Рис. 5. Сейсмогенные зоны Восточного Узбекистана (Ибрагимов Р.Н. Сейсмогенные
зоны Восточного Узбекистана и сейсмическое районирование. В кн.: Сейсмотектоника
некоторых районов юга СССР //Москва, Наука, 1976, С. 48–66). Сейсмогенные зоны, где могут
возникнуть землетрясения: 1 – с М = 8.0; 2 – с М = 7.0; 3 – с М = 6.0; эпицентры произошедших
землетрясений: 4 – IX баллов; 5 – VIII баллов; 6 – VII баллов; 7 – плейстосейстовая область
по макросейсмическим данным; 8 – номер сейсмогенных зон
интенсивной деформации толщ земной токе. Здесь северная ветвь маскируется
коры района Намангана, с обновлени- долиной р. Нарын, а южная переходит
ем существующих и появлением новых в Баубашинский разлом.
разломов, способных вызвать сильные
сейсмические события. Для представления о сейсмичности
района на базе каталогов составлен
Северо-Ферганская флексурно-раз- сводный каталог землетрясений Цен-
рывная зона длиной 110 км субпа- тральной Азии: региональный ката-
раллельно, расположена несколько лог землетрясений Центральной Азии
юго-восточней Северо-Ферганской и локальный каталог землетрясений
зоны, а также протягивается с юго-за- Узбекистана за период с 2000 г. до н.э.
пада на северо-восток. Эта зона также по 2019 г. н.э., который включает в себя
неоднородна. Ее неоднородное строе- данные исторических землетрясений,
ние также обусловлено рассечением на современные землетрясения, инстру-
локальные зоны поперечными нару- ментально зарегистрированные гло-
шениями. В целом амплитуды новей- бальными или региональными сетями,
ших движений увеличивают свой знак в т.ч. Узбекистана, а также данные ло-
от положительных (+0,5–1 км) на севе- кальной сети наблюдений. На основе
ро-востоке до отрицательных (–5–6 км) сводного каталога землетрясений сде-
на юго-западе. Зона сужается до 1,5– лана выборка землетрясений для тер-
2 км в районе Бекабада и расширяется ритории Наманганского региона, при-
в районе Кызылджара на северо-вос- веденная в таблице.
Земля и Вселенная, 6/2020 47
Список сильных землетрясений Наманганской области за период 1400–2019 гг.,
по данным сводного каталога
№ Название Географические Глубина Магнитуда:
п/п землетрясений координаты Н, км МLnew / MWnew
Дата 6 5.1–5.5
6 5.8–6.0
ϕ λ 26 5.4–5.7
с. ш. в. д. 12 5.2–5.6
14 6.0–6.1
1 Наманганское* 1494 г. 41.00 71.60 20 5.1–5.5
2 Ахсинское 1620 г. 21 5.9–6.0
3 Наманганское 24.03.1908 40.90 71.40 18 5.0–5.4
4 Наманганское* 23.01.1912 20 5.5–5.6
5 Наманганское 12.08.1927 40.90 71.00
6 Наманганское 13.08.1941
7 Яртепинское* 18.01.1942 41.00 71.70
8 Балыкчинское 30.04.1966
9 Папское 17.02.1984 41.00 71.60
40.80 71.30
41.10 71.60
41.15 71.97
40.85 71.06
Примечание: * отмечены землетрясения, произошедшие в зоне Чуст-Папской складки.
Как видно из таблицы, все сильные рии, где могут возникнуть землетрясе-
землетрясения с магнитудой М ≥ 5.0, ния с магнитудой М = 7.5, с интенсив-
произошедшие в регионе, приуроче- ностью I0 = IX баллов. Эта зона обуслов-
ны к одноименной флексурно-раз- лена Северо-Ферганской зоной (ФРЗ)
рывной зоне (ФРЗ) Северо-Ферган- и Баубашатинским разломом, ее протя-
ского разлома. Сильные землетрясе- женность составляет 240 км, с шириной
ния в интервале магнитуд М = 5.0–6.9 зоны 10–15 км. Северо-восточная часть
приурочены к сейсмогенным зонам. Наманганской сейсмогенной зоны рас-
Однако землетрясения в интерва- сматривается как IX-балльная, в кото-
ле магнитуд М = 7.0–7.9 приурочены рой не раз происходили сильнейшие
к структурам высшего порядка: Та- землетрясения. На территории Наман-
ласо-Ферганский разлом, пересече- ганской области за период 1400–2019 гг.
ние Западно-Тянь-Шаньского и Юж- произошло девять сильных землетря
но-Тянь-Шаньского разломов. сений с магнитудой М ≥ 5.0, из них два
землетрясения произошло Папском
Сейсмотектонический анализ геоло- районе вблизи археологического па-
го-тектонических данных и сведения мятника Кыркхуджра.
о сильных землетрясениях, произошед-
ших в Наманганском районе, позволи- Наманганское землетрясение 24 мар-
ли Р.Н. Ибрагимову выделить Наман- та 1908 г. возникло в зоне Северо-Фер-
ганскую и Северо-Ферганскую сейсмо- ганской ФРЗ и вызвало разрушения.
генные зоны как потенциально опас- Эпицентр землетрясения был распо-
ные участки возникновения сильных ложен вблизи кишлака Пап, где сейс-
землетрясений. мическая интенсивность достигла
I0 = VI-VII баллов. В населенных пунктах
Наманганская сейсмогенная зона от- гг. Наманган, Чуст, Чартак, Янгикурган –
несена к сейсмогенной зоне Iй катего-
Земля и Вселенная, 6/2020
48
I0 = VI баллов, в г. Ташкенте – III балла. ро-Ферганского разлома о бусловлено
Землетрясение связано с подвижками ходом его геологического развития за
в Северо-Ферганской флексурно-раз- последние 10–15 млн лет и свидетель-
рывной зоне. Исследователи А.Г. Конь- ствует о его молодом возрасте обнов-
ков и О.А. Рыжков связывают возник- ления. Высокий градиент теплового по-
новение Наманганских землетрясений тока и скачкообразный перепад темпе-
с развитием Чуст-Папских складок. ратур в зоне Северо-Ферганского раз-
Папское землетрясение 17 февраля лома, достигающий 140 °C, показывает
1984 г., с магнитудой М = 5.6, с интен- высокую активность его на современ-
сивностью I0 = VIII баллов, также связано ном этапе, связанную с геодинами-
с развитием Чуст-Папской складки, рас- ческими процессами, проходящими
положенной близко к г. Намангану. По- в земной коре и верхней мантии.
сле Папского землетрясения произошел В Чаткале и Кураме определены вы-
ряд умеренных землетрясений с маг- сокие скорости продольных сейсмиче-
нитудами М = 4.5 ÷ 4.8, которые сняли ских волн (8,5–8,6 км/с) в верхней ман-
напряженность в районе. тии. Однако ниже поверх-
Однако это совсем не оз- Повышенные значения ности Мохо (30 км и бо-
начает что на территории теплового потока, как лее) скорости продольных
г. Намангана и его окрест- правило, наблюдаются волн уменьшаются до
ностей не будет сильных по зонам глубинных 8,15 км/с, что свидетель-
землетрясений. разломов, связанных ствует о наличии на глу-
с растяжением бине 70–80 км мощного
Анализируя сильные в новейшее время. волновода (астеносферы).
землетрясения в районе Мощные зоны Данные о высоких тепло-
Намангана, нужно согла- дробления, связанные вых потоках до 34 мВт/м2
ситься с А.Т. Коньковым с глубинными в верхней мантии Кура-
и О.А. Рыжковым по пово- разломами, мы дают основание пред-
ду происхождения сильных полагать наличие астено-
землетрясений, связанных обеспечивают эффект
конвективного
с развитием адыров. По ге- тепломассопереноса лита в верхней мантии.
олого-тектоническим, гео- их из нижних частей Очаг гранитизации нахо-
морфологическим данным, земной коры к дневной дится в верхней и в сред-
локальная сейсмичность ней частях коры. В пре-
поверхности.
Намангана связана с фор- делах Адрасман-Чустской
мированием Наманганской антикли- зоне на глубине 15–30 км, вероятно, за
нальной складки. В подтверждение ска- счет воздействия мантийного астено-
занному отметим, что, по данным из- лита, образовалась термальная анома-
мерений сети GPS, наблюдается высо- лия. Сказанное подчеркивает возмож-
кая скорость современных движений ность многоэтажного расположения
земной коры (15–22 мм/год) в районе очагов частичного плавления горных
Намангана, связанная с ростом Чуст- пород, перемежаемых на глубине с зо-
Папской, Касансайской и Наманганской нами, находящимися в твердом состо-
антиклинальных складок, упомянутых янии. Повышенные значения теплово-
выше. го потока, как правило, наблюдаются
Об активности Северо-Ф ерганского по зонам глубинных разломов, связан-
разлома в его одноименной флексурно- ных с растяжением в новейшее время.
разрывной зоне свидетельствуют не- Мощные зоны дробления, связанные
которые геофизические характеристи- с глубинными разломами, обеспечива-
ки региона. Температурное поле Севе- ют эффект конвективного тепломассо-
Земля и Вселенная, 6/2020 49
переноса их из нижних частей земной вает на приход максимальных сейсми-
коры к дневной поверхности. Эти зоны ческих колебаний с северо-западной
являются лишь каналами тепломассо- стороны и смещение верхней части
переноса, а не генераторами тепла. Од- описываемой стены на северо-запад
ним из таких разломов и является Се- вследствие сил инерции.
веро-Ферганский разлом.
В соседнем к юго-восточному хол-
АРХЕОСЕЙСМОЛОГИЧЕСКИЕ му – в стене второго шахристана – мы
МАТЕРИАЛЫ отметили другую деформацию. Силь-
ные горизонтальные сейсмические ко-
Трещиноватость в древних памятни- лебания привели к кратковременному
ках – обычное явление: просадки под- (доли секунды?) периоду существова-
стилающего грунта, статическая со ния условий растяжения, что привело
временем нагрузка («мертвый вес»), к образованию двухстороннего грабена
перераспределение масс в строитель- по двум сопряженным сбросам (рис. 7).
ной конструкции. Однако есть грани- Эта структура хорошо видна в северо-
цы между строительными блоками, ко- восточной стенке археологической
торые нельзя объяснить статическими траншеи, азимут ее простирания 145°.
причинами. Это разрывы и зачастую Разрывы достигают поверхности, что
со смещением. Некоторые из них вы- говорит о молодости сейсмическо-
званы тектоническими (сейсмически- го события. Об импульсном характе-
ми) движениями, такими как выходы ре подвижек свидетельствуют раскры-
сейсмических очагов на земную по- тия по северо-западной плоскости. Это
верхность, которые мы обнаружили так называемые pull-aparts – раздвиго-
в древних городах Ферганской долины: вые структуры, формирующиеся при
А хсикет и Эйлатан. Другие разрывы об- сдвиговых деформациях: мини-анало-
разуются в стенах зданий при сильных ги Мертвого моря.
сотрясениях грунта. В строительных
конструкциях, особенно массивных, та- Мы уже дважды упоминали о сейс-
ких как, например, мощные городские мических колебаниях, действовавших
стены, возникает сложный комплекс перпендикулярно стенам и приводив-
напряжений, приводящий к образова- шим к различным в них деформациям.
нию местных надвигов, сбросов и сдви- Силы инерции, усиленные в верхних
говых структур. частях конструкций «эффектом небо-
скреба» (бóльшей амплитудой раска-
Так, например, в северо-западной чивания верхних частей строительных
части второго шахристана, на севе- конструкций по сравнению с нижн ими)
ро-восточной стенке археологической могут приводить к наклонам их част ей.
траншеи мы обнаружили комплекс Так, например, верхняя часть внут
трещин, две из которых имеют надви- реннего панциря юго-западной сте-
говую природу (рис. 6). Смещение масс ны цитадели наклонилась на юго-за-
(слоев пахсы) на юг по этим разрывам пад (рис. 8) под углом 70°. Внутренняя
во время древнего сильного землетря- забутовка и кирпичная кладка этой
сения привело к выкручиванию верх- стены обрушилась наружу – в юго-за-
них частей дизъюнктивов, приводя падном направлении.
к вращательному движению по часовой
стрелке блоков в висячем крыле разры- Юго-восточный угол первого шахри-
ва. Этот ансамбль деформаций указы- стана вывалился наружу при сильном
землетрясении, и в образовавшем-
50 ся обнажении мы обнаружили очень
интересный структурный ансамбль,
Земля и Вселенная, 6/2020
а
б Аз. 70° Аз. 50°
∠45°
Аз. 35°
Аз. 80°
Аз. 50°
∠55°
∠45°
Рис. 6. Надвиги, субпараллельные простиранию СВ части второго шахристана.
а) Фотография археологической траншеи. Субгоризонтальные линии проведены археологами
по контактам пахсовых полос. Длина рулетки 1 м. Вид на северо-восток;
б) внемасштабная схематическая зарисовка СВ стенки траншеи.
Фото и зарисовка А. М. Корженкова, 2019 г.
Земля и Вселенная, 6/2020 51
а
б
CЗ ∠70° Рис. 7. Двухсторонний
Аз. прост. 95° грабен – проседание
∠80° внутренней части стены
Аз. 60° по сопряженным встречным
сбросам в юго-западной
стене.
а) Фотография
археологической траншеи.
Юго-западная стенка;
Рдаоск3рсымтие б) схематическая
внемасштабная зарисовка
стенки траншеи.
Фото и зарисовка
А.М. Корженкова, 2019 г.
составленный из нескольких неболь- вых подвижек по комплексу разрывов.
ших трещин-разрывов, так называемую Отличие нашей цветочной структуры
«цветочную» структуру (рис. 9). При от настоящего тектонического разрыва
этом единый магистральный разрыв состоит в том, что наш «цветок» пере-
расщепляется на ряд меньших разры- вернут: магистральный разрыв остался
вов-трещин, которые по форме напоми- где-то в разрушенной части стены, нам
нают раскрывающийся цветок. Цветоч- же видно лишь «лепестки», раскрыва-
ная структура – всегда признак сдвиго- ющиеся вниз по разрезу. А раз так, то
52 Земля и Вселенная, 6/2020
а б
Аз. прост. 155° Забутовка Наклоненная на запад
∠70° Остатки кирпичная кладка
внешнего внутреннего фаса стены
кирпичного фаса
западной стены Кирпичная южная стена
ЗЮЗ
Подтесанный грунт Подтесанный грунт
Рис. 8. Наклон внутреннего кирпичного
панциря западной стены в южном углу
сооружения цитадели. а) Южный угол
сооружения. Внутренний двор. Вид на юг-
юго-восток; б) внешний вид южного угла
сооружения. Фото А.М. Корженкова, 2019 г.
