* Чижевский А.Л. Физические факторы исторического процесса. Калуга, 1924. С. 70. (Подчеркнуто мной. -- В.Д.)
** См.: фото в кн.: Уипл Ф. Семья Солнца. М., 1984. С. 16, 174--175.
Еще совсем недавно (до полета автоматических межпланетных станций) считалось, что вращение Меркурия синхронно с его движением вокруг Солнца, что он всегда обращен к Солнцу одним полушарием, подобно тому как Луна всегда обращена к Земле одной стороной. Действительность оказалась куда интереснее. И как это ни странно, чтобы узнать истину, не понадобилось космических ракет. Более того, космический аппарат был бы мало полезен в этом деле. Решение было получено с помощью сравнительно нового средства исследования планет, которым можно пользоваться, "не выходя из дома". Это -- радиолокация планет, которая отпочковалась от военной радиолокации сразу же после Второй мировой войны. Сейчас с ее помощью удается получить результаты, которые трудно не назвать чудом. Хотя непосредственная зоркость радаров намного уступает оптике, изображение больших участков поверхности Венеры, например, впервые было получено именно с помощью радиолокации. А измеренный радиус Меркурия оказался лишь на 5 км меньше действительной величины (2440 км).
При локации Меркурия радиоимпульс сначала отражается небольшим "пятачком" в центральной части планеты и со скоростью света устремляется во все стороны, в том числе и к антенне пославшего его радиолокатора. Возвратившаяся часть импульса так слаба, что необходимо все могущество современной радиотехники, чтобы, как говорят радиоинженеры, "выделить" его. Вслед за первой частью импульса придет вторая, отраженная примыкающим к "пятачку" бесконечно узким кольцом, удовлетворяющим единственному условию: расстояния от любой его точки до антенны радиолокатора равны. А там на очереди третье, четвертое, пятое кольца и так до последнего, ограничивающего диск планеты. (Конечно, в действительности отдельных колец не существует -процесс отражения непрерывен.) Дальняя от нас сторона планеты окажется в радиотени и ничего не отразит.
Таким образом, изучая отраженные с разным запаздыванием импульсы, можно, например, найти, как меняются радиоотражательные свойства планеты по кольцам на данной длине волны. Но главное -- впереди. Так как планета вращается, часть импульса, отраженного каждым кольцом, не совсем однородна. Северная и южная полярные области отразят его одинаково, однако частота, на которой будет принят отраженный ими сигнал, не окажется в точности равной частоте посланного импульса. В силу того, что в своем движении вокруг Солнца планеты либо удаляются друг от друга, либо сближаются, возникает эффект Доплера и частота смещается. Намного ли? Для Меркурия наибольшее смещение сигнала радиолокатора, который работает на длине волны 10 см, составит 500 кГц -- огромная величина по радиотехническим меркам. Однако этим дело не ограничивается. Меркурий вращается, поэтому западная (левая) его сторона движется навстречу импульсу, вызывая дополнительный положительный доплеровский сдвиг, а восточная (правая) -- удаляется и дает отрицательный доплеровский сдвиг (рис. 84). Эти сдвиги (их называют остаточными разностями), конечно, намного меньше основного сдвига, но для Меркурия составляют 32 Гц -- вполне измеримую величину.
В 1965 году самый большой радиотелескоп мира, находящийся в Аресибо (Пуэрто-Рико), был использован для локации Меркурия. После анализа остаточных разностей возвратившегося сигнала можно было определить скорость вращения планеты. Однако полученные таким путем данные никак не согласовывались с уже заранее записанным в конце задачи ответом, основанным на оптических наблюдениях. И тогда ученые поступили так же, как поступает школьник, у которого не сходится ответ, -- они сказали, что в задачнике ошибка! И были правы.
Прежний ответ был получен из наблюдений трудноразличимых пятен на планете. Астрономы сходились в том, что при сближении с Землей Меркурий всегда повернут к ней одной стороной. И это было верно, но и только! Ведь из этого был сделан вывод о синхронном движении Меркурия. Конечно, можно было допустить, что между противостояниями Меркурий делает целое число оборотов вокруг своей оси, но это представлялось маловероятным. И тем не менее вращение планеты вокруг оси таково, что, проходя перигелий (ближайшую к Солнцу точку орбиты, когда их разделяет только 0,31 а. е.), Меркурий поочередно обращен к Солнцу то одной, то другой стороной. За две трети года он завершает полный оборот вокруг своей оси. Засвидетельствовав, таким образом, свое уважение к владыке -- Солнцу, Меркурий к тому моменту, когда он окажется на линии Солнце -- Земля, успевает повернуться к последней всегда одной и той же стороной.
Во всем Меркурий поражает своей непохожестью на всех остальных братьев и сестер общей солнечной семьи. Несмотря на близость к центральному светилу, отчего Солнце предстает там как огромный огненный шар, несравнимый с привычной земной картиной, -- меркурианские сутки необычайно продолжительные: они равны 176 земным суткам, то есть длятся по земным меркам более полугода. В результате движение Солнца по меркурианскому небу не похоже на привычный нам "механизм" солнечных часов. Благодаря сложению неравномерного движения планеты по вытянутой орбите с медленным вращением, Солнце останавливается в своем видимом движении по небу Меркурия и даже возвращается назад. В некоторых зонах планеты восходы и заходы Солнца наблюдаются дважды за одни сутки, причем и восходы и заходы наблюдаются как на востоке, так и на западе. Все это светопреставление (иначе не скажешь) длится регулярно по две недели "утром" и "вечером", если здесь годятся эти привычные нам понятия. Очень долгие день и ночь, по-видимому, почти не подвержены сезонным изменениям -полярная ось планеты практически перпендикулярна плоскости орбиты. Плоскость экватора наклонена к ней менее чем на 1o.
В итоге поверхность, обращенная к Солнцу, раскаляется до температуры плавления олова, свинца и цинка (+ 430о С). Напротив, ночная сторона планеты превращается в это время в естественный суперхолодильник (-173о С). Однако очень высокие температуры только у поверхностного слоя. А он сильно измельчен, имеет поэтому низкую теплопроводность и служит прекрасной теплоизоляцией. Данные радиоастрономии показывают, что уже на глубине нескольких десятков сантиметров температура постоянная, 70--90o С выше нуля. Низкая теплопроводность приводит к тому, что после захода Солнца поверхность Меркурия очень быстро остывает. Уже через 2 часа температура падает до --140o С, а ночью может достичь --180o С.
Измерения температуры вдоль трассы полета космического аппарата позволяют исследовать физические свойства пород, из которых сложена поверхность планеты. Делается это так. Измерения ведутся дистанционно с помощью радиометра, прибора, измеряющего тепловой поток, излучаемый поверхностью. Если днем на фоне нагретого окружающего района будет обнаружен участок более холодный и обладающий такими же отражательными свойствами (что определяется путем фотометрии), то это может означать только, что тепло куда-то уходит. Куда? Если поверхность сухая, как у Меркурия и Луны, то при постоянстве ее излучательных свойств происходит отток тепла в глубину. Про подобный участок говорят, что он обладает повышенной "тепловой инерцией", которая определяется плотностью и коэффициентами теплоемкости и теплопроводности. Например, холодным будет скальный массив, окруженный тем же материалом, но в сильно раздробленном состоянии. Ночью раздробленный материал быстро остынет, излучив свои небольшие запасы тепла, скала же будет ярко светиться в инфракрасных лучах. Их немного, что говорит об однородности поверхности планеты*.
В таких экстремальных условиях трудновато надеяться на существование жизни в каких-либо известных земных формах. Однако высокие температуры мало смущают ученых-оптимистов (их всегда были единицы) и писателей-фантастов, иногда задающих тон развитию науки. Даже в узких рамках традиционной биохимической схемы допускается (пускай -- гипотетически!) возможность кремниевой формы жизни, в основе которой -- не белок и углерод, а обыкновенный песок -- кремний. По несложным расчетам, существам и растениям, устроенным подобным (повторяем -гипотетическим) образом, не страшны высокие температуры и даже более благоприятны, чем низкие. А дальше уже -- насколько хватит воображения. Читателю, вероятно, приходилось сталкиваться в научно-фантастических романах с разумными существами -- обитателями огненных стихий, плавающими на гранитных плотах по раскаленной магме. Для подобных "гуманоидов" жизнь на раскаленной Солнцем стороне Меркурия -просто рай.