Új Szó, 1959. július (12. évfolyam, 180-210.szám)

1959-07-23 / 202. szám, csütörtök

Feltárulnak a világegyetem titkai A kozmikus tér vizsgálata rakétákkal és mesterséges holdakkal A moszkvai Pravda es az Izvesztyija 1959. július 15-i száma hosszabb szerkesztőségi cikkben foglalkozik a szovjet űrkutatás eddigi eredményeivel. A cikk javarészt A. N. Nyeszmejanov akadémikus, a Szovjetunio Tudományos Akadémiájának elnöke beszámolójából idéz, ebben mindazokat a tudományos kutatasokat foglalja össze, ahol a vizsgálatok eddigi eredménye többé-kevésbé befejezettnek tekinthető. Alaboi összeállításunk az említett cikk nyomán emeli ki mindazokat a részleteket, amelyek a tudomány és a technika nagy vívmányai iránt érdeklődő olvasó számára különösen érdekesek. szovjet mesterséges holdak főbb adatait, pályájuk jellemzőit több ízben is ismertettük. Érdekes azonban az az új megállapítás, hogy valamennyi szovjet mesterséges hold pályája Földünk egyenlítőjének síkjával 65 fokos szöget zár be. Ez tette lehetővé, hogy a szputnyikok a Föld lakott területének java része felett elhaladjanak és így észlelhetők is legyenek. A légellenállás folytán a pálya méretei és alakja állandóan változik. A pálya lapultsága egyre jobban csökken és maga a pálya a Föld felszínéhez köi zeledik. Az ellipszis alakú pálya nagytengelye fokozatosan kisebbedik és ennek folytán a szputnyik keringési idő változása attól függ, hogy légkörünk mennyire fékezi a szputnyikot. A keringési periódus változásainak részletes elemzéséből tehát a légkör bizonyos jellemzőit is meg lehet határozni és ezenfelül az utóbbiak napi és földrajzi szélesség szerinti változásai is megállapíthatók. Érdekes, új részletek az űrkutatásról rakéta mérési eredményeivel kiegészítve most már többé-kevésbé értékelni lehet. Ennek az értékelésnek az első eredménye az említett két gyűrűs övezet létezésének igazolása. Ami azonban ezeknek az övezeteknek a tényleges eredetét jelenti, arra ma még a tudomány nem tud egyértelmű választ adni. A tudósok többféle feltevéssel élnek egyrészt a részecskék eredete, másrészt a részecskék és a Föld mágneses tere közötti kölcsönhatás vonatkozásában. E .kérdések egyértelmű megválaszolása és az eddigi tudományos feltevések közül a légkör külső határáig terjedő légréteg vizsgálata volt. E vizsgálatok a tudomány rendkívül nehéz problémáinak megoldásában segítenek. Az egyik ilyen probléma a felső légkör hőmérlegének kérdése. 200 km magasságban a levegő hőmérséklete 800-1000 fok, majd feljebb 20003000 fokra is emelkedik. Ez a magas hőmérséklet az oka annak, hogy Földünk légköre csak aránylag lassan ritkul nagyobb magasságokba érve. A kérdés, amire még válaszolni kell. az, hogy milyen hőforrások hevítik fel Földünk légkörét. Valószínű, hogy A légkör sűrűségének ismerete a fizikusok számára elsődleges fontosságú. Az első szputnyik felbocsátása előtt 150—180 km magasságig ismerték megbízhatóan Földünk légkörét. Azóta a szputnyikok 1000 km-nél nagyobb magasságig megbízható adatokat szolgáltattak Földünk légköréről. Ezekhez a mérésekhez több új, különleges típusú műszert használtak fel. A légkör sűrűségét ezenfelül a rádióhullámok vételi erőssége és néhány kísérő jelenség alapján is sikerült meghatározni. A harmadik szputnyikon levő tömegspektrométer segítségével 1000 km-es magasságig az ionoszféra kémiai összetételét is meghatározták, és kiderült, hogy a 16-os tömegszámú ionok vannak túlsúlyban, tehát 226 km-től legalább 800 km magasságig Földünk légkörének alapvető alkotóeleme az atomi állapotban levő oxigén. Ezen a gázon A január 2-án felbocsátott szovjet űrrakéta, amelynek utolsó fokozatát fényképünkön bemutatjuk, rendkívül súlyos problémákat támasztott az indítás pontossága tekintetében. A Szovjetunió területéről nehezebb egy holdrakétát elindítani, mint az egyenlítőhöz közelebb fekvő területekről. A Hold pályasíkja ugyanis kb. az északi és déli szélesség 18. foka között fekszik és így a Szovjetunió területéről közvetlenül nem. is lehet megvalósítani a legegyszerűbb és legkedvezőbb pályákat. Űrrakéta indítására nem minden nap és nem minden napnak bármely órája jó. A Szovjetunió területéről akkor a legcélszerűbb az űrrakétát indítani, amikor a Hold pályasíkjának hajlása a legkisebb. Ha ettől a feltételtől eltérnek, akkor a rakéta hasznos súlyát kell jelentékenyen csökkenteni és így végeredményben a tudományos berendezés rovására kell a rakétát megnagyobbítani. Ezért kellett éppen a legkedvezőbb időpontban indítani a január 2-i rakétát. Az űrrepülés terén a Szovjetunióban elért sikerek elsősorban azért váltak lehetségessé, mert a szovjet rakétatechnika igen nagy tökéletességre fejlesztette a hordozórakétákat. Mindehhez nagyszámú tudományos vizsgálatra és igen fejlett iparra van szükség. A szovjet rakétatechnikusok igen nagy teljesítményű rakétahajtóműveket és ezekhez alkalmas, igen nagy fűtőértékű hajtóanyagokat is kidolgoztak. Az automatikus vezérlési rendszerek biztosítják a rakéta térbeli helyzetének stabilitását és nyomonkövetését. Az előírt pálya eléréséhez igen nagy pontosságú vezérlésre volt szükség, hogy így az indítási (gyorsító) szakasz végére a hordozórakéta valóban a kívánt térbeli pontba jusson. Ezeknek a feladatoknak eredményes megoldása a szovjet automatika nagy diadala. A nagy fontosságú élettani vizsgálatokkal, amelyek az ember számára megnyitják a világűrbe vezető utat, lapunkban még foglalkozni fogunk. A kozmikus sugárzós titka i i jleg Vcrnov akadémikus köziemé nyernek felhasználásával a Földet körülvevő kozmikus sugárzási gyűrűkről és általában a kozmikus sugárzás erősségének magasság szerinti megoszlásáról lapunkban már részletesen beszámoltunk. Tudjuk, hogy a Földünket nagy magasságban két gyűrűs övezet veszi körül, amelyek közül az egyik (a belső), főleg protonokból (hidrogénmagokból), a külső pedig közepes és nagy energiájú elektronokból áll. A mesterséges holdak észlelései nyomán a kozmikus sugárzással kapcsolatban megfigyelt új és váratlan jelenségeket a január 2-i szovjet űrhelyes kiválasztása (vagy talán egy újabb feltevés megfogalmazása) még a jövő feladata. Annyi kétségtelen, hogy a Föld körüli sugárzási övezetek az űrhajózás szempontjából súlyos problémát jelentenek, mert hiszen a sugárzás erőssége oly nagy, hogy az élő szervezet épségét valóban komolyan veszélyezteti. Feltételezhető, hogy hasonló sugárzási övezetek a többi bolygó körül is léteznek. Bár e sugárzások ellen az atomtechnikában szokásos módon lehet védekezni, ez azonban a rakéta, ill. űrhajó súlyát igen kedvezőtlenül megnövelné. Ezért ésszerűbb meghatározni azokat az övezeteket, ahol — ismét Földünk mágneses terének hatására — a kozmikus sugárzás erőssége veszélytelen és ahol a jövő űrhajói - mintegy „kapukon" át — Földünkről a bolygóközi térbe kiléphetnek. A harmadik szputnyikban egy műszert helyeztek e!, amelynek feladata az volt, hogy kiderítse: vannak-e a kozmikus sugárzásban igen nehéz atommagok. Cserenkov-számlálók segítségével két atomcsoport regisztrálására készültek fel: az egyik a 15, a másik pedig a 35 egységnyi töltésű atommagok észlelésére volt beállítva. A 15 töltésnek megfelelő elem a foszfor (atomsúlya 51), míg a 35 egységnyi töltésnek megfelelő elem a bróm (atomsúlya 80). Nos, az adatok