и «цветок» возник не в связи с выходом Старые обычные здания зачастую не
сейсмического разрыва из гипоцентра имеют элементов связки между смеж-
землетрясения на поверхность, а в свя- ными стенами, поэтому в эпицентраль-
зи с сильными и сложными деформа ных зонах землетрясений наблюдаются
циями возникшими в угловой части частые раскрытия – длинные сквозные
здания, из-за сильных сейсмических открытые трещины в стыках стен, ко-
колебаний, направленных, по всей ви- торые при длительных и сильных сейс-
димости, под углом к северо-восточной мических колебаниях могут привести
стене. Каждая соседняя пластина в об- и к выпадению углов зданий наружу
нажении выдвигается влево по разры- (pиc. 10б).
вам на 20, 30, 40 см.
Трещины, пробивающие насквозь
Мы уже неоднократно указывали на несколько соседних строительных бло-
деформации и выпадения угловых ча- ков или даже целую стену, свидетель-
стей в постройках городища Кыркхудж ствуют о сильном землетрясении, так
ра. Не избежал подобной деформа- как трещине необходима значительная
ции и северо-западный угол первого энергия для преодоления пространства
шахристана (рис. 10а). Угловые части между соседними блоками. Конечно,
являются слабым звеном в здании при подобные трещины образуются также
сильном землетрясении. Параллельные при взрывах и воздействии таранов, но
и перпендикулярные стены имеют раз- никогда – со временем при статической
ные амплитуды и частоты колебаний. нагрузке. Такие протяженные трещины
Земля и Вселенная, 6/2020 53
а
б
350° 350° Рис. 9. «Цветковая» структура
330° трещин, раскрывающаяся книзу
и свидетельствующая о сдвиговых
Аз. прост. 330° смещениях по ним. Юго-восточный
угол сооружения первого шахристана.
а) Фотография, вид на север-северо-
запад. Стрелки показывают крайние
трещины «цветка». б) Схематическая
внемасштабная зарисовка. Кругляши
с точкой показывают движение блока
к зрителю. Кругляши с перекрестием –
удаление блока. Фото и зарисовка
А.М. Корженкова, 2019 г.
наблюдались нами в южной стене ци- где имелась максимальная свобода для
тадели (рис. 11). Сильные сейсмические колебаний. В результате в стене обра-
колебания, направленные перпендику- зовывались разрывы, которые дезинте-
лярно простиранию стены, приводи- грировали не только каменную кладку
ли к ее сильному боковому раскачи- наверху, но и проникали вниз в обте-
ванию, особенно в центральной части, санный грунт холма.
54 Земля и Вселенная, 6/2020
а
б
Рис. 10. Деформация угловой – северо-западной части первого шахристана. а) Фотография.
Вид на Юг-Юго-восток. б) Модель деформации углов зданий во время сильных землетрясений,
по [Arnold C. Architectural considerations // The seismic design handbook. New York, Chapman and
Hall Publishers, 1989, p. 142–170] c изменениями. Фото А. М. Корженкова, 2019 г.
Стена цитадели состоит в верхней от друга и обрушение внешних частей
части из внешних панцирей из кирпич- наружу. Подобные отделения и обруше-
ной кладки и внутренней забутовки. ния частей строительных конструкций
При сильных сейсмических колебаниях наружу мы наблюдали повсеместно на
происходит разделение перечисленных склонах первого шахристана Кырк
частей строительной конструкции друг худжры (рис. 12).
Земля и Вселенная, 6/2020 55
Трещины в кирпичной кладке
Подтесаный грунт
Рис. 11. Субвертикальные трещины в северной стене помещения цитадели. Они секут не
только кирпичную кладку насквозь, но и постилающие грунты, что свидетельствует об их
сейсмогенном происхождении. Вид на юг-юго-запад. Фото А.М. Корженкова, 2019 г.
Ферганская впадина – плодородная строительством, а лишь между ними,
долина. Она открыта к западу и закры- мы рискнули предположить, что это
та в восточном направлении, где схо- динамические просадки грунта, вы-
дятся хребты ее горного обрамления. званные его сильными сейсмическими
Таким образом, депрессия является колебаниями.
естественной ловушкой, где скаплива-
ется пыль, которую переносят ветры, ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ
постоянно дующие в восточном на- РЕЗУЛЬТАТОВ
правлении. Пыль оседает повсюду и об-
разует лессовый слой – основу сельско- Полученные в ходе археологических
хозяйственного благополучия мест- и палеогеографических исследований
ных жителей. Где-то лесс надувной, результаты свидетельствуют о том, что
а где-то перемытый. Плотность его не- дельтовая часть Гавасая была освоена
большая, при нагрузках – статических в X в. до н.э., и здесь в течение при-
и динамических – в лессах образуются мерно 500 лет процветало поливное
просадки и внутренние полости, кото- земледелие. В V в. до н.э. на террито-
рые могут проявляться на поверхности рии городища Кыркхуджра строится
в виде провалов (рис. 13). Так как мы город Пап (Баб) площадью более 10 га,
не наблюдали явных просадок в стро- который состоял из трех частей: цита-
ительных конструкциях на холмах, где дель, шахристан и пригород (рабад).
происходила трамбовка грунта перед
Земля и Вселенная, 6/2020
56
Рис. 12. Послойное, субпараллельное склону отседание блоков стены по трещинам,
образовавшимся во время сильного древнего сейсмического события. Северная часть первого
шахристана. Вид на северо-восток. Фото А.М. Корженкова, 2019 г.
Ц итадель и шахристан окружены кре- В конце IV–V в. н.э. вследствие следую-
постными стенами, крепостные стены щего сильного землетрясения населе-
цитадели хорошо сохранились. Первая ние покидает городище Кыркхуджра.
стена шириной 5,3 м была построена В V–VIII вв. город Пап (Баб) находился
в V в. до н.э. После нашествия китай- на городище Баландтепа, а в IX – на-
ских войск обороноспособность фер- чале XIII в. город переместился к севе-
ганских городов повышается. В част- ру, руины которого называется Темир-
ности, укрепляются крепостные стены касмоктепа. В целом археологические
Кыркхуджра. Но очень скоро Кыркхуд- и средневековые письменные источ-
жра, как все города Северной Ферга- ники свидетельствуют о том, что город-
ны, пострадает в 90-х гг. до н.э. вслед- ская культура в округе г. Пап зародив-
ствие сильного землетрясения. Имен- шись в середине первого тысячелетия
но в это время полностью разрушается до нашей эры, непрерывно развивалась
Эйлатан, сильно пострадал город Фер- в течение около 2500 лет.
гана (Ахсикат). Появляются новые го-
рода типа Гуйшуань (Мугтепа), Марги- Анализ существующих геолого-тек-
лан (Машъад), Коканд (Тепакурган), Ан- тонических материалов по району ис-
дижан (Сарвонтепа) и т.д. После этого следований позволил выявить геологи-
на Кыркхуджра строят новые крепост- ческие причины сейсмических процес-
ные стены шириной 7,8 м, при этом сов, которые предопределены новей-
старые используют как фундамент. шей историей тектонического развития
и тем положением, которое занимает
Земля и Вселенная, 6/2020
57
Рис. 13. Поверхностное оседание грунта по просадкам, образовавшимся во время древнего
сейсмического события. На дальнем плане слева – средний холм второго шахристана, справа –
холм, ближайший к железной дороге. Вид на северо-запад. Фото А.М. Корженкова, 2019 г.
Северо-Ферганская сейсмически актив- чинами для объявления тревоги ожида-
ная зона в общей структуре З ападного ния сильного землетрясения с М ≥ 5.0
Тянь-Шаня. Необходимо учесть важ- в Наманганской области, в том числе
ный фактор повышения сейсмического в Папском районе, где расположен ар-
риск а – Наманганская область распо- хеологический памятник Кыркхуджра.
ложена в предгорной территории, не-
посредственно в зоне Северо-Фер- Нам не удалось увидеть в Кыркхуд-
ганского разлома и его одноименной жре выхода сейсмического очага раз-
флексурно-разрывной зоне, тем са- рыва на поверхность (как это было
мым – в сфере их активного влияния. в Ахсикенте и Эйлатане). Не удалось
нам определить и систематических де-
Резюмируя, отметим, что с одной формаций в строительных конструк-
стороны, геодинамические процессы, циях археологического памятника.
связанные с тектоническим режимом Сильные разрушения и повреждения
Северо-Ферганского разлома и его од- специфической структуры однозначно
ноименной флексурно-разрывной зо- указывают на сейсмический генезис
ной, продолжают развиваться. С другой деформаций. Их возраст, по-видимому,
стороны, с учетом повторяемости силь- I в. до н.э., а возраст самых поздних по-
ных землетрясений, отсутствие более строек на городище – первые века н.э.
36 лет сильного землетрясения с маг- Кроме того, это же землетрясение раз-
нитудой М ≥ 5.0 в Наманганской сей- рушило древнюю Куюльтепу, а также
смогенной зоне являются вескими при- Мугтепа и Мугкала.
58 Земля и Вселенная, 6/2020
Судя по невозможности определить Рис. 14. Сооружения из кирпича были
систематику деформаций в руинах построены на обтесанных естественных
Кыркхуджры, очаг древнего землетря- возвышенностях неогенового возраста
сения располагался неподалеку от го- (растущих адырах). В обнажении –
родища. Само оно находится на размы- наклонная толща чередующихся песков,
тых адырах, растущих антиклинальных глин и мелкой гальки. Фото А.М. Корженкова,
поднятиях. Адыры – это надразлом- 2019 г.
ные складки. За их образование, рост
и сейсмическую активность отвечают Литература
сейсмоактивные разломы, залегающие
под адырами. О том, что холмы Кырк- 1. Stiros S., Jones R.E. Archaeoseismology 1996.
худжры являются адырами, а не размы- 268 p.
тыми аллювиальными останцами Сыр
дарьи, говорят деформации – накло- 2. Korzhenkov A.M., Mazor E. Structural recon-
ны в отложениях, слагающих обтесан- struction of seismic events: Ruins of ancient
ные части заселенных холмов (рис. 14). cities as fossil seismographs // Sci. and New
Разрывная плоскость располагается Technol. 1999. N 1. Р. 62–74.
под адыром.
3. Корженков А.М., Мазор Э. Структурная
Мы уже указывали, что Кыркхуджра реконструкция сейсмических событий:
была заселена дважды: период вто- Р уины древних городов как окаменевшие
рого заселения пришелся на период сейсмографы // Изв. МОН РК, НАН РК. Сер.
XVII–XIX вв. н.э. Почему же жители общ. наук. 2001. № 1. С. 108–125.
покинули это место во второй раз? Не
послужило ли причиной оставления 4. Корженков А.М., Усманова М.Т., Анарба-
населенного пункта еще одно зем- ев А.А. и др. Недооцененная сейсмическая
летрясение? Возможно, это было На- опасность Ферганской впадины. Новые ар-
манганское землетрясение 12 августа хеосейсмологические данные // Москва, ИФЗ
1927 г. Оно возникло в Северо-Фер- РАН, журн. Геофизические процессы и био
ганской сейсмогенной зоне и вызва- сфера. 2019. Т. 18. № 3. С. 77–90.
ло крупные разрушения. Эпицентр
землетрясения был расположен вбли- 59
зи г. Наманган, где сейсмическая ин-
тенсивность достигла I0 = VIII баллов,
в населенных пунктах Наманган, Чуст,
Чартак, Янгикурган, Пап – I0 = VII–
VIII баллов, в Ташкенте – IV балла.
Вблизи Чартака в грунте образовались
крупные трещины, из которых выте-
кала вода. 19 августа 1927 г. произо-
шел повторный толчок силой VII бал-
лов, который вызвал дополнительные
разрушения в Намангане, Чартаке,
Кум-Кургане. Исследователи А.Г. Конь-
ков и О.А. Рыжков связывают возник-
новение Наманганских землетрясений
1927 г. с развитием упомянутых выше
Наманганских складок.
Земля и Вселенная, 6/2020
Новости науки
ВТОРОЙ «ЛУННЫЙ КОРАБЛЬ»
ПРОДОЛЖАЕТ ПОЛЕТ
Ананьева Владислава Игоревна,
Институт космических исследований РАН
DOI: 10.7868/S0044394820060055
22 июля 2019 года к Луне стартовала автоматическая межпланетная станция «Чан-
драян-2» (Chandrayaan-2, Индийская организация космических исследований,
ISRO), несущая, кроме орбитального аппарата, также посадочный модуль «Викрам»
(Vikram) и небольшой луноход «Прагъян» (Pragyan). Запуск станции явился продол-
жением амбициозной лунной программы Индии, включающей разработку, изго-
товление и запуск трех национальных исследовательских миссий (первой была ор-
битальная АМС «Чандраян-1», работавшая в 2008–2009 гг.). В случае успеха Индия
стала бы четвертой страной после СССР, США и Китая, которая смогла мягко поса-
дить на поверхность Луны научно-исследовательскую станцию.
После ряда маневров на околоземной орбите 20 августа 2019 г. «Чандраян-2» вы-
шел на резко эксцентричную окололунную орбиту, которую к 1 сентября удалось
снизить до высоты 119 на 127 км над лунной поверхностью. 2 сентября от станции
отделился спускаемый аппарат «Викрам» с луноходом «Прагъян». Вечером 6 сентяб-
ря во время посадки на высоте всего 2.1 км с посадочным аппаратом была потеряна
связь, позже выяснилось, что из-за ошибки в программном обеспечении «Викрам»
совершил жесткую посадку и разбился.
Таким образом, основной цели миссии «Чандраян-2» достичь не удалось. Одна-
ко на орбите Луны остался полностью исправный орбитальный модуль с запасом
топлива на семь лет работы. До настоящего момента он находится в хорошем тех-
ническом состоянии и продолжает получать научные данные.
