Рис. 7. «Окна» прозрачности земной атмосферы (незаштрихованные участки)
Для наглядности картины поглощения земной атмосферой приходящих излучений приведен рис. 7; на нем показаны (незаштрихованные участки) «окна» прозрачности атмосферы.
Космическое и корпускулярное солнечное излучения в значительной мере искажаются магнитным полем Земли и рассеиваются атмосферой, в которой образуются вторичные излучения.
Гамма-излучение приходит к Земле как непосредственно из космоса, так и из нашей атмосферы (где оно образуется в результате взаимодействия космического излучения и частиц земной атмосферы), их разделение – в рамках лишь наземных измерений – невозможно.
Рентгеновское и ультрафиолетовое излучения оказывают существенное влияние на процессы в земной атмосфере и на Земле, но с земной поверхности их изучать невозможно – поэтому становится понятным желание ученых поднять свои инструменты как можно выше над поверхностью Земли; в последние годы они это осуществили с помощью высотных зондов, ракет и спутников – появилась внеатмосферная астрономия. Одновременно появилась новая возможность изучения строения Солнца и его деятельности, а также удаленных космических образований в коротковолновой части спектра, поглощаемой земной атмосферой.
Именно в ультрафиолетовой части спектра находятся самые яркие линии почти всех элементов, максимум излучения горячих звезд с температурой поверхности свыше 20 тысяч градусов и, по-видимому, межгалактического газа.
Некоторые спутники Земли (в том числе «Космос-210», оснащенный восьмью телескопами, спутники серии «Интеркосмос») представляют собой астрономические обсерватории, которые исследуют окружающий мир аппаратурой, поднятой в высшие слои атмосферы, и получают информацию, недоступную наземным приборам.
Однако и спутниковая аппаратура не может дать высококачественного спектра или изображения, так как сказывается влияние атмосферы Земли и ее радиационных поясов, невозможна точная стабилизация инструмента относительно наблюдаемого объекта, который к тому же заслоняется Землей на части орбиты. Кроме того, меняется температура спутника (и его аппаратуры), он требует расходования вещества для его стабилизации, особенно нерационального при длительном функционировании приборов.
Перенесение оптических и регистрационных приборов на Луну позволит преодолеть последние серьезные препятствия и получить научную базу, удовлетворяющую самым строгим требованиям и условиям исследования внеземных объектов.
Следует отметить, что условия лунной ночи на обратной стороне Луны особенно благоприятны для изучения изображений и спектров (кроме Земли и Солнца), а также для постановки физических экспериментов, так как там полностью отсутствует не только прямое, но и рассеянное электромагнитное и корпускулярное излучения (вследствие того, что Луна не имеет атмосферы и заметного магнитного поля).
Кроме того, на Луне повышается качество наблюдений и упрощается их техническая сторона благодаря медленному вращению нашего спутника вокруг своей оси; соответственно движение светил по небосводу имеет скорость, почти в 30 раз меньшую, чем для Земли (сама же Земля практически совсем не уходит из поля зрения оптических приборов, расположенных на видимой стороне Луны).
Телескоп с диаметром зеркала всего лишь в один метр, установленный на Луне/, даст такую высокую четкость изображений, которая недоступна лучшим наземным инструментам: ведь там нет принципиальных затруднений в использовании телескопов диаметром до 30 метров, так как на Луне сила тяжести в 6 раз меньше земной, отсутствуют ветровые нагрузки, нет пыли и газовой оболочки (в поле зрения телескопа).
Однако оптические наблюдения на Луне потребуют и преодоления некоторых специфических трудностей, связанных с существенным изменением температуры в течение лунного дня, ускоренным износом внешних поверхностей приборов из-за воздействия метеоритных и ядерных частиц и т. д.
Изучение Земли и планет с лунной поверхности принесет новую обильную информацию.
Избавившись от помех земной атмосферы, можно будет, наконец, вполне надежно определить состав атмосфер планет; выяснить, что представляет собой радиоизлучение Юпитера; убедиться (или разувериться) в наличии твердой поверхности у Сатурна и Юпитера. Будут подробно исследованы поверхности планет, уточнена их температура, проведено их картографирование, изучены облачные образования в атмосферах. Появится возможность детального обследования астероидов и спутников планет, уточнения их формы, размеров, масс.