feldolgozása során kiderült, hogy a műszeren kb. percenként haladt át egy-egy 15-ös töltésű részecske, ugyanakkor kilenc nap folyamán csak egyetlenegy ennél nehezebb részecskét észleltek! Ebből feltételezhető, hogy a nehéz részecskék árama igen gyenge. Ez a tény a kozmikus sugárzás eredetére vonatkozó elméletek fejlődése szempontjából igen jelentős. Meddig tart a Föld légköre ? Az eddigi űrrepülési kutatás egyik legfontosabb feladata a 200 km-től a e kérdés megoldása a kozmikus sugárzással is kapcsolatos. Nem kevésbé nehéz feladat a felső légkör ionizációs egyensúlyának magyarázata, vagyis a keletkező szabad elektronok és ionok és ezek atomokká való visszaalakulása közötti egyensúly problémája. (Ha az elektromosan semleges atom külső energia hatására elveszíti elektronját, ionná alakul át. Ez az elektromosan pozitív ion a iégkörben kószáló negatív elektronok bármelyikével egyesülve visszaalakul semleges atommá.) A kísérletek eredményei erősen eltérnek az elméleti számításoktól, tehát kizárólag a fényenergia hatásával a magaslégköri jelenségek nem magyarázhatók. Ma már feltételezzük azt, hogy az elektronokon és ionokon kívül jelenlevő egyéb részecskék valamiféle olyan szerepet töltenek be, mint a kémiai folyamatokban a katalizátorok. Ne gondoljuk, hogy ezek a vizsgálatok csupán elméleti jelentőségűek: a híradástechnika (főleg a nagytávolságú rádióösszeköttetések vonatkozásban) igen sokat vár az ionoszféraproblémák tisztázásától. Egy igen érdekes jelenség került ismét előtérbe a szputnyikok rádiójeleinek vételekor. Ezt antipólushatásnak nevezik, és lényege a következő: a Föld másik oldalán az adó rádióállomással átmérősen ellentett pontban a vétel erőssége csaknem akkora, mint közvetlenül a szputnyik adója alatt. A déli sarkvidéken (például Mirnijben) csaknem akkora erővel vették az első szputnyik jeleit, amikor az az északi sarkvidék felett haladt el, mint amikor Mirnij felett repült. Az ionoszféra-vizsgálatok a jövő űrhajózása szempontjából is rendkívül fontosak, mert hiszen csak e légréteg pontos ismeretében lesz lehetséges az űrhajók, mesterséges holdak stb. térbeli helyzetének pontos megállapítása. A január 2-án felbocsátott űrrakéta utolsó fokozata kívül ugyancsak atomi nitrogént is megfigyeltek. 350 km magasságig ezenkívül nitrogénoxid-ionokat is észleltek, ami igen érdekes, új adat és hozzásegíthet a légkör ionizálódásának magyarázatához. Érdekes a légkör • összetételi arányának változása is (földközelben a levegőben kb. négyötöd rész nitrogén és egyötöd rész oxigén van). Az atomi nitrogén nagy magasságban csupán 1—10 százaléka az atomi oxigénnek, tehát a földfelszíni értékétől erősen eltér. Megmérték a légkörben az elektromos töltésű részecskék számát is. Sikerült meghatározni e részecskék számának napi, évszaki és földrajzi szélesség szerinti változását is. A szputnyikok keringésük során feltöltődnek és. negatív villamosságot észlelhetünk rajtuk. A napsütötte szakaszon a szputnyik felületén 1—7 voltos negatív feszültséget mértek a környezethez képest. Az 1000 km magasságon túl végzett mérések és az 1000 km-ig terjedő rendjtívül részletes adatok elemzése alapján ma már megállapítható, hogy Földünk légköre legalább 2000-3000 km magasságig terjed és nem 1000 km-ig, mint azt korábban feltételezték. Kb. 5000 km magasságban ritkul le légkörünk köbcentiméterenként néhány száz elektronnyi sűrűségig, ami nagyjából megfelel a bolygóközi gáz sűrűségének. A bolygóközi gáz A szovjet űrrakéta volt az első tudományos eszköz, amely a bolygóközi gáz mennyiségét és összetételét is meg kívánta határozni. A mérőberendezés különféle részecskecsapdákból állott és segítségükkel még pontosan meg lehet határozni az 1 köbcentiméterben levő anyagi részecskék számát. 