Аппарат находится на полярной окололунной орбите с высотой 100 ± 25 км над
поверхностью, периодически корректируя свое положение с помощью двигате-
лей. Он запитан от солнечных батарей
мощностью 1 кВт. Размеры аппарата –
3,2 × 5,8 × 2,2 м (можно сравнить с не-
большим загородным домом). Полная
масса достигает 2379 кг, из них 1697 кг
приходится на топливо.
На борту орбитального модуля «Чан-
драян-2» установлены восемь научных
приборов:
1. Картографическая камера TMC2
(Terrain Mapping Camera 2) для исследо-
вания лунной геологии и минералогии.
Камера получает изображения лунной
поверхности в лучах с длиной волны
0.5–0.8 мкм с разрешением 5 метров на
пиксел. Как правило, один кадр пред-
ставляет собой полосу шириной 20 км
Орбитальный модуль «Чандраян-2» и длиной около 500 км. Съемка одной
и той же местности в разных ракурсах
60 Земля и Вселенная, 6/2020
позволяет построить топографическую карту (фактически, 3D-модель) изучаемой
области.
2. Широкоугольный спектрометр мягкого рентгеновского диапазона CLASS
(Chandrayaan 2 Large Area Soft X-ray Spectrometer). Прибор создан для определения
элементного состава лунной поверхности – он способен обнаруживать атомы маг-
ния, алюминия, кремния, кальция, титана, железа и натрия по их флуоресцентному
рентгеновскому излучению, возбуждаемому жестким излучением Солнца.
3. Инструмент XSM (Solar X-ray Monitor) для мониторинга интенсивности жест-
кого солнечного излучения с энергией квантов 1–15 кэв. Построение высокока-
чественного солнечного спектра в мягком рентгеновском диапазоне необходимо
для работы рентгеновского спектрографа CLASS.
4. Камера высокого разрешения OHRC (Orbiter High Resolution Camera). Изна-
чально она предназначалась для получения снимков высокого разрешения места
посадки «Викрама». Разрешение камеры достигает 32 см на пиксел, но поле зрения
маленькое (за два витка была охвачена площадь 12 × 3 км).
5. Картографический инфракрасный спектрометр IIRS (Imaging IR Spectrometer),
чувствительный в диапазоне 0.8–5 мкм с пространственным разрешением 80 мет-
ров на пиксел. Предназначен для изучения минералогии лунной поверхности
и конкретно для поиска гидратированных минералов и минералов, содержащих
гидроксильные группы OH.
6. Апертурный радар S- и L-диапазонов DFSAR (Dual Frequency Synthetic Aperture
Radar), чьей задачей является исследование структуры лунного грунта на глубине
до 5 м и поиск водяного льда в вечно затененных кратерах.
7. Нейтральный масс-спектрометр CHACE2 (Chandrayaan 2 Atmospheric
Compositional Explorer 2) для изучения состава лунной экзосферы.
Один из снимков высокого разрешения, полученных камерой OHRC.
На снимке видны сотни валунов поперечником от 1 до 50 метров,
разбросанные рядом с кромками ударных кратеров
OHRC Image Overview Zoomed view of OHRC Image
Scene Center (–70,502°, 22,947°)
100 m
Zoomed view of OHRC Image
Scene Center
(–70,588°, 22,933°)
Земля и Вселенная, 6/2020 61
Counts1000 OM-Kgα–Al-SKiα– Ca-Kα
100 Ca-Kβ
10
Fe-Kα Instrument
al line
Courtesy: LROC Quickmap 1 2 4 6 8 10
Energy in keV
Пример флуоресцентного
рентгеновского спектра
материковой поверхности
на обратной стороне Луны,
полученного спектрометром
CLASS во время вспышки
на Солнце 29 мая 2020 г. Хорошо
видны пики, соответствующие
алюминию и кальцию,
при этом линии железа слабы
8. Инструмент DFRS (Dual Frequency Radio Science) для измерения вариаций
плотности электронов в лунной экзосфере.
Богатый набор инструментов «Чандраяна-2» позволяет исследовать не только
поверхность Луны, но также ее подповерхностные слои и эфемерную атмосферу
(экзосферу).
Первые десять месяцев на окололунной орбите прошли для «Чандраяна-2» очень
плодотворно.
С 24 сентября 2019 г. по 20 июля 2020 г. камера TMC2 охватила съемкой около
4 млн км2 лунной поверхности. В свою очередь, камера высокого разрешения OHRC
получила подробные снимки возможных мест посадки будущих индийских лунных
Argon Surface Density (cm–3) 106 Sunset Night Sunrise аппаратов.
Рентгеновский спект-
105 рометр CLASS получил
флуоресцентные спектры
104 древней горной поверх-
ности на обратной сто-
103 роне Луны. Они показали
обилие кальция и алюми-
1020 45 90 135 180 225 270 315 360 ния при низком содержа-
нии железа и магния. Это
Longitude from Subsolar Meridian (deg.) говорит о явном отличии
материковых горных по-
Вариации концентрации аргона в экзосфере Луны род от пород лунных мо-
в зависимости от времени суток. Голубой и оранжевой рей, доставленных на Зем-
линией показаны данные инструмента LACE на лю американскими астро-
«Аполлоне-17», полученные за двое лунных суток, полыми навтами.
кружками показаны измерения спектрометра CHACE2.
По оси абсцисс отложена долгота подсолнечной точки. Радарные изображе-
90° соответствует закат, 270° – восход ния кратеров вблизи юж-
ного полюса Луны, часть
из которых погружена
62 Земля и Вселенная, 6/2020
Карта (в искусственных цветах) Red – IBD-1 micron
участка переходной зоны между Green – IBD-2 micron
Морем Спокойствия и материковыми Blue – 1,535 micron albedo
породами. Синему цвету соответствует
отражательная способность горных
пород в лучах с длиной волны 1.535 мкм,
зеленому цвету – в лучах с длиной
волны 2 мкм и красному цвету – 1 мкм.
Темным минералам лунных морей на
этой карте соответствуют зеленые,
желтые и оранжевые оттенки, а зрелым
материковым породам (плагиоклазам
и пироксенам) – синие и пурпурные
в вечную тень, показали вариации ди-
электрической проницаемости грунта
и шероховатости поверхности, кото-
рые могут быть связаны с реголитом, Courtesy: LROC
содержащим водяной лед.
Масс-спектрометр CHACE2 измерил вариации содержания аргона в лунной
экзосфере на высоте 100 км над поверхностью. 40Ar образуется в недрах Луны
благодаря радиоактивному распаду изотопа калия 40K, а затем по трещинам и раз-
ломам просачивается к поверхности. Во время двухнедельной лунной ночи грунт
остывает настолько, что аргон конденсируется в порах грунта, а с восходом солнца
сублимирует, и его концентрация в окололунном пространстве возрастает на пол-
тора порядка. Наибольшая концентрация аргона (до 105 атомов в см3) достигается
на рассвете, днем она падает из-за улетучивания атомов в космос, на закате сно-
ва возрастает, а ночью падает из-за низких температур. Аналогичные колебания
концентрации аргона были измерены инструментом LACE во время полета «Апол-
лона-17» в 1972 г.
Инфракрасный спектрометр IIRS проводит съемку лунной поверхности в не-
скольких полосах ближнего инфракрасного диапазона от 0.8 до 5 мкм. Наложе-
ние снимков, полученных в лучах с разными длинами волн, позволяет определять
минеральный состав лунной поверхности. Создание подробной минералогической
карты Луны – одна из важнейших целей «Чандраяна-2».
К сожалению, Индийское космическое агентство не слишком балует подробным
освещением работы «Чандраяна-2» – последнее сообщение о нем было опублико-
вано 20 августа. Однако к концу 2020 года ISRO планирует выпустить официальный
пресс-релиз по итогам первого года полета после проверки полученных данных
экспертным советом. Нет сомнений, что второй «Лунный корабль» еще порадует
нас множеством красивых открытий.
По материалам Индийской организации научных исследований (ISRO),
Indian Today, статья Wikipedia.
Изображения ISRO
Земля и Вселенная, 6/2020 63
Образование
ШКОЛА. ЛЕТО. КОСМОС
ХОХЛОВ Александр Викторович,
Северо-Западная организация Федерации космонавтики РФ
DOI: 10.7868/S0044394820060067
В начале 2010-х годов в России на- щества «Твой сектор космоса»1 была
чало формироваться сообщество проведена первая недельная откры-
энтузиастов космонавтики, аналогич- тая Летняя космическая школа, дирек-
ное движению любителей астрономии. тором которой стала Анастасия Ильи-
И, как раньше в сообществе астроно- на, а программу составил Александр
мов-любителей, появилась потребность Ш аенко.
в совместных мероприятиях, проектах
и дополнительном образовании для Важнейшим ее отличием от любых
тех, кто интересуется космонавтикой, других космических школ (такие про-
но по разным причинам не может стать водили МГТУ им. Н.Э. Баумана, Са-
студентом профильного вуза. марский университет имени академи-
ка С.П. Королева) стало отсутствие ка-
Понимая это, аэрокосмический ин- ких-либо требований к возрасту, обра-
женер, популяризатор космонавтики зованию или профессии. Единственное
и преподаватель Александр Шаенко ограничение – дети до 18 лет должны
организовал в Московском государст были приезжать с отвечающими за них
венном техническом университете взрослыми.
им. Н.Э. Баумана (выпускником кото-
рого он является) для всех желающих По содержанию ЛКШ‑2015 была близ-
курс «Основы космонавтики» объе- ка к вышеупомянутому курсу «Основы
мом 30 академических часов. В рамках космонавтики». Но участники не только
курса рассматривались проектирова- слушали лекции об устройстве спутни-
ние автоматических космических ап- ков, но и параллельно в командах вы-
паратов, предназначенных для рабо- полняли практическое задание по про-
ты на околоземной орбите; обзор ти- ектированию малых космических аппа-
повых систем космических аппаратов ратов дистанционного зондирования
и методов их разработки, изготовле- Земли в образовательно-инженерной
ния и испытаний; планирование ра- программе «Орбита».
бот и оценка их стоимости. Лекции чи-
тали преподаватели из МАМИ, МАИ, Кроме этого, ребята побывали на экс-
МГТУ им. Н.Э. Баумана, многие из ко- курсиях в Центре подготовки космо-
торых были действующими инженера- навтов им. Ю.А. Гагарина и в Ракетно-
ми российских космических компаний
«С путникс», «СканЭкс». 1 «Твой сектор космоса» – группа кос-
мических энтузиастов, объединивших-
Идея была воспринята на «ура», ею ся, чтобы организовывать научно-по-
заинтересовались многие иногородние пулярные лекции в Москве, проводить
энтузиасты космонавтики. В 2015 г. ЛКШ, использовать другие способы по-
в Подмосковье при поддержке сооб- пуляризации науки, а также заниматься
реальными проектами в космонавтике.
Сайт группы https://www.your-sector-of-
space.org/
64 Земля и Вселенная, 6/2020
Экскурсия в Центр подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина (ЛКШ‑2018)
космической корпорации «Энергия» Участники ЛКШ‑2016 познакоми-
им. С.П.Королёва. Участники пообща- лись с макетами малого космического
лись на Школе с космонавтами Серге- аппарата «Маяк», который создавала
ем Крикалёвым и Александром Лазут- к оманда Александра Шаенко в лабора-
киным. тории МАМИ, и подробностями его соз-
дания. К этому времени над спутником
С первой школы (и в дальнейшем) об- уже работали выпускники первой ЛКШ,
щение с непосредственными участни- а позже в команду влились и участники
ками космической деятельности: кос- второй.
монавтами, инженерами и учеными, –
а также поездки в музеи космической Вскоре стало понятно, что энтузи-
тематики – стали постоянными и очень астов космонавтики интересует ши-
важными составляющими ЛКШ. рокий спектр информации, и прово-
дить каждый год школу по одной теме,
Вторая Школа состоялась через год а именно – проектированию спутни-
в «Московском политехе» (МАМИ). Ее ков, неперспективно. Так начались
директором вновь стала Анастасия п оиски новых тем и форм работы.
Ильина.
Директором ЛКШ‑2017 и ЛКШ‑2018
Курс лекций, который прослуша- стал Александр Шаенко. Место про-
ли участники ЛКШ‑2016, разделился ведения вновь сместилось в Подмо-
на несколько тематических направле- сковье, и программа была дополне-
ний: пилотируемая космонавтика, кос- на интересной практической рабо-
мическая биология и медицина, техни- той. Летом 2017 г. участники не толь-
ческие аспекты создания космической ко слушали лекции по космонавтике,
техники, изучение космоса.
65
Земля и Вселенная, 6/2020
ЦУП лунной миссии (ЛКШ‑2018). Фотография Натальи Кахановской
но и самостоятельно конструировали KSP, дополнениях к ней и дополнитель-
простейшие антенны для получения ных программах для объединения все-
открытых данных с орбитальных ап- го процесса симуляции.
паратов, например, с метеоспутника
NOAA‑19. По завершению курса подготовки
и прохождения тестов участники раз-
В 2018 г. главной темой ЛКШ ста- делились на экипажи (основной и ду-
ла частная космонавтика в России – ей блирующий) и сотрудников Центра
были посвящены лекции и практиче- управления полетами. Для виртуальной
ский проект, который выполняли участ- экспедиции использовались модели
ники. Они занимались общей проработ- пока еще не существующей космиче-
кой вопросов выведения наноспутников ской техники, но активно разрабатыва-
попутной нагрузкой на существующих емой сейчас в России и в США: пилоти-
и будущих ракетах-носителях космиче- руемый корабль ПТК НП с экипажем из
ского назначения. трех человек, кислородно-водородный
разгонный блок КВТК, ракеты-носи-
Второй двухдневной частью ЛКШ‑ тели «Союз‑5» и «Ангара-А5В», около-
2018 стала симуляция полета на Луну лунная станция Lunar Orbital Platform-
с помощью программно-аппаратного Gateway и лунный посадочный модуль
комплекса на платформе Kerbal Space «Антарес». Симуляция длилась почти
Program. Познакомившиеся годом ра- 11 часов с вечера до раннего утра. Эки-
нее на летней школе Сергей Лемещен- паж из трех человек, взаимодействуя
ко и Павел Иванов подготовили корот- с ЦУПом, слетал на Луну и вернулся
кий курс подготовки и техническую на Землю.
