Между тем на Северо-Американском континенте тоже запустили ракету со спутником. Американцы здорово торопились, чтобы ликвидировать разрыв в исследованиях космоса между СССР и США. Может быть, по этой причине их и преследовали неудачи. В марте 1958 года ракета «Юпитер-С» с третьим спутником «Эксплорер-II» потеряла управление и свалилась в океан. Пришлось её взорвать. Через несколько дней взлетел «Эксплорер-III»… Взлетел благополучно. Он был, правда, очень невелик: 14,2 килограмма научного оборудования. Однако профессору Ван-Аллену удалось пристроить пару своих счётчиков. На орбите приборы исправно принялись считать заряженные частицы, а профессор решил отдохнуть. И вдруг на высоте примерно одной тысячи километров (орбита «Эксплорера-III» была очень вытянутой) счётчики замолчали… Скандал! Что произошло? Отказ аппаратуры?.. Может быть, авария?.. Но вот спутник описал дугу и стал снова приближаться к Земле. И только успел пересечь тысячекилометровый рубеж, как счётчики заработали, будто ни в чём не бывало… Ещё один облёт — и та же картина. Ещё — опять то же! Не могло же быть, чтобы космическое излучение существовало, существовало и вдруг на высоте тысячи километров над Землёй пропадало?.. А может быть, дело здесь в обратном явлении?
Осенённый неожиданной идеей, американский физик спешно создаёт в лаборатории поток излучения, в тысячу раз сильнее того, какой показывали приборы до высоты тысячи километров, и ставит на пути потока счётчик. И что же — счётчик замолкает! Он точно захлёбывается ливнем космических частиц и перестаёт их регистрировать… Великолепная догадка! Значит, вокруг нашей планеты должен быть пояс радиации высокой интенсивности. Такое предположение высказал Ван-Аллен в своём докладе правительственной комиссии.
Хорошо бы проверить это предположение… И вот 15 мая, уже с советского космодрома, устремилась в чёрное небо новая ракета. «…Русские отправили на орбиту 1327 килограммов оборудования — целую лабораторию! — писали зарубежные газеты. — В следующий раз они запустят в ракