Когда США перегнали СССР в космосе? И перегнали ли ????

С 3 ноября 1957 г. на втором советском искусственном спутнике Земли (ИСЗ), с апогеем орбиты — 1671 км и углом ее наклона i=69,3°, гейгеровскими счетчиками, установленными группой С. Н. Вернова, регистрировался хорошо известный рост с широтой потока космических лучей. Неожиданно на его фоне был зарегистрирован быстрый всплеск интенсивности заряженных частиц. Хотя тогда авторы эксперимента объяснили его приходом к Земле энергичных частиц от Солнца, сейчас мы понимаем, что это был первый в истории факт регистрации прибором спутника частиц радиационных поясов. Однако тогда на основании этого единичного факта такой вывод сделать не удалось.

 

«Я выражаю существенное несогласие с разделом статьи относительно неудач советских исследователей по обнаружению захваченного излучения. По моему представлению, наша работа со спутником «Эксплорер-1» действительно обеспечила основное открытие, и я сделал первое публичное сообщение на объединенной сессии Американского Физического Общества и Национальной Академии наук США 1 мая 1958 г. Двумя неделями позже был успешно запущен советский «Спутник-3», и он обеспечил существенное подтверждение наших ранних результатов».

 

15 мая 1958 г. был запущен III советский ИСЗ (i=65,2°, высота апогея 1880 км в южном полушарии). Сцинтиляционные детекторы научных групп С. Н. Вернова и В. И. Красовского зафиксировали гораздо более интенсивные потоки заряженных частиц, чем гейгеровские счетчики спутников «Эксплорер-1 и -3». Детекторы группы Вернова впервые позволили установить, что наблюдаемые потоки заряженных частиц состоят именно из протонов с энергиями порядка 100 МэВ.

 

в начале августа 1958 г. было установлено, что вокруг Земли всегда присутствуют интенсивные потоки протонов с энергией порядка 100 МэВ (С. Н. Вернов) и электронов с энергиями в десятки кэВ (В. И. Красовский, Дж. Ван Аллен), захваченные геомагнитным полем. Эти выводы вполне укладывались в рамки теорий того времени. До открытия явления, позже названного «радиационным поясом Земли», оставалось сделать еще один шаг — доказать, что заряженные частицы, «накопленные» в геомагнитном поле, могут дрейфовать в азимутальном направлении.

 

Первая область, которую мы называем теперь внутренним радиационным поясом, располагается на расстоянии 1,5R от центра Земли (от 1000 до 4500 км, считая от поверхности Земли). Вторая область имеет более неопределенные меняющиеся со временем очертания, ее середина находится на расстоянии около 3,5R

 

История открытия радиационных поясов. Исторически первыми были открыты внутренний пояс (группой американских учёных под руководством Дж. Ван Аллена, 1958) и внешний пояс (сов. учёными во главе с С. Н. Верновым и А. Е. Чудаковым, 1958).

 

ОБЩЕПРИНЯТАЯ ВЕРСИЯ

В настоящее время считается общепризнанным, что автором открытия радиационных поясов Земли является американский физик из университета штата Айова Джеймс Ван Аллен (Земля и Вселенная, 1992, № 6, с. 14. — Ред.). Эта точка зрения была изложена в статье главного редактора журнала «Тайм» (май 1959 г.). Из нее следовало, что это открытие Ван Аллена, сделанное на основе измерений на спутниках «Эксплорер-1» и «Эксплорер-3», было логическим завершением результатов его ранних экспериментов на геофизических ракетах, в то время, когда «...ни один из трех тяжелых русских спутников не передал сообщений об излучении Ван Аллена. Одно из объяснений состоит в том, что русские перехитрили сами себя, отказавшись сообщить внешнему миру, как нужно интерпретировать сигналы с их спутников. Поскольку только нижние части орбит спутников проходили над советской территорией, русские ученые никогда не получали данных с больших высот. Если какой-то из советских спутников и имел запоминающее устройство, то оно не работало. Другое предположение состоит в том, что гейгеровские счетчики перегружались вблизи апогея излучением Ван Аллена и русские ученые не знали, как объяснить это необычное поведение. Собака, запущенная на втором спутнике, умерла примерно через неделю, но русские не сообщили, было ли это вызвано воздействием излучения. Вполне возможно, что они этого не знали».