часть, которая базировалась на игре
Земля и Вселенная, 6/2020
66
На ЛКШ‑2019 в Калуж- Звездолет «Циолковский» (ЛКШ‑2020)
ской области, которую воз-
главил Александр Хохлов чей, посвященной частной космонав-
(автор данной статьи), ос- тике; и сложной симуляцией, подго-
новной темой стало при- товленной Сергеем Лемещенко и Пав-
сутствие человека в кос- лом Ивановым.
мосе. Курс лекций был
в основном посвящен пи- Участники сформировали экипаж
лотируемой космонавтике звездолета-разведчика «Циолковский»,
и экспериментам на Меж- перед которым была поставлена задача
дународной космической исследовать условную звездную систему
станции. Вновь была про- PS4982. Выйдя из криосна, экипаж изу-
ведена симуляция полетов с помощью чил планеты дистанционными метода-
программно-аппаратного комплекса ми, анализируя спектральные данные
на платформе KSP – теперь на Между- об атмосферах планет, данные фото-
народную космическую станцию на пи- метрии и масс-спектрометрии, а затем
лотируемых кораблях «Союз». провел подробное исследование систе-
мы с помощью беспилотных разведы-
В этот раз, чтобы участники смог- вательных зондов, планетолетов и шат-
ли попробовать себя в разных ролях, тлов для посадки на поверхность планет
они разделились на несколько экипа- с достаточно плотной атмосферой.
жей космонавтов и смен специалистов
в Центре управления полетами. Был Выбор межзвездной экспедиции был
составлен график, чтобы ребята не пе- вызван желанием создать интересные
ресекались в разных ролях. В экипаже задачи по баллистике, пилотированию
каждого корабля было по три челове- и астрофизике.
ка: командир и два бортинженера. Они
совместно придумывали эксперимент, Конфигурация планетных атмо
который на борту МКС должен был про- сфер для симуляции была подготовле-
вести другой экипаж по подготовленной на Александром Ломакиным (ИКИ РАН)
инструкции. В сменах ЦУПа было по че- с помощью NASA Planetary Spectrum
тыре человека: руководитель полетом, Generator. Звездная система PS4982
его помощник, связист и баллистик. была смоделирована специально для
ЛКШ, чтобы участники познакомились
К 2020 г. стало понятно, что именно с основными типами известных совре-
симуляция космических полетов мо- менной науке экзопланет.
жет быть основой Летних космических
школ. Другие инженерные и научные А о том, насколько реальны межзвезд-
элементы, связанные с космически- ные полеты и в чем может быть их
ми полетами, также могут включаться
в программу. 67
Директором ЛКШ‑2020 стала Татьяна
Митева, а техническим директором –
Сергей Лемещенко. В этом году в го-
стинице «Космос» (г. Москва) в течение
9 дней была проведена самая масштаб-
ная по организации школа с большой
лекционной частью по пилотируемой
космонавтике и астрофизике; встре-
Земля и Вселенная, 6/2020
Концерт терменвоксистки Александры Романовой (ЛКШ‑2019).
Фотография Николая Велицкого
смысл, говорили на панельной дискус- Неудивительно, что в своем разви-
сии 22 августа, в день столетия велико- тии Летняя космическая школа при-
го писателя и космического романтика шла к вопросу осмысления космонав-
Рэя Брэдбери. В ней участвовали астро- тики и ее роли для человечества. Как
физик и популяризатор Борис Штерн отмечалось выше, для участия в ЛКШ
(АКЦ ФИАН), биолог Михаил Никитин нет ограничений по профессиональ-
(НИИ ФХБ МГУ им. М. В. Ломоносова), ным и образовательным требовани-
историк космонавтики Павел Шубин, ям – на школах всегда присутствовали
журналист Михаил Котов и психолог гуманитарии разных специальностей.
Полина Кузнецова (ИМБП РАН). В це- Космонавтика имеет много граней,
лом дискуссия подняла философский поэтому для участников ЛКШ рисова-
вопрос: если высокоразвитая жизнь ла свои космические скетчи художни-
действительно, как отмечают многие ца Анастасия Просочкина, проводили
исследователи, маловероятное собы- концерты музыканты-инженеры Вяче-
тие, то разумно ли упустить шанс вый- слав Фирсанов и Алексей Панасовский
ти в космос и распространить жизнь во (проект «Песни космических п(енс)ио-
Вселенной – несмотря на все финансо- неров»), а также терменвоксистка Алек-
вые издержки и запредельную для жиз- сандра Романова.
ни отдельного человека длительность
таких проектов? И очевидно, что дальше на ЛКШ
б удет только интереснее.
68
Земля и Вселенная, 6/2020
Образование
ЛЕТНЯЯ КОСМИЧЕСКАЯ ШКОЛА — 2020
ШУБИН Павел Сергеевич,
писатель, популяризатор науки
DOI: 10.7868/S0044394820070063
М ежзвездный корабль «Циолков- В качестве главной задачи дан-
ский» давно вышел в новую ной школы изначально была выбрана
звездную систему, и экипажи кораб- крайне сложная цель – провести симу-
лей разведчиков готовились к иссле- ляцию межзвездного полета, от балли-
дованию новых планет. Тем временем стики перелета корабля с входом в но-
в центре управления между пилотами вую звездную систему до подробного
развернулась активная дискуссия. Пи- изучения ранее неизвестных планет.
лоты никак не могли понять, на какой Для этого были нужны специалисты,
высоте проходит линия Кармана для которые бы разбирались в небесной
данной планеты. Это было важно для механике, динамике полета космиче-
планирования десантной миссии. ских аппаратов, были способны раз-
«Линия Кармана», «ха- В качестве главной личать разные типы экзо-
рактеристическая ско- задачи данной школы планет и анализировать
рость», «траектория Гома- спектры. Так как знания
на», «удельный импульс» – изначально была слишком сложные и специ-
все эти технические тер- выбрана крайне фические, то их нужно
мины можно было часто сложная цель – участникам дать. Провес-
услышать в дискуссии. провести симуляцию ти лекции, отработать
Было очевидно, что все по- межзвездного полета, практику на тестовых по-
нимают, о чем идет речь, от баллистики летах еще до назначения
и легко используют в раз- перелета корабля экипажей на межзвезд-
говоре. с входом в новую ный корабль. И все это
звездную систему до нужно было сделать за те
Я стоял рядом и слушал подробного изучения
ранее неизвестных
планет.
этот диалог с плохо фор- девять дней, что были от-
мулируемыми чувствами. Ведь дело ведены школе. Даже за семь, так как
происходило не в будущем или на стра- первый и последний дни были посвя-
ницах научно-фантастического рома- щены в большей степени регистрации
на, а в Москве 2020 года – на Летней и подведению итогов.
космической школе. Задача действительно очень слож-
Так получилось, что я впервые уча- ная. Несколько человек в начале шко-
ствовал в ЛКШ. При этом, как мне объ- лы сказали мне, что нагрузка очень
яснили, это была первая школа нового высока, и даже высказали сомнения,
формата, который, в случае успеха, стал что все получится выполнить. Тем бо-
бы основой всех следующих школ. лее, что к баллистике и астрофизике
Земля и Вселенная, 6/2020 69
добавился еще медико-биологический своих лекторов. Их действительно
компонент. было интересно слушать.
И я, как человек, посетивший прак- Так же было интересно слу-
тически все лекции, по своему опыту шать и практиков в технике. Напри-
могу сказать: нагрузка была высокой. мер, специалистов «Спутникса» или
При том, что больший процент инфор- AltegroSky. На мой взгляд, подобная
мации я и так знал. Мозг сначала «бук- встреча с представителями частной
совал», пытался возражать, но тем не космонавтики была самой неоднознач-
менее, нагрузка оказалась правиль- ной – уж слишком разного уровня были
ной, так как на практике началось уве- представлены проекты – но при этом
ренное закрепление полученных ма- интересной.
териалов. Примером мо- Кроме того, состоя-
жет быть как раз диалог Когда за плечами лись экскурсии в ведом-
из начала статьи, в кото- большой багаж знаний, ственные музеи пред-
ром школьники и студен- приятий космической
ты уже вряд ли задумыва- интересных знаний, отрасли: Ракетно-кос-
лись, что используют весь- порой очень обидно, мической корпорации
ма специфическую терми- «Энергия» им. С.П. Коро-
когда его нельзя
применить или хотя бы
передать другим.
нологию. Знания перешли лёва, ГКНПЦ им. М.В. Хру-
в качество, и эта терминология им уже ничева, Центра подготовки космонав-
была нужна для работы и для объясне- тов им. Ю.А. Гагарина и Института кос-
ния своей позиции. мических исследований РАН. Все эти
Еще более занятная ситуация воз- музеи условно открыты для публики.
никла в последний день школы на лек- Просто купить билет, без предвари-
ции Бориса Штерна. Конечно, вряд ли тельной переписки с организацией,
зрители знали об астрофизике больше в них нельзя.
Бориса Евгеньевича, но перед ним уже Очень сложная работа была продела-
сидела аудитория, которая знала об эк- на и над основной темой школы. Ведь
зопланетах больше, чем он пытался им была подготовлена новая планетная
рассказывать. Несколько специализи- система с ранее неизвестными плане-
рованных лекций и сложная практиче- тами, причем в строгом соответствии
ская работа сделали свое дело. с текущими представлениями о фор-
Если на лекциях было сложно, то мировании планетных систем. За ве-
я даже не могу представить, насколь- чер такую работу не сделаешь.
ко было сложно подготовить эту шко- Возникает вопрос, а какой собствен-
лу. Если честно, я даже не ожидал та- но смысл этого мероприятия для орга-
кого высокого уровня лекций. Многие низаторов? Было очевидно, что ком-
читали не просто популяризаторы на- мерческого интереса в этом мало.
уки, а реальные практики из академи- Те деньги, что собирали с участников
ческих институтов. Институт астро- школы, не покрывали расходы на орга-
номии, Институт космических иссле- низацию.
дований, Институт медико-биологи- Этот вопрос я и задал организато-
ческих проблем – все предоставили рам лекции. Мне объяснили, что когда
70 Земля и Вселенная, 6/2020
за плечами большой багаж знаний, ин- что, от нее, скорее всего, уже сейчас по-
тересных знаний, порой очень обидно, шла реальная польза для нашей косми-
когда его нельзя применить или хотя ческой программы.
бы передать другим. Для этого и была Забавная ситуация оказалась с гу-
организована некоммерческая органи- манитариями. Оказалось, им тоже не
зация. Большая часть денег, что идет было скучно, более того, они активно
на школу, – это взносы частных спон- приняли участие в такой сложной теме,
соров, которым также интересна кос- как спектроскопия планет, и даже со-
монавтика. ставили в ней оказалось большинство.
Иными словами, идея удачная, и ор- Даже возникла шутка: сколько нуж-
ганизация ЛКШ тоже удалась. Но как но гуманитариев, чтобы разобраться
дела с посетителями школы, на кого в спектре экзопланеты? С этой задачей
она нацелена? Если чест- уже успешно справился
но, ответ на этот вопрос Сколько нужно коллектив из трех человек,
меня тоже удивил. Я даже гуманитариев, чтобы и им было действитель-
не могу вспомнить, кого разобраться в спектре но интересно. Видели бы
я ожидал увидеть сре- экзопланеты? С этой вы, с каким задором пред-
ди «школьников» данной задачей уже успешно ставитель расчетной груп-
школы. Но в реальности справился коллектив пы рассказывала о том,
я увидел представителей из трех человек, и им как открывали планеты
самых разных профес- было действительно и какие они были краси-
интересно.
сий: были там как гума- вые и интересные. Можно
нитарии, так и действующие сотрудни- добавить, что после начала обучения
ки ракетно-космических предприятий в школе уже не было разницы, что на-
нашей страны. Они специально записа- писано в дипломе участника: портной
лись на данную школу, чтобы получить или конструктор ракетной техники.
представление о космической балли- Резюмируя, это был очень интерес-
стике. Как выяснилось, эта одна из про- ный опыт для меня и боевая отработ-
блем отрасли. В ней достаточно много ка нового формата для руководителей
подрядчиков и субподрядчиков, кото- проекта. А организаторов еще раз хочу
рые делают реальные приборы для ре- поблагодарить за возможность участия
альных космических аппаратов, но го- в таком интересном проекте и поже-
ловной разработчик выдает достаточ- лать удачи.
но общее технические задание на при-
боры, а чтобы лучше понимать, нужно Оригинал публикации
детально представлять особенности ра- в Живом Журнале Павла Шубина
боты аппаратов. Для этого нужна прак-
тика, которую сложно получить, осо- https://pilot-pirks.livejournal.
com/144584.html
бенно если создаваемый аппарат – пер- Печатается с любезного разрешения
вый в серии. Вот и стала Летняя косми- автора с незначительными
ческая школа подобной практикой. Так изменениями.
Земля и Вселенная, 6/2020 71
Образование
ВИКТОРИНА ЮНЫХ ФИЗИКОВ
ОТДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК РАН
ГОЛОВАНОВА Алина Владимировна,
МАГАРЯН Константин Арутюнович,
НАУМОВ Андрей Витальевич
Институт спектроскопии РАН
Московский педагогический государственный университет
DOI: 10.7868/S004439482008006X
С 4 по 24 мая 2020 года, в период вынужденной самоизоляции для многих граждан нашей
страны, Отделение физических наук РАН провело Всероссийскую онлайн-викторину
юных физиков. Вопросы и задачи викторины, предложенные членами и профессорами
РАН, были ориентированы на школьников, интересующихся физикой и астрономией.
Публикуем продолжение задач Викторины и решений к ним.
Начало опубликовано в № 5, 2020
Задача 6 (4 тур, 10–11 классы)
Можно ли сделать из Земли черную дыру, и если можно, то как?
Автор: член-корреспондент РАН, д. ф.-м. н. Юрий Юрьевич Ковалев
Задача 7 (5 тур, 8–9 классы)
На некоторой планете Солнечной системы установили точные часы, дающие
сильный световой сигнал каждый час по земному Всемирному времени. Два
таких сигнала были получены на Земле через 1 час 0.6 секунды один после дру-
гого. Что это за планета?
