистоту паров металла. Время жизни облаков составляло от 10 до 30 мин.
Сейчас не могу не сказать несколько восторженных слов о полярном сиянии, которое оказалось более завораживающим зрелищем, чем я мог себе представить. Впервые, «хороводы» полярного сияния по небу я увидел на второй день моего прибывания на острове. В отличие от северного сияния в широтах Архангельска или Мурманска, которое выглядит как разноцветные полосы или пестрые ленты на небе, сияние в полярных широтах, близких к полюсу представляет собой быстро меняющееся свечение всего неба, которое перемещается, меняет цвет, пульсирует и мигает.
Основной цвет сияния зеленый, но появлялся и голубой, который постепенно превращался в зеленый. Сияние на небе возникало совершенно неожиданно - в какой-либо точке ночного неба появлялась как бы зеленая искра или вспышка, от которой во все стороны расходились разорванные полосы зеленого цвета, растекающеюся по всему небосклону, затем где-то в другом месте все повторялось, а потом и сливалось в единое целое. Это был настоящий хоровод небес!
Интересно то, что механизм свечения полярного сияния и ионизированных облаков паров металлов один и тот же. В случае полярного сияния солнечный ветер, который представляет собой поток заряженных частиц, состоящих в основном из протонов и электронов проникает в ионосферу Земли в полярных областях и ионизирует молекулы кислорода и азота воздуха, заставляя их светиться. А в случае использования паров бария их ионизация в ионосфере на тех же высотах происходит за счет ультрафиолетового излучения Солнца, что также приводит к их свечению. Поэтому свечение ИСО можно наблюдать в полярных, средних и тропических широтах, а полярное сияние, за редким исключением, только в полярных широтах (на севере и юге Земли).
Интересно то, что полярное сияние также было зафиксировано астрономами и на планетах Солнечной системы, особенно оно наиболее зрелищно выражено на планетах-гигантах Сатурне, Юпитере и даже на крупных спутниках последнего: Ио, Европе, Ганимеде и Каллисто.
Кроме того, оказалось, что полярное сияние на Земле сопровождается еще и специфическим потрескиванием или шелестом, жужжанием и даже свистом. Что-то подобное и мне довелось услышать, несмотря на постоянный шум работающего островного генератора...
Наиболее признанная причина звукового сопровождения полярного сияния, информацию о которой я значительно позже отыскал в интернете – электризация атмосферы, заряды которой встречаясь с объектами на земле или даже с одеждой человека вызывают звук похожий на разряды статического электричества...
Как в природе, на самом деле, все красиво и просто, без затей, которые, зачастую, придумывают люди, не имеющие достаточной информации!
Александр Пыжов