Хорошо известно, что значит такого рода публикация в «Тайме» да еще с красочным портретом героя статьи на первой странице обложки! И поэтому представляется совершенно естественным, что после этого мировая пресса стала связывать открытие только с именем американского физика, и на страницах замелькали новые термины: «излучение Ван Аллена», «пояса Ван Аллена»...

Надо отдать должное самому автору открытия, быстро разобравшемуся в сложившейся ситуации: «Я выражаю существенное несогласие с разделом статьи относительно неудач советских исследователей по обнаружению захваченного излучения. По моему представлению, наша работа со спутником «Эксплорер-1» действительно обеспечила основное открытие, и я сделал первое публичное сообщение на объединенной сессии Американского Физического Общества и Национальной Академии наук США 1 мая 1958 г. Двумя неделями позже был успешно запущен советский «Спутник-3», и он обеспечил существенное подтверждение наших ранних результатов».

 

С 3 ноября 1957 г. на втором советском искусственном спутнике Земли (ИСЗ), с апогеем орбиты — 1671 км и углом ее наклона i=69,3°, гейгеровскими счетчиками, установленными группой С. Н. Вернова, регистрировался хорошо известный рост с широтой потока космических лучей. Неожиданно на его фоне был зарегистрирован быстрый всплеск интенсивности заряженных частиц. Хотя тогда авторы эксперимента объяснили его приходом к Земле энергичных частиц от Солнца, сейчас мы понимаем, что это был первый в истории факт регистрации прибором спутника частиц радиационных поясов. Однако тогда на основании этого единичного факта такой вывод сделать не удалось.

 

1 мая 1958 г. на совместном заседании Национальной Академии наук и Физического общества США выступил Ван Аллен. Он связал высокие уровни скоростей счета гейгеровских счетчиков на спутниках «Эксплорер-1 и -3» с наблюдавшимися прежде потоками электронов в зоне полярных сияний. Он заявил, что «не может быть, чтобы частицы имели энергии порядка миллиардов электронвольт». Иными словами, Ван Аллен считал, что экранированные счетчики регистрировали только тормозное излучение электронов малых энергий, отвергая тем самым возможность того, что наблюдавшиеся частицы могли быть протонами.

 

15 мая 1958 г. был запущен III советский ИСЗ (i=65,2°, высота апогея 1880 км в южном полушарии). Сцинтиляционные детекторы научных групп С. Н. Вернова и В. И. Красовского зафиксировали гораздо более интенсивные потоки заряженных частиц, чем гейгеровские счетчики спутников «Эксплорер-1 и -3». Детекторы группы Вернова впервые позволили установить, что наблюдаемые потоки заряженных частиц состоят именно из протонов с энергиями порядка 100 МэВ.

 

ПЯТАЯ АССАМБЛЕЯ СПЕЦИАЛЬНОГО КОМИТЕТА МЕЖДУНАРОДНОГО ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ГОДА (МГГ).

Она состоялась в Москве 31 июля — 9 августа 1958 г. На ней были представлены первые результаты наблюдений на спутниках, выполненные советскими и американской научными группами. Выводы каждого докладчика отражали его профессиональный интерес.

Показания счетчика III ИСЗ, запущенного в СССР 15 мая 1958 г., вдоль двух участков его орбиты. По горизонтали отложены значения географической долготы (φ), широты (λ) III ИСЗ и геомагнитной широты (Λ). Приведены также значения высоты спутника над поверхностью Земли

В. И. Красовский объяснил возможность захвата геомагнитным полем наблюдавшихся интенсивных потоков электронов с энергиями в 10-20 кэВ. А. Е. Чудаков сообщил, что в узкой приполярной зоне постоянно присутствуют потоки электронов с Ее=около 100 кэВ. С. Н. Вернов и А. И. Лебединский ввели понятие «земное корпускулярное излучение», относящееся к протонам от β-распада нейтронов альбедо, создаваемых космическими лучами в атмосфере Земли. Они впервые рассмотрели накопление этих протонов в магнитосфере Земли как следствие их вращения и колебаний вдоль силовых линий геомагнитного поля.