Автор: профессор РАН, д. ф.-м. н. Александр Анатольевич Лутовинов
72 Земля и Вселенная, 6/2020
Задача 8 (6 тур, 8–9 классы)
Науки о свете (оптика, спектроскопия, фотоника) являются основой множе-
ства инструментов для самых различных областей. Так, астрономия, астрофи-
зика, космонавтика используют большое количество оптических и спектроско-
пических инструментов. Одним из самых популярных объектов исследования
остается ближайшая к нашей планете звезда по имени Солнце. Известно, что
источником информации о процессах, протекающих в Солнце, являются пятна
на его поверхности. Как Вы считаете, какой цвет имеют эти пятна?
Автор: член-корреспондент РАН,
д. ф.-м. н. Анатолий Алексеевич Петрукович
Age: <300 million years 650 million years 2 billion years 4,5 billion years (today)
Задача 9 (8 тур, 8–9 классы)
Определите массу атмосферы Земли. За пояснение выбранной к вопросу кар-
тинки дополнительный балл от организаторов.
Автор: академик РАН, д. ф.-м. н. Владимир Владимирович Дмитриев
Земля и Вселенная, 6/2020 73
Задача 10 (9 тур, 8–9 классы)
Во время майских дождей можно часто видеть радугу. В этом году несколько
раз наблюдалось очень красивое явление – двойная радуга (многие даже смог-
ли ее сфотографировать). Опишите процесс появления обеих радуг. Чем они
отличаются друг от друга? Свой ответ необходимо объяснить.
Автор: президент РАН, академик РАН,
д. ф.-м. н. Александр Михайлович Сергеев
Задача 11 (9 тур, 10–11 классы)
В каких межзвездных облаках рождаются звезды — холодных или теплых?
И почему?
Автор: вице-президент РАН, академик РАН,
д. ф.-м. н. Юрий Юрьевич Балега
Ответы см. на стр. 99
74 Земля и Вселенная, 6/2020
С новыми книгами
Издательства “Наука”
вы можете ознакомиться на сайте
naukabooks.ru
Косенко Е.А.
Загадка Алоиза Альцгеймера. Почему в XXI в.
болезнь Альцгеймера неизлечима?
М.: Наука, 2019. — 319 с.
В монографии изложена актуальнейшая на сегодняшний день
медико-биологическая проблема, связанная с болезнью
Альцгеймера (БА), и предпринята попытка ответить на вопрос:
почему заболевание, известное с начала ХХ в. и на изучение
которого тратятся триллионы долларов, в настоящее время все
еще остается неизлечимым, а имеющиеся антиамилоидные
препараты приносят больше вреда, чем пользы? Для объяснения
механизмов, лежащих в основе нейродегенерации при БА,
формулируется «эритроцитарная гипотеза», согласно которой
эритроциты рассматриваются не просто как клетки,
переносящие кислород, а как клетки, от эндогенного
метаболизма которых зависит адекватная доставка кислорода в
ткани, и в частности в мозг. Именно функциональное
несоответствие между эритроцитами и биоэнергетикой мозга,
считает автор, лежит в основе гибели нейронов.
Книга может быть интересна широкому кругу читателей – студентам,
обучающимся по специальностям «биология», «биомедицина»,
а также физиологам, биохимикам научно-исследовательских
лабораторий, преподавателям высших образовательных
медицинских и биологических учреждений.
Реклама
Менделеев Д.И.
Заветные мысли.
М.: Наука, 2019. — 310 с.
Д.И. Менделеев в работе «Заветные мысли» рассуждает о
желательных, на его взгляд, путях развития России в
геополитической, экономической и научной областях. Круг
анализируемых ученым вопросов чрезвычайно широк:
государственное устройство, образование, народонаселение,
внешняя торговля, взаимосвязь между просвещением и
национальным богатством, баланс между промышленностью и
сельским хозяйством и т.д. По существу, «Заветные мысли» -
духовное завещание Д.И. Менделеева потомкам.
Для широкого круга читателей.
Аминов Р.З., Юрин В.Е., Егоров А.Н.
Комбинирование АЭС
с многофункциональными
энергетическими установками.
М.: Наука, 2018. — 238 с.
В работе предложен новый взгляд на повышение безопасности
АЭС. Разработаны и исследованы многофункциональные
системы, включающие такие установки, как дополнительная
паровая турбина, тепловые аккумуляторы, водородный комплекс
и газотурбинные установки, позволяющие обеспечить надежное
электроснабжение собственных нужд АЭС в аварийных
ситуациях с обесточиванием. Исследован способ использования
остаточного тепловыделения реакторов типа ВВЭР для
генерации электроэнергии, необходимой для отвода остаточного
тепловыделения в аварийных ситуациях с полным
обесточиванием. Разработана система уравнений и построены
скелетные таблицы свойств диссоциированного водяного пара,
которые позволяют проводить промышленные
термодинамические расчеты параметров рабочего тела
водородных циклов. Исследованы процессы сжигания водорода
в кислородной среде, а также определены ресурсные показатели
основного оборудования водородного энергокомплекса,
работающего в циклических режимах.
Для научных работников, специалистов, аспирантов,
студентов старших курсов теплоэнергетических специальностей.
Реклама naukabooks.ru
Люди науки
ФЕНОМЕН АТАНАСИУСА КИРХЕРА
ИОГАНСОН Лидия Ивановна,
кандидат геолого-минералогических наук
Институт физики Земли РАН
DOI: 10.7868/S0044394820090066
И вот, совершенно неожиданно отец Кирхер снова здесь.
И.В. Гёте
П« оследний человек в последние десятилетия
Ренессанса», испы- главным образом в США,
тавший прижизненную Италии и Германии.
славу, многолетнее заб- Начальная реанима-
вение и второе рожде- ция имени А. Кирхера
ние в XXI веке, монах- произошла в литерату-
иезуит Атанасиус Кир- ре, и наибольшую попу-
хер (1602‒1680) был из- лярность ему обеспечил
вестнейшим в свое время Умберто Эко в книгах
эрудитом и ученым ши- «Остров накануне», «В по-
рочайшего профиля. Он исках совершенного язы-
родился в Германии, но ка», «Язык и безумие».
бежал из нее во время Затем подключились уче-
30-летней войны и про- ные, и началось лавино
жил бóльшую часть жиз- образное появление ста-
ни в Риме. В сферу его на- Атанасиус Кирхер. тей и монографий, стали
учных интересов входи- Художник Корнелиус проводиться симпозиумы,
ли математика, геогра- создаваться «кирхеров-
фия, геология, история, Бломаерт. 1664 г. ские» отделы в крупных
астрономия, лингвисти- музеях, в том числе круп-
ка, акустика, оптика, механика, гид нейший – в Стэнфордском универси-
рология, гидротехника, пиротехника, тете США. Возникла «кирхериана», ох-
криптография, фортификация, химия, ватившая широкий круг специалистов
архитектура, музыка, магнетизм, во- и междисциплинарных исследовате-
енная тактика и стратегия, то есть все лей. Так, в мае 2002 г., в 400-ю годов-
существовавшие тогда научные дис- щину со дня рождения Кирхера, в Нью-
циплины. Кирхер был автором многих Йоркском гуманитарном институте
изобретений, предвосхитивших совре- был проведен симпозиум1. В 2004 г.
менные сложнейшие разработки, и соз- В Нью-Йорке вышел обстоятельный
дателем уникального публичного музея том «Атанасиус Кирхер: последний
древностей и редкостей в Риме. В то
время его слава распространилась на 1 Was Athanasius Kircher the coolest guy
всю Европу. ever, or what?, что можно перевести как
«Был ли Атанасиус Кирхер самым экс-
Возрождение интереса к этой не- травагантным или каким?».
обычной фигуре XVII в. наблюдается
Земля и Вселенная, 6/2020 75
Атанасиус Кирхер, 1650-е гг. зитор и музыковед: «Он был всего лишь
Неизвестный автор католиком… но он дает доступ чему-то
за пределами религии, науки и полити-
ч еловек, который знал всё»2. В 2012 г. ки. Эти приходят и уходят, но природа
биография Кирхера получила первую вещей не изменяется и исключитель-
премию3. В этом же году группа аме- ные личности периодически ее про-
риканских и итальянских геологов на- зревают. Это смысл ренессансной кон-
звала новооткрытый минерал кирхе- цепции prisca theologia (древней тео-
ритом. логии) и philosophia perennis (постоян-
ной философии), находящихся в трудах
Анализируя столь бурное возрожде- Гермеса Трисмегиста, Зороастра, гим-
ние полузабытого автора, исследова- нах Орфея, Золотой поэзии Пифаго-
тели этого феномена приводят разные ра, диалогах Платона и произведениях
объяснения. Одно из них связывают неоплатоников… Герметические уче-
с особенностями мышления Кирхера, ния утверждают разумное устройство
но гораздо больше заслуживает вни- и гармонию Вселенной…»4
мания точка зрения, ориентированная
на его универсальный подход к пости- Атанасиус Кирхер родился 2 мая
жению мира, на его формулу omnia in 1602 г. в г. Гайза, в Центральной Гер-
omnibus (все во всем), и утверждение мании, в семье профессора теологии
«все явления в мире связаны тайными И оганна Кирхера. Он получил пре-
узлами». красное образование в иезуитском
колледже Фульды и Кобленца. Еще во
Может быть, лучше всего о причи- время обучения он начал преподавать
нах возрождения интереса к Кирхеру древнегреческий язык, а после окон-
сказал Дж. Годвин, английский компо- чания колледжа преподавал математи-
ку, философию и древние языки, в том
2 Athanasius Kircher: The Last Man Who числе древнееврейский, в иезуитских
Knew Everything, edited by Paula Findlen. колледжах в городах центральной Гер-
Taylor & Francis Books, Inc. New York & мании – Кобленце, Майнце, Вюрцбур-
London, 2004. ге и др. Кирхер вступил в Иезуитский
орден, и после испытательного сро-
3 Glassie J. A Man of Misconceptions: The ка в 1628 г. стал монахом этого орде-
Life of an Eccentric in an Age of Change на. С 1618 г. в Германии продолжалась
(«Человек заблуждений: жизнь эксцен- религиозная 30-летняя война, про-
трика в эпоху перемен»). Riverhead of тестанты жестоко преследовали ка-
books. 2012. толиков. Так Кирхер в 1631 г. попал
в Авиньон, где в иезуитском коллед-
76 же преподавал математику, натураль-
ную философию и восточные языки.
О количестве иностранных языков,
которыми владел Кирхер, в литерату-
ре имеются разночтения, в любом слу-
чае речь идет о десятках, упоминается
даже 100 языков.
4 G odwin, 2009 Athanasius Kircher’s Theatre
of the World. Thames & Hudson, London,
2009. 320 p.
Земля и Вселенная, 6/2020
Опыт А. Кирхера, имитирующий сожжение Архимедом флота Марцелла.
Из книги «Наука магнетика», 1646 г.
К 1630 г. определились его научные ности в далеких странах по сбору раз-
интересы и духовные устремления. Во личного научного материала.
время своих странствий по германским
городам в одной из библиотек Кирхер В 1631 г. была опубликована пер-
увидел книгу с египетскими иерогли- вая научная книга Кирхера, посвящен-
фами. С тех пор его страстной до навяз- ная магнетизму, – «Наука м агнетика»5.
чивости идеей стало желание расшиф- К этой теме он будет обращаться по-
ровать эти письмена. Другим сильным стоянно на протяжении всей жиз-
желанием было миссионерство на Вос- ни и выпустит еще несколько книг по
токе. Забегая вперед, следует отметить, магнетизму. В Авиньоне Кирхер завя-
что египетские иероглифы Кирхеру рас- зал ценные знакомства и получил ре-
шифровать не удалось, но он по праву путацию обещающего ученого и поч-
считается основоположником египто- ти специалиста по иероглифам. Боль-
логии в Европе. Миссионером же он шую роль в дальнейшей судьбе Кир-
не стал, руководство ордена посчитало хера сыграл французский астроном
препятствием излишнюю темперамент- и антиквар Николя Клод Фабри де Пей-
ность Кирхера и отсутствие у него сми- реск (1580‒1637), который тоже инте-
рения и склонности к самоуничижению. ресовался египетскими древностями.
Зато в будущем ему пришлось стать не- Именно по рекомендации де Пейрес
ким центром (в единственном числе) ка генералу ордена иезуитов Муцио
иезуитской миссионерской деятель
5 Ars magnesia, Magnetic Art.
Земля и Вселенная, 6/2020
77
Фронтиспис книги А. Кирхера «Эдип египетских иероглифов, а также куп
Египетский» (Oedipus Aegyptiacus), ленные в Марселе семена загадочных
1652–1654 гг. растений. Этим растением оказался
подсолнух, цветы которого были сол-
В ителлеши в 1633 г. Кирхер переезжает нечными часами (из-за своего свойства
в Рим, где попадает в близкое окруже- следовать за Солнцем).
ние к папскому престолу и назначает-
ся профессором математики и восточ- В это время папой в Риме был Ур-
ных языков в престижный иезуитский бан VIII (Маттео Барберини, 1568–1644)
колледж Collegio Romano (сейчас – и только что закончился инквизици-
Папский григорианский университет). онный процесс над Галилео Галилеем
На этой должности Кирхер пробыл до (ЗиВ, 1965, № 1). 33 года назад Джор-
1646 г., когда ему разрешили оставить дано Бруно (1548–1600) был сожжен
преподавательскую должность и он на костре за ересь, важной составляю
превратился в «единоличный институт щей которой была приверженность
для прогресса знаний»6. герметическому учению, восходящему
к древней египетской мудрости (ЗиВ,
Следует упомянуть легенду, связан- 1975, № 5; 1998, № 6). И при этом като-
ную с приездом Кирхера в Рим и, оче- лическая церковь во главе с папой была
видно, характеризующую его склон- заинтересована в расшифровке иерог-
ность к мистификации. В Рим он при- лифов, египетских тайн ‒ ведь именно
вез книгу древнего восточного мудре- как специалист по иероглифам Кирхер
ца, где содержался ключ к расшифровке был приглашен в Рим. Он сосредоточи-
вает свои усилия на изучении истории
6 The last man who knew everything… or did Древнего Египта по трудам не толь-
he?, in Findlen P., ed., Athanasius Kircher: ко европейских ученых, но и арабских
The Last Man Who Knew Everything: New историков, что навело его на весьма
York, Routledge. 2004. p. 1–48. плодотворную мысль о связи коптско-
го языка с древнеегипетским. Первый
78 научный труд Кирхера в Риме «Копт-
ские или египетские веяния» вышел
в 1636 г. и был посвящен коптскому
языку. В последствии расшифровавший
египетские иероглифы Ж.-Ф. Шампо-
льон (во многом благодаря Кирхеру)
о тдавал ему должное именно за «рас-
пространение изучения коптского язы-
ка», но пренебрежительно отзывался
о его самостоятельных попытках рас-
шифровать иероглифы7.