110 000-150 000 km távolságban pl. 1 köbcentiméterben 300 — 400 pozitív töltésű részecskét mértek. Ez az első közvetlen (és nem következtetések útján kapott) adat a bolygóközi gáz sűrűségéről. Néhány érdekes kísérlet A geofizikai jellegű kísérletek egy része Földünk mágneses terének változását kívánta meghatározni. Tudjuk, hogy a Föld mágneses tere állandóan változik, a mágneses pólusok vándorolnak és így a földmágnesség időben nem változó (állandó) és időben változó (ingadozó) összetevőinek meghatározása elméleti és gyakorlati szempontból egyaránt fontos. A legérdekesebb kísérletet Földünk mágneses terére vonatkozólag a szovjet űrrakéta hajtotta végre. Kiderült ennek nyomán, hogy az elméletileg számított mágneses tér és a ténylegesen mért érték között igen nagyok az eltérések, mert a Föld mágneses tere rohamosan gyengül és 20 800 km távolságban a Föld felületén mért térerősség egy század részének megfelelő minimumot ér el. Utána azonban hirtelen növekedni kezd és 22 000 km távolságban az előbbi érték kétszeresének megfelélő maximumot ér el, majd tovább csökken. Eszerint Földünk körül az ionoszférán messze túl valóban egy áramrendszer alakulhatott ki és ez a tény talán hozzásegít a mágneses viharok és az északi fény jelenségeinek magyarázatához. Mikrometeorokra vonatkozólag is sok mérést hajtottak végre, mert hiszen a szputnyikok gyakran kerültek bele meteorfelhökbe. Annyit meg lehet már ma is állapítani, hogy a meteorveszély egyáltalában nem súlyos, minthogy a szovjet űrrakétán 2 ezermiliiomod gramm súlyú parányi részecske ütközése között is több óra telt el. Az űrrepülés jövője Az űrrepülés további fejlődésében legalább három irányzatot különböztethetünk meg. Az első kísérletcsoport a Föld körül keringő szputnyikokat hasznosítja. A második kísérletcsoport a Holdba jutás problémáját kívánja tisztázni és a Holdra fogja eljuttatni az első expedíciót. A harmadik kísérletcsoport a Nap körüli térség vizsgálata, naprendszerünk több bolygójának felkutatása és elérése. A mesterséges holdak terén még igen sok és kiterjedt program vár megvalósításra. Igen nagy érdekességű a pontosan meghatározott térbeli helyzetű szputnyikok felbocsátása, erre a közeljövőben kerül sor. Az ember űrrepülése és visszatérése, a súlytalan állapotban való élet problémája a közeljövő megoldásra váró feladata. A január 2-i szovjet űrrakéta nyitotta meg a Hold körüli térség felkutatására irányuló munkát. A következő feladatok a Hold közvetlen felderítésével, s ha talán még nem túl közeli időben, az ember Holdra leszállásával és onnan való visszatérésével, majd a Holdon létesítendő kutatöállomásokkal kapcsolatosak. A harmadik, a Nap körüli kísérletcsoport, főleg elméleti és gyakorlati fizikai problémákra kíván választ adni, de különösen érdekes lesz a Vénus és Mars bolygók felkutatása, egyelőre aulomatikus müszerrakétákkal. Az ember repülése naprendszerünkben, bár nem mai feladat, de ugyancsak megvalósul. Az űrrepülés fejlesztése rendkívül nagy feladatokat ró a tudományra és a technikára: mindenből a legújabbat és a leghaladottabbat kell felhasználni, új tudományos és technikai irányzatokat kell létrehozni. Nem kétséges, hogy a szovjet tudósok, mérnökök, munkások, akik a kommunista társadalom építésének nagyszerű programján dolgoznak, becsülettel megállják helyüket korunk e rendkívül érdekes problémájának megoldásában és a kozmikus tér meghódításában a Szovjetunió újabb nagyszerű eredményeinek leszünk tanúi. ÜJ SZÖ 6 * július 23.