В докладе Ван Аллена, зачитанном его сотрудником Э. Реем, природа излучения в низкоширотной зоне связывалась с электронами, ранее наблюдавшимися над зоной полярных сияний. Ван Аллен прислал на Ассамблею телеграмму со свежими результатами наблюдений со спутника «Эксплорер-4», запущенного 26 июля на орбиту с i = 51°. Эти данные дополнили содержание его доклада, не изменив выводов о природе регистрировавшихся частиц: «...общая ситуация подобна ранее наблюдавшейся. Интенсивность излучения возрастает в несколько тысяч раз между 300 и 1600 км с быстрым началом роста около 400 км высоты... Сцинтиллятор полной энергии [под таким же поглотителем, как и в детекторе группы В. И. Красовского. — В. Т.] показывает 10 эрг. см-2 с-1 ср-1 на высоте 1600 км. На основании этого факта и наших прежних данных есть основания полагать, что большая часть потока энергии создается электронами с энергией порядка 50 кэВ. Полный поток таких низкоэнергичных электронов Je=108 см-2 с-1 ср-1. Не обнаружено значительных временных флуктуации за период в три дня. С ростом широты большие интенсивности простираются к малым высотам. Уровень облучения на 1600 км около двух рентген в сутки».

Итак, в начале августа 1958 г. было установлено, что вокруг Земли всегда присутствуют интенсивные потоки протонов с энергией порядка 100 МэВ (С. Н. Вернов) и электронов с энергиями в десятки кэВ (В. И. Красовский, Дж. Ван Аллен), захваченные геомагнитным полем. Эти выводы вполне укладывались в рамки теорий того времени. До открытия явления, позже названного «радиационным поясом Земли», оставалось сделать еще один шаг — доказать, что заряженные частицы, «накопленные» в геомагнитном поле, могут дрейфовать в азимутальном направлении. Эта возможность обсуждалась еще в 1946 г. при разработке зеркальной магнитной ловушки и считалась проблематичной из-за предполагаемого образования пространственного заряда от разделяющихся при дрейфе электронов и ионов. Доказать существование дрейфа заряженных частиц могли только эксперименты с инжекцией заряженных частиц в геомагнитную ловушку. Ими стали высотные ядерные взрывы, проведенные США в августе — сентябре 1958 г.

 

{Ван Аллен} связал высокие уровни скоростей счета гейгеровских счетчиков на спутниках «Эксплорер-1 и -3» с наблюдавшимися прежде потоками электронов в зоне полярных сияний. Он заявил, что «не может быть, чтобы частицы имели энергии порядка миллиардов электронвольт». Иными словами, Ван Аллен считал, что экранированные счетчики регистрировали только тормозное излучение электронов малых энергий, отвергая тем самым возможность того, что наблюдавшиеся частицы могли быть протонами.

 

В настоящее время считается общепризнанным, что автором открытия радиационных поясов Земли является американский физик из университета штата Айова Джеймс Ван Аллен (Земля и Вселенная, 1992, № 6, с. 14. — Ред.). Эта точка зрения была впервые изложена в статье главного редактора журнала «Тайм» (май 1959 г.). Из нее следовало, что это открытие Ван Аллена, сделанное на основе измерений на спутниках «Эксплорер-1» и «Эксплорер-3», было логическим завершением результатов его ранних экспериментов на геофизических ракетах, в то время, когда «...ни один из трех тяжелых русских спутников не передал сообщений об излучении Ван Аллена. Одно из объяснений состоит в том, что русские перехитрили сами себя, отказавшись сообщить внешнему миру, как нужно интерпретировать сигналы с их спутников. Поскольку только нижние части орбит спутников проходили над советской территорией, русские ученые никогда не получали данных с больших высот. Если какой-то из советских спутников и имел запоминающее устройство, то оно не работало. Другое предположение состоит в том, что гейгеровские счетчики перегружались вблизи апогея излучением Ван Аллена и русские ученые не знали, как объяснить это необычное поведение. Собака, запущенная на втором спутнике, умерла примерно через неделю, но русские не сообщили, было ли это вызвано воздействием излучения. Вполне возможно, что они этого не знали».

Хорошо известно, что значит такого рода публикация в «Тайме» да еще с красочным портретом героя статьи на первой странице обложки! И поэтому представляется совершенно естественным, что после этого мировая пресса стала связывать открытие только с именем американского физика, и на страницах замелькали новые термины: «излучение Ван Аллена», «пояса Ван Аллена»...

Надо отдать должное самому автору открытия, быстро разобравшемуся в сложившейся ситуации: «Я выражаю существенное несогласие с разделом статьи относительно неудач советских исследователей по обнаружению захваченного излучения.