Результаты многолетних штудий
египетских проблем были изложены
Кирхером в двухтомном труде «Эдип
Египетский», выходившем по частям
в 1652–1654 гг. и в полном объеме (око-
ло 2 тыс. страниц). В этом произведе-
7 Йейтс Ф. Джордано Бруно и герметиче-
ская традиция (перевод Г. Дашевского).
М.: Новое литературное обозрение, 2000.
Земля и Вселенная, 6/2020
нии ученый попытался свести воедино Музей Кирхенариум. Кирхер принимает
все известные к тому времени сведения посетителей. Гравюра, 1678 г.
о мудрости Древнего Востока8.
Вителлеши и осуществлялся в 1640-х гг.
Возможно, не без влияния Кирхе- Предполагалось провести географи
ра египетские мотивы прочно вошли ческую реформу, включив в нее не
в живопись того времени. Египет- только сбор различной географически-
ские пирамиды и обелиски стали ча- этнографической информации, но и
сто изображаться на полотнах худож- разработку методов определения долго-
ников XVII в. ‒ Н. Пуссена (знакомо- ты местности, которую в то время опре-
го с Кирхером), а также многих других деляли неудовлетворительно. Для этого
художников – К. Лоррена, С. Бурдона, было решено использовать сеть иезуи-
П. да Кортона и др. тских миссионеров во многих отдален-
ных странах и вменить им в обязан-
Параллельно с работой над египет- ность измерять отклонение магнитной
скими материалами Кирхер продол- стрелки. Метод был предложен Кирхе-
жал заниматься постижением магне- ром, и он же стал ц ентром по с бору ин-
тизма, этому вопросу была посвяще- формации. Письма шли в Рим на имя
на его первая книга, а в 1641 г. вышла Кирхера и адресовались «нашему ма-
вторая книга9. В переводе на русский тематическому князю в Риме». Кирхер
язык полное название книги (ее был организатором первого централи-
объем – больше 900 страниц) выглядит
так: «Магнит или искусство магнетиз- 79
ма, в трех ч астях, в которых универ-
сальная природа магнита так же, как
и его использование во всех искусствах
и наук ах, объяснена новым методом.
В дополнение приводятся неизвест-
ные секреты природы от силы и уди-
вительных эффектов магнита и других
скрытых движений в природе в эле-
ментах, камнях, растениях, животных
и других вещах благодаря всем видам
физических, х имических и математи-
ческих экспериментов».
Наряду со своими нетривиальны-
ми взглядами на сущность магнитных
явлений Кирхер в истории изучения
магнетизма иногда упоминается как
автор первой магнитной съемки Зем-
ли. Такое не совсем точное мнение ос-
новано на реальном участии Кирхера
в грандиозном предприятии под на-
званием «Географический план», ко-
торый был разработан по инициати-
ве генерала ордена иезуитов Муцио
8 Стрельцов А. Человек, знавший всё:
Афанасий Кирхер // Исторический жур-
нал. 2013. № 4. С. 76–91.
9 Magnes sive de arte magnetica.
Земля и Вселенная, 6/2020
Фронтиспис книги ный музей Кирхенариум10, ставший
«Китайские монументы…» достопримечательностью Рима вто-
Изображены демонстрирующие карту рой половины XVII в., пользовавший-
Китая Маттео Риччи, итальянский ученый ся большой популярностью. Порази-
и иезуит, основатель миссии в Китае тельным отличием этого музея было
(справа) и Адам Шель фон Белль, немецкий то, что укомплектованный древностя-
иезуит (в одежде китайского чиновника), ми и редкостями, открытый в лоне ка-
благословляемые с небес Игнатием Лойолой толической церкви, он не имел обра-
и Франциском Ксаверием (католическим зов и предметов христианского культа.
миссионером), 1667 г. Здесь были машины, деревянные обе-
лиски, детские скелеты, чучела живот-
зованного сбора унифицированной на- ных, римские погребальные урны, мо-
учной информации: он составлял та- заики, монеты и т.д.11 Музей был уком-
блицы с указанием мест и времени на- плектован диковинными изобрете-
блюдений, однако материалы проекта ниями самого Кирхера – говорящими
были утеряны. машинами, подслушивающими устрой-
ствами, автоматами, извергающими на-
В 1651 г. в Риме открылся музей, питки для гостей. Сохранились описи
в основу которого была положена кол- музея, составленные Кирхером. В 2001 г.
лекция антикварных предметов и жи- в Риме, в палаццо Венеция по катало-
вописи аристократа Альфонсо Дон- гам Кирхера его экспозиция была вос-
нино, которую он подарил Collegio становлена и показана в рамках специ-
Romano. Куратором музея назначили альной выставки «Музей мира».
Кирхера, он присоединил к этому дару
свою коллекцию редкостей, минералов В 1667 г. вышла в свет книга Кир-
и окаменелостей. Так возник уникаль- хера о Китае «Китайские монументы,
как священные, так и мирские…»12, со-
80 ставленная на основе донесений иезу-
итских миссионеров, работавших в Ки-
тае. Это было собрание разнообразных
сведений о неизвестной стране, вклю-
чающих описание географических ус-
ловий, населения, религии, флоры
и фауны. Возможно, самой большой
заслугой Кирхера в этой книге стала
история и расшифровка «Несториан-
ской стелы», древнего христианского
памятника с китайским текстом (дати-
руется 781 г. н.э.), который был о ткрыт
10 M useo Kircheriano, Museum Kircheria-
num.
11 Lo Sardo E., Kircher’s Rome, in Findlen, P.,
ed., Athanasius Kircher: The Last Man
Who Knew Everything: New York, Rout-
ledge, 2004. P. 51–62; Godwin, J., 1978,
Athanasius Kircher. A Renaissance Man
and the Quest for Lost Knowledge. Lon-
don: Thames & Hudson, 1979.
12 China monumentis, qua sacris qua pro-
fanes…
Земля и Вселенная, 6/2020
аб
Обложки сочинений А. Кирхера: в
а) «Наука света и тени», 1646 г.; 81
б) «Всеобщая музыкальная стихия», 1650 г.;
в) «Вавилонская башня», 1679 г.
в 1625 г. Книга была прекрасно иллю-
стрирована, включала довольно под-
робную карту Китая, пользовалась
большой популярностью и неоднократ-
но переиздавалась13.
Среди других работ Кирхера следу-
ет назвать следующие: «Наука света
и тени» 1646 г. издания (именно этот
труд пристально изучал Иоганн Гёте
при самостоятельных занятиях светом
13 C onor R. Athanasius Kircher – a mas-
ter of a hundred arts, 1602–1689. Stu-
dia Kircheriana. Wiesbaden, 1974; Hsia F.
Athanasius Kircher’s China Illustrata
(1667), Athanasius Kircher: The Last Man
Who Knew Everything: New York, Rout-
ledge, 2004. P. 383–404.
Земля и Вселенная, 6/2020
а
б
82 Иллюстрации к книгам А. Кирхера:
а) «Ноев ковчег», 1675 г. (Ноев ковчег перед Потопом и его внутренний вид);
б) «Вавилонская башня», 1679 г.
Земля и Вселенная, 6/2020
и цветом), большой труд о музыке «Все- Специального внимания заслужива-
общая музыкальная стихия или вели- ют изобретения Кирхера. Здесь умест-
кое искусство консонанса и диссонан- но назвать только некоторые из них.
са» (1650), не потерявший своего зна- Самым знаменитым из них был «Ма-
чения до настоящего времени, а также тематический орган» (1668)15, который
издания «Ноев ковчег» (1675) и «Ва- по праву рассматривается как прообраз
вилонская башня» (1679)14. «Ноев ков- первого компьютера. Это была свое
чег» – весьма своеобразное в отноше- го рода вычислительная машина, по-
нии достоверности сочинение, приво- зволяющая решать задачи арифмети-
дящее самые подробные сведения о его ки, геометрии, фортификации, астро-
конструкции – размерах и материале, номии, астрологии и даже тайнописи,
из которого было построено это соору- а также рассчитывать и определять вре-
жение, а также списком всех животных, мя. К его изобретениям также относит-
спасшихся на нем от Потопа. Однако ся прибор для слабослышащих, подо-
интересно то, что в этом труде можно бие будущего проекционного аппара-
найти проблески будущей теории эво- та, музыкальные инструменты. К раз-
люции: Кирхер объясняет появление ряду курьезов можно отнести прибор
некоторых неизвестных до Потопа жи- для записи пения птиц, а также при-
вотных изменением природных усло- способление для устрашения против-
вий после ужасного наводнения. Так же ника в виде наполняемого светящим-
фантастична и «Вавилонская башня», но ся газом огромного дракона, на животе
и здесь рассыпаны остроумные сообра- которого была надпись «Гнев Божий»16.
жения о едином праязыке человечества.
Кирхер был широко известен в свое
Литературное наследие Кирхера время, более того, историк и специа-
огромно: всего при его жизни было опуб лист по итальянскому Возрождению
ликовано около 40 книг, каждый том со- Л. Финдлен называет его «первым уче-
держал до тысячи страниц и был изо- ным с мировой репутацией». Этому спо-
бильно и мастерски иллюстрирован. собствовали не только труды, но и во
Над оформлением книг Кирхера трудил- многом его участие в т.н. «Республике
ся большой коллектив искусных худож- писем», получившей широкое распро-
ников-граверов, и существует предание, странение в XVII в. Это была интенсив-
что его книги покупались не столько для ная переписка между европейскими ин-
чтения, сколько в качестве художествен- теллектуалами: «В течение всей жизни
ных альбомов. Они ценились библиофи- он вел постоянную переписку с обра-
лами всей Европы уже в то время, и этот зованнейшими людьми своего време-
интерес сохранился до сих пор. В 2004 г. ни. В числе его корреспондентов были
954-страничный труд «Подземный мир» т акие ученые, как Лейбниц, Торричелли,
был издан как факсимильное подароч- Гассенди. С ним переписывались импе-
ное издание к 32-му Международному раторы Священной Римской империи,
геологическому конгрессу, состоявшему- главы римско-католической церкви,
ся во Флоренции. В 2011 г. было выпуще- кардиналы, курфюсты, епископы и дру-
но еще одно факсимильное издание это- гие знатные люди тогдашней Европы.
го труда – им награждаются почетные В одном только архиве П апского гри-
профессора итальянских университетов.
15 Organum Mathematicum.
14 A rs Magna Lucis, Musurgia universalis, 16 Fletcher J. A study of the life and works of
sive ars magna consoni et dissoni, Arca
Noe и Turris Babel. Athanasius Kircher, Germanus Incredibi-
lis. Brill, 2011. 607 c.
Земля и Вселенная, 6/2020
83
Иллюстрация из книги А. Кирхера рый достоин бессмертия – в той мере,
«Математический орган», 1668 г. в какой оно выпадает на долю людей,
чему счастливым подтверждением слу-
горианского университета в Риме хра- жит твое имя, – бессмертия в энергич-
нится 2291 письмо Атанасиусу Кирхеру ной, полной юношеских сил старости».
на латинском, итальянском, испанском, Но главной причиной было изменение
французском, немецком, голландском, исторических условий, в которых ме-
фарси, арабском, китайском, армян- нялось и содержание вызовов времени.
ском, коптском и других языках. Письма Подступала научная революция и луч-
же самого Кирхера разбросаны по евро- ше всего изменившееся отношение
пейским архивам. Из них опубликована к знаниям выразил Декарт, сказавший,
лишь мизерная часть»17. что готов забыть все, что знал, чтобы
понять кое-что. Какой это вызов Omnia
Однако сохранившиеся свидетель- in omnibus Кирхера!
ства об отношении к Кирхеру других
выдающихся ученых, его современни- Интерес для сообщества наук о Зем-
ков, далеко не однозначны. Рене Декарт ле представляет самое известное про-
высокомерно заметил: «…он больше изведение Кирхера «Подземный мир»,
шарлатан, чем ученый». Зато известно изданное в 1664‒1665 гг. и позже неод-
восторженное письмо от 16 мая 1670 г. нократно переиздававшееся18. В нем
молодого Г.В. Лейбница Кирхеру после изложены взгляды Кирхера на устрой-
знакомства с его работой по К итаю: ство планеты и освещены многие во-
«В остальном я желаю тебе, о ты, кото- просы, до сих пор определяющие про-
блематику наук о Земле. Кирхер каса-
17 Томсинов В.А. Краткая история египто- ется вопросов геологии, палеонтоло-
логии. М.: Зерцало; Издательский дом гии, океанографии, химии, биологии,
«Вече», 2004. С. 65. астрономии, метеорологии, матема-
тики. При таком универсальном инте-
84 ресе к окружающему миру Кирхер был
обречен на создание этого труда. В ка-
ком-то смысле он перенес свой интерес
к иероглифам на природу, проводя ана-
логию между расшифровкой первых
и пониманием второй. При этом Кир-
хер отвергал чудеса, п олагая, что при-
рода, повинуясь своим естественным
законам, много чудесней.
Ему пришлось стать свидетелем
грандиозных явлений природы, что
не могло не послужить толчком для
активной работы мысли в направле-
нии, связанном с устройством Зем-
ли. Несмотря на преимущественно
оседлую жизнь в Риме, Кирхеру дове-
лось совершить насыщенное приклю-
чениями путешествие на юг Италии
18 M undus subterraneus, quo universae
denique naturae divitiae.
Земля и Вселенная, 6/2020
в 1637‒1638 гг., когда он сопровождал Фронтиспис книги А. Кирхера «Подземный
гессенского ландграфа Фридриха на мир», 1664 г.
Мальту, будучи назначенным его лич-
ным духовником и исповедником. Тог- меры конкретного вулкана, а вулкани-
да он стал зрителем, по его словам, «ве- ческая деятельность может создавать
личественного театра природы» с уча- и уничтожать горы. Одновременное
стием грозных стихий: извержение извержение Везувия, Этны и Стром-
вулканов Везувий, Этна и Стромболи боли привело Кирхера к выводу о том,
и сильное землетрясение (Великое Ка- что под землей существовала связь
лабрийское землетрясение), жертвами между источниками вулканических
которого стали около 10 тыс. человек. извержений.
Везувий начал извергаться в 1630 г.,
и это было самое сильное извержение Рисунок Кирхера, изображающий из-
после извержения 79 г. н.э., погубив- вергающийся Везувий, украсил книгу
шего Помпею и Геркуланум. К 1637 г. «Подземный мир», вышедшую спустя
пик деятельности вулкана был позади, почти 30 лет после описанных событий.
но он продолжал извергать лаву. Кир- Труд состоит из двух томов, первый том
хер решился на рискованное предприя описывает «замечательную структуру
тие – спустился в кратер Везувия: земного глобуса», а во втором рассма-
«…когда я достиг кратера, страшно ска- триваются экологические проблемы
зать, я увидел, что он весь в огне, с не- о рациональном использовании земных
выносимым запахом серы и горящего благ. В целом в этой работе (как и в дру-
битума. Мне казалось, я смотрю на цар- гих трудах Кирхера) з атрагиваются са-
ство мертвых и вижу ужасные фантомы мые разнообразные темы, касающиеся
демонов, воспринимаю стоны и кон- как внутреннего устройства Земли, так
вульсии ужасной горы, необъяснимый
смрад, темный дым, смешанный с ог- 85
ненными шарами, которые продол-
жали извергать дно и стены горы из
одиннадцати различных мест, вызывая
рвоту и у меня»19. Утром он измерил
пантометром (прибор, им сконструи-
рованный) размеры вулкана.
Уже тогда Кирхер сделал некото-
рые важные выводы, вошедшие в бу-
дущую книгу. Так, испытанные запахи
дали ему основание полагать, что вул-
каническая деятельность обязана сго-
ранию серы, битумов и селитры (поро-
хообразное взрывчатое соединение),
что приводит к взрыву и изверже-
нию горящего материала. Тем самым
вулканы представляют о тдушины для
выхода горящего внутри Земли веще-
ства, объем которого превышает раз-
19 Scott M. 2012. Happy birthday, Athanasius
Kircher. Earth Observatory. April 30th
Земля и Вселенная, 6/2020
Извержение Везувия. Рисунок из книги биной в недрах Земли. Он
Кирхера «Подземный мир», 1664 г. находил связи между го-
рами, вулканами, река-
и отвлечений на рассуждения о Солнце, ми и океаном, усматри-
Луне, затмениях, фейерверках, ископае вая их в круговороте воды
мых, гравитации, горном деле, астро- на Земле, полагая, что все
логии, горном деле и т.д. «Подземный водные потоки берут на-
мир» великолепно иллюстрирован, сре- чало из водяных камер,
ди иллюстраций – карта Атлантиды, за- расположенных под круп-
имствованная Кирхером из древнееги- ными горными массива-
петских манускриптов. ми. Соображения о разру-
шительной работе воды
По представлениям Кирхера, вну- в известняковых массивах
тренняя часть Земли содержит пусто- позволяют называть Кир-
ты, занятые огнем, водой и воздухом. хера среди основополож-
Есть под землей переходы-вместили- ников карстологии.
ща семян для образования минера-
лов и пород. В центре Земли находит- Интересны представле-
ся «Центральный огонь», промежуточ- ния Кирхера об ископае
ные очаги располагаются выше и наи- мых (в ту эпоху так на-
более близкие к поверхности питают зывали все подземные образования),
вулканы. В Земле наблюдается равно- различая «фигурные камни» и мине-
весие между разогреванием и охлаж- ралы. Он «развил целую теорию об ис-
дением: «вода, огонь, взаимно обере- тинном принципе окаменения». Дис-
гают друг друга и по взаимному со- куссия о «фигурных камнях» была од-
гласию охраняют геокосм, или земной ной из наиболее длительных в истории
мир»20. Кирхер один из первых предпо- геологии, взгляды ее участников раз-
ложил увеличение температуры с глу- личались от признания органической
природы ископаемых до отнесения их
20 Fletcher J. A study of the life and works of к разряду «курьезов натуры». Кирхер
Athanasius Kircher, ‘Germanus Incredibi- не сомневался в органическом проис-
lis”. Brill, 2011. 607 c. хождении множества окаменевших ор-
ганизмов ‒ устриц, моллюсков и других
86 обитателей морского дна.
Кирхер предполагал упорядоченное
расположение горных хребтов на по-
верхности земного шара – на его схеме
они следовали строго по двум направ-
лениям – широтном и меридиональ-
ном. Следует упомянуть о его знаком-
стве с Николаусом Стено (1636‒1686),
основоположником научной геологии,
обосновавшим принцип первоначаль-
ного горизонтального залегания слоев
и их суперпозиции. Известно, что они
переписывались и даже встречались
в Риме (предположительно в 1666 г.).
Труд Кирхера «Подземный мир» рас-
сматривается в настоящее время как
соединительное звено между средневе-
ковыми представлениями и нарожда-
Земля и Вселенная, 6/2020
ющимися эмпирическими Карта Атлантиды. Рисунок из книги
знаниями, положивши- А. Кирхера «Подземный мир», 1664 г.
ми начало научной рево-
люции в геологии. В нем С космогонией, хотя и причудливо,
были освещены практи- связаны два произведения Кирхера ско-
чески все основные про- рее научно-фантастического, чем науч-
блемы натуральной фило- ного характера – «О восторге небесном»
софии, поэтому символи- и «Экстатическое путешествие»21, напи-
ческие образы, аллегории санные во второй половине 1650-х гг.,
и метафоры используются оказавшие влияние разве что на писа-
наряду с эмпирическими телей-фантастов. Это описание путеше-
заключениями. При этом ствия по планетам Солнечной системы
наблюдения соседству- с рассуждениями о существующих кос-
ют с картинами из жизни могонических научных гипотезах и ил-
подземных обитателей с той же степе- люстрированное фантастическими кар-
нью убедительности. Мировоззрение тинами. При описании Солнца Кирхер
Кирхера соответствовало платоновской указывает на его дефекты, ссылаясь на
философии, он был сторонником син- лично виденные им пятна в телескопе.
тетического, целостного, в современ- Кирхер придерживался гео-гелиоцен-
ных терминах холистического, взгляда трической гипотезы Тихо Браге (1546–
на природу. Он искал тайные узлы, свя- 1601), согласно которой Земля находит-
зывающие все явления в мире, и наибо- ся в центре мира, вокруг Земли обраща-
лее отчетливо выразил эти представле- ются Солнце и Луна, а пять известных
ния в «Подземном мире». В этой рабо- тогда планет – вокруг Солнца.
те ясно проводится идея, активно раз-
виваемая впоследствии Дж. Геттоном Особый интерес для автора пред-
(1726‒1797) и ставшая снова популяр- ставляло выяснение вопроса, на-
ной со второй половины ХХ в., о том, сколько давно Кирхер известен в Рос-
что Земля («сферический геокосм») – сии. Оказалось, что имя Кирхера и его
живое существо, равновесие геокосма труды по египтологии были предме-
определяется гармоничным соотноше- том интереса царя Алексея Михайло-
нием огня и воды. В свою очередь это вича (1629–1676). В «Приказе Тайных
служит предпосылкой для безопасного дел» хранились прорисовки египетских
существования человечества.
21 Iter exstaticum celeste и Itinerarium ex-
В области астрономии интересы staticum.
Кирхера сводились к изучению сол-
нечных пятен еще в 1624 г. в немец- 87
ком Майнце и наблюдению за солнеч-
ным затмением в Риме в 1635 г. По его
проекту в Авиньоне был построен пла-
нетарий, где системой зеркал проеци-
ровались отражения Солнца и Луны
на карты с зодиакальными созвезди-
ями, а также показаны города на раз-
ных широтах с разницей во времени.
Данные об астрономических наблю-
дениях Кирхер упоминал в переписке,
где обосновывал необходимость созда-
ния единого центра по сбору и анализу
астрономической информации.
Земля и Вселенная, 6/2020
Взаимоотношение огня и воды в недрах включили сообщение, пришедшее из
Земли. Иллюстрация из книги Кирхера Рима: «Да здесь же прислано… для по-
«Подземный мир», 1664 г. казанию Афонасию Кирхерию, мужу
зело мудрейшему в науке математит-
иероглифов, заимствованные из «Эди- ской, ему же чают нигде подобного
па Египетского», 1652–1654 гг. В октя- не обретается». Известили «Куранты»
бре 1671 г. в очередной, подготовленный и о смерти Кирхера в 1680 г.22 В жур-
для царя сборник новостей – «К уранты» нале «Месячные исторические, генеа-
логические и географические приме-
Обложка книги А. Кирхера «О восторге чания в ведомостях» (приложения к га-
небесном», 1657 г. Изображен герой книги зете «Санкт-Петербургские ведомо-
Теодидакт (alter ego Кирхера) и его ангел- сти», 1728–1742 гг.) обнаружилось, что
проводник Космиэль. авторы статей об извержениях вулка-
нов цитировали Кирхера, в том числе
88 описание его отважного путешествия
в ж ерло Везувия.
Жизнь А. Кирхера полностью вмес
тилась в пределы XVII в., которое по
праву называется великим из-за изо-
бретения таких инструментов, как те-
лескоп, микроскоп и барометр, дав-
ших мощный импульс развитию на-
блюдательной науки. На его веку про-
изошли фундаментальные открытия
в физике и астрономии, связанные
с именами Кеплера, Галилея и Нью-
тона, ознаменовавшие начало науч-
ной революции. Однако, хотя Кирхер
сам пользовался телескопом и микро-
скопом, на его мировоззрение важ-
нейшие научные открытия не повлия
ли. Он изначально был уверен в том,
что устройство Вселенной лучше вы-
ражено в эзотерических древних тек-
стах, чем в работах его ученых-совре-
менников. Именно этим объясняются
превратности его посмертной судьбы,
он не был включен в пантеон великих
ученых, совершивших научную рево-
люцию, но нашел позднейшее призна-
ние по универсальности подхода к за-
гадкам мироздания и вернулся в на-
учный дискурс как последний человек
Возрождения.
22 Шамин С.М. Неизвестная тайнописная
азбука из архива приказа Тайных дел //
Древняя Русь. Вопросы медиевистики.
М., 2010. № 2. С. 104.
Земля и Вселенная, 6/2020
Гипотезы, дискуссии, предложения
ФОТОННАЯ РАКЕТА: ФАНТАЗИИ
И ФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
АЛЕКСАНДРОВ Евгений Борисович,
академик РАН
Физико-технической институт им. А.Ф. Иоффе
DOI: 10.7868/S0044394820100060
Ф отонные ракеты! Романтические Вот, двигаясь по световому лучу,
звездолеты научно-фантастиче- (Без помощи, но при посредстве),
ских романов полувековой давности! Я к Тау-Кита этой самой лечу,
Их авторы ознакомились с элементами Чтоб с ней разобраться на месте.
специальной теории относительности
(СТО) и осознали, что для межзвездных Владимир Высоцкий
перелетов не обойтись без звездолетов
с субсветовыми скоростями – иначе удельного импульса1, нормированного
никакой жизни не хватит долететь до на величину выбрасываемой в секун-
ближайшей звездной провинции. Ни- ду массы. Очевидно, что ракета тем
чего похожего подобным фантастиче- эффективнее, чем меньше она теряет
ским проектам современная техника рабочего вещества при заданной силе
создать не может. Тем не менее очень тяги. Анализ показывает, что удельный
скромную по скоростным возможно- импульс тем больше, чем выше ско-
стям фотонную ракету, позволяющую рость струи и чем меньше молекуляр-
достичь приращение скорости аппара- ный вес вещества струи. Максимально
та в невесомости порядка первой кос- высоким удельным импульсом должна
мической, можно осуществить весьма обладать ракета, у которой реактивная
простыми средствами. Расскажем об струя представляет собой луч света –
этом подробнее. поток фотонов, т.е. частиц, движущих-
ся с предельной в природе скоростью –
Как известно, реактивный (ракет- со скоростью света с.
ный) двигатель имеет в основе закон
сохранения импульса: выбрасывая ре- Идея подобной фотонной ракеты
активную струю, ракета подвержена была выдвинута ракетчиками в сере-
силе реакции F, приводящей ее в дви- дине прошлого века, и до настоящего
жение. Эта сила равна количеству дви- времени она нашла воплощение толь-
жения, уносимого в секунду реактив- ко на страницах научной фантастики2.
ной струей: F = m˙ v, где m˙ – масса ве- Дело в том, что, будучи предельно эко-
щества струи, выбрасываемая ракетой номной в отношении расходуемой мас-
в секунду, а v – скорость струи. Эффек- сы рабочего вещества (в качестве кото-
тивность ракетного двигателя суще- рого выступает лучистая энергия), та-
ственно характеризуется величиной кая ракета нуждается в чудовищных
расходах энергии. В самом деле, зада-
димся единичной тягой F = 1 ньютон.
1 h ttps://ru.wikipedia.org/wiki/Удельный_
импульс
2 h ttps://ru.wikipedia.org/wiki/Фотонный_
двигатель
Земля и Вселенная, 5/2020 89
УСКОРИТЕЛЬ АНТИЧАСТИЦ Луну3. Вторая и третья ступе-
БИОЛ. ЗАЩИТА ни этой ракеты были оснаще-
ЛЮДИ, АППАРАТУРА ны кислородно-водородными
двигателями J‑2 Rocketdyne,
ЗАПАСЫ ГОРЮЧЕГО каждый из которых развивал
УСКОРИТЕЛЬ ЧАСТИЦ
ТОЧКА АННИГИЛЯЦИИ
ОТРАЖАТЕЛЬ
тягу около 1 миллиона нью-
тонов (106 Н), сжигая в одну
секунду около 80 кг водоро-
да, что соответствует тепло-
вой мощности около 10 ГВт.
В пересчете на тягу в 1 Н это
дает потребляемую мощность
около 10 кВт, что на 4 порядка
меньше энергии, излучаемой
фотонной ракетой при рав-
ной тяге!
Вообще говоря, энергети-
ческий проигрыш на 4 поряд-
ка – это еще не смертный при-
говор. Огромный проигрыш
можно восполнить соответ-
ственным повышением эф-
фективности горючего. Дей-
ствительно, великолепный
кислородно-водородный дви-
гатель использует химиче-
скую реакцию окисления во-
Проект фотонной ракеты Эйгена Зенгера. 1957 год. дорода с энергетическим вы-
Источник: Wikipedia, https://ru.wikipedia.org/wiki/ ходом около 120 МДж на 1 кг
Фотонный_двигатель водорода, или около 2.5 эВ на
одну молекулу водорода. Есте-
ственно, казалось бы, перей-
П олагая скорость v = с, находим тре- ти от химических реакций к ядерным,
буемую секундную массу m˙ лучистой где счет энергии идет уже на миллионы
энергии Е, используя соотношения электрон-вольт! Поэтому рассмотрим
E = mс2 и F = m˙ c: m˙ = 1 Н/c @ 3.3 · 10–9кг перспективы ядерных фотонных ракет,
и E @ 3 · 108 Дж. каковыми (т.е. ядерными) они, впрочем,
и виделись исходно авторам этих идей.
Результат впечатляющий: излучае-
мая энергия почти ничего не весит – Идеальная (фантастическая) фо-
всего 3.3 микрограмма в секунду, но тонная ракета подразумевала исполь-
ее мощность грандиозна – три десятых зование реакции аннигиляции веще-
гигаватта. Достаточно вспомнить, что ства и антивещества, в результате чего
мощность 1 ГВт – типичная единица якобы вся масса топлива превращает-
измерения мощностей блоков атомных ся в лучистую энергию, которая с по-
электростанций. И все это для обеспе- мощью отражателей преобразуется
чения тяги в 1 Н, т.е., всего @ 102 грам- в направленный луч. Однако подоб-
ма силы! ный проект оказался неосуществи-
Сопоставим это фантастическое чудо мым по ряду причин. Во-первых, мы
с реальным чудом техники – с ракетой
«Сатурн‑5», доставлявшей людей на 3 https://en.wikipedia.org/wiki/Saturn_V
90 Земля и Вселенная, 5/2020
не у меем создавать значительные ко- нейтронов происходит с эффективно-
личества антивещества и не умеем его стью всего около 0.4%;
запасать. До недавнего времени ядер-
щики умели производить только не- 2) эффективность реакции деле-
значительные потоки позитронов, ко- ния урана‑235 (или плутония) близка
торые удавалось удерживать в накопи- к 0.1%;
тельных кольцах. Во-вторых, аннигиля-
ция приводит к полному превращению 3) эффективности выделения ядер-
вещества в излучение только в случае ной энергии при распаде радиоактив-
электрон-позитронных столкновений. ных изотопов сильно различаются от
В-третьих, не существует эффективных изотопа к изотопу, не превышая, од-
отражателей для g-излучения. нако, эффективности реакции деления
урана (или плутония). Но при этом не-
Тем не менее идея фотонной ра- обходимость наработки и хранения зна-
кеты с ядерным источником энергии чительных количеств «горючего» требу-
не представляется безнадежной, имея ет использовать только долгоживущие
в виду весь уже 80-летний опыт ядер- изотопы, выбор среди которых не ве-
ной энергетики. Отвлечемся от нере- лик – это прежде всего изотопы поло-
альной идеи аннигиляции и обратимся ния с энергией a-распада около 5 МэВ
к другим источникам ядерной энергии. и с эффективностью около 0.003%.
Таковых имеется три:
Начнем с третьей возможности.
1) ядерный синтез; впрочем, этот Несмотря на ее наименьшую энерге-
источник явно не пригоден в обозри- тическую эффективность, она имеет
мой перспективе, потому что до сих преимущество необычайной техниче-
пор реализован только в режиме раз- ской простоты и надежности фотонно-
рушительного взрыва, несмотря на го двигателя на ее основе. Нет ниче-
уже затраченные 70 лет на разработку го проще! Достаточно заключить, на-
путей управляемого синтеза и почти пример, изотоп полония 210Ро в воль-
60 лет на попытки осуществления до- фрамовый контейнер необходимого
зированных мини-взрывов; объема, чтобы этот объем разогрелся
до достаточно высокой температуры
2) ядерный реактор; (один кубический сантиметр 210Ро вы-
3) радиоактивный изотоп. деляет мощность около 1320 Вт). При
Если сравнивать энергетические этом ядерная энергия распада будет
возможности ядерных источников целиком преобразовываться в тепло,
энергии, то они распределяются сле- которое будет в условиях космическо-
дующим образом4. Приняв за единицу го вакуума полностью уходить в виде
эффективности реакцию аннигиляции теплового излучения. Если поместить
электрона и позитрона, эффективно- контейнер в фокус параболического
сти преобразования массы в энергию алюминиевого зеркала, почти идеаль-
(любого сорта – кинетическую энергию ного отражателя для теплового излу-
частиц и лучистую энергию) трех пере- чения, то получится источник квази-
численных ядерных источников рас- параллельного луча. Выбор размера
пределяются так: контейнера и массы полония, обеспе-
1) в реакции 3Н + 2Н => 4He + n + чивающих безопасный разогрев по-
+ 17.6 MeВ (реализована в водородной добного ядерного светильника, – про-
бомбе) преобразование массы ядерной стая инженерная задача, на деталях
взрывчатки в кинетическую энергию которой нет смысла останавливаться
на этом этапе. Важнее оценить дина-
4 Т аблицы физических величин. Справоч- мические возможности подобной «ра-
ник под редакцией академика И.К. Ки- кеты», чтобы понять, стоит ли о вчинка
коина. Москва, Атомиздат, 1976. выделки.
Земля и Вселенная, 5/2020 91
Оценим предельное ускорение, ко- Ничтожное на первый взгляд уско-
торое может обеспечить описанный рение 0.047 см/сек2 способно, однако,
ядерный фонарь. Для этого будем счи- сообщить «фотонной ракете» за доста-
тать, что всю массу ракеты M опреде- точно большое время (много большее
ляет радиоактивное топливо и что вся времени жизни изотопа) дополнитель-
энергия радиоактивного распада пере- ную скорость DV, равную в пределе
ходит в направленное излучение. При t → ∞ величине G0t = ea/(Ac). Это сле-
известном времени жизни t изотопа дует из (2). Переписав его в виде
(t = t1/2ln2, t1/2 – время полураспада)
мощность W(t) уходящего излучения от G(t) = dV/dt = G0 exp(–t/t)
ядерного фонаря массы M равна, оче-
видно, и интегрируя по времени от 0 до беско-
нечности, для V получаем:
W(t) = eаМ exp(–t/t)/(Аt), (1)
V = V0 + G0t
где e – энергия a-частицы, А – атомный
вес изотопа, a – число Авогадро. Экс- В отличие от ускорения G предель-
поненциальный множитель учитыва- ное приращение скорости DV не зави-
ет распад изотопа со временем t. Уско- сит от времени жизни изотопа, опреде-
рение G(t) находится делением силы ляясь только энергией распада и атом-
F = W/с на массу M: ным весом. Для 210Po дополнитель-
ная скорость @ 8.1 км/сек, т.е. скорость
G(t) = G0 exp(–t/t), G0 = eа/(Аt), (2) вполне «космического» масштаба.
При использовании в качестве то- Для каких задач имело бы смысл
плива радиоактивного изотопа 210Po прибегать к подобному фотонному
(e = 5.3 МэВ, t1/2 = 138 дней) получаем двигателю? Пожалуй, только для ис-
в качестве верхней оценки ускорения следований дальнего космоса – за пре-
G0 = 0.047 см/сек2. Оценка эта является делами Солнечной системы. В ее пре-
верхней в двух смыслах: во‑первых, мы делах доступны другие способы уве-
пренебрегли массой конструкционных личения скорости космического аппа-
материалов «ракеты», в том числе мас- рата. Это прежде всего использование
сой контейнера и отражателя, не гово- гравитационных маневров в окрест-
ря уже о массе полезной нагрузки (по- ности планет, что позволяет изменять
добного рода пренебрежение типично скорость аппарата на величины по-
для нынешней ракетной техники). Дей- рядка орбитальных скоростей планет.
ствительно, при стартовом весе заправ- Возможно также использование сол-
ленной топливом ракеты «Сатурн‑5» нечного паруса в качестве версии фо-
около 2900 тонн, ее сухой вес состав- тонного двигателя5 (действительно,
лял всего 177 тонн. Во-вторых, такое в окрестности орбиты Земли мощность
ускорение соответствует моменту t = 0,
т.е. «свежей» заправке изотопом, коли- 5 См., например, McInnes C.R. Solar
чество которого экспоненциально убы- Sailing: Technology, Dynamics and Mission
вает со временем. При этом масса «фо- Applications. London: Springer, 2013. Опу-
тонной ракеты» практически не ме- бликованы, впрочем, и проекты дости-
няется (что резко отличает ее от «хи- жения релятивистских скоростей ми-
мической ракеты») вследствие очень ни-аппарата, снабженного зеркалом,
низкой эффективности конверсии мас- освещаемым с Земли мощным лазе-
сы в энергию: при a-распаде ядра 210Po ром: Ilic O., Went C.M., and Atwater H.A.
превращаются в стабильные ядра 206Pb Nanophotonic light sails for relativistic
почти той же массы. spaceflight by high-power laser beams //
Conference on Lasers and Electro-Optics,
92 OSA Terchnical Digest (online) (Optical
Society of America, 2018), paper FF1H.6.
Земля и Вселенная, 5/2020
солнечного излучения равна примерно также питаемыми от ядерного реак-
полутора киловаттам на квадратный тора. Дело в том, что, обладая пре-
метр, что обеспечивает тягу того же дельно высоким удельным импуль-
порядка, что и «полониевый фонарь» сом, фотонный двигатель крайне за-
весом в десяток граммов). Примени- тратен в отношении расхода энергии,
тельно же к миссии вне Солнечной си- в то время как фактор преимущества
стемы уместнее в качестве топлива высочайшего удельного импульса ста-
«фотонной ракеты» использовать бо- новится несущественным при малом
лее долгоживущий изотоп 208Ро, для расходе рабочего вещества по срав-
которого t1/2 = 2,9 года или даже 209Ро нению с полной массой ракеты. В са-
с t1/2 = 103 года. мом деле: ракета с рекордным удель-
ным импульсом, сжигающая 0.003%
Как уже было отмечено, главным начальной массы, не имеет реальных
достоинством описанной «фотонной преимуществ перед ракетой, сжигаю-
ракеты» выступает предельная просто- щей хотя бы в 100 раз больше топлива
та ее конструкции. Существенно повы- (при равных тягах). Иными словами,
сить ускорение и максимальное при- «фотонный двигатель» обладает избы-
ращение скорости (скажем, на поря- точно высоким удельным импульсом,
док) можно, перейдя к использованию не дающим ему никаких преи муществ
ядерного реактора в качестве источ- перед «нехимическими» ракетными
ника света, однако ценой очень зна- двигателями электрического или плаз-
чительного усложнения конструкции. менного типа, которые также имеют
Скорее всего, при этом идея «фотон- достаточно высокий удельный им-
ного двигателя» уже не выдержит кон- пульс, но зато много экономнее в от-
куренции с электрическими и плаз- ношении расхода энергии.
менными ракетными двигателями,
Земля и Вселенная, 5/2020 93
Любительская астрономия
«НЕБЕСНАЯ ФРАНЦИЯ»
СОЛОМОНОВ Юрий Владимирович
DOI: 10.7868/S0044394820110067
Ч еткого определения слова «асте- Последнее время любители астроно-
ризм» в астрономии нет. Этим тер- мии ведут списки подобных объектов
мином могут называть небольшие груп- и даже каталоги: Harrington, Ratledge,
пы звезд, похожие на рассеянные звезд- C2A американского астрономическо-
ные скопления и большую группу звезд, го клуба «Сагуардо». Какие только при-
не являющихся созвездием, но имею- чудливые рисунки не создают звезды
щую знакомые всем формы (ЗиВ, 2015, и фантазии наблюдателей: малый Ори-
№ 5; 2017, № 1). Например, ковши со- он, Кассиопея и Гиады, Смайлик, Чере-
звездий Большой и Малой Медведиц паха, а уж одних колец и сережек мож-
или Северный Крест в созвездии Лебе- но насчитать несколько.
дя или Ложный крест в созвездии Киля,
похожих на созвездие Южного Креста. Не остался в стороне и автор этой за-
Самый известный пример астеризма – метки. Вечером 18 августа 2020 г. я фо-
объект Коллиндер‑399, больше извест- тографировал яркие диффузные туман
ный как Вешалка из созвездия Лисички. ности Орел (М16, или NGC 6611) в созвез-
дии Змеи и Омега (М17, или NGC 6618;
Участок неба в созвездии Щит другие названия: Лебедь, Подкова, Лоб-
с астеризмом «Небесная Франция», стер) в созвездии Стрельца. В кадр так-
находящемся в центре. Снимок получен же попал астероид Главного пояса (490)
автором 18 августа 2020 г. с помощью Веритас, открытый 3 сентября 1902 г.
фотоаппарата Canon‑1110D, 135-мм немецким астрономом М. Вольфом, ко-
объектив «Юпитер‑37», сложение 40 кадров торый располагался в самой восточной
по 15 с (общая экспозиция 600 с), ISO‑3200, части созвездия Щита, вблизи грани-
обрезка кадра для выделения астеризма цы Змеи и Щита – большое угловое поле
объектива «Юпитер‑37» позволило сде-
лать широкоугольные кадры.
Во время поиска астероида на одном
из снимков я обнаружил удивительную
группу звезд, своим очертанием похо-
жую на границы государства Франция,
поэтому астеризм я назвал «Небесная
Франция». Звезды расположились та-
ким образом, что можно представить
себе очертания полуострова Бретань,
прямую границу между ней и Испани-
ей по Пиренейским горам и даже изгиб
Средиземного моря, который омывает
побережье этой страны.
Астеризм «Небесная Франция» состо-
ит из 24 звезд 11–13m и включает в себя
рассеянное звездное скопление NGC 6631
94 Земля и Вселенная, 6/2020
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
2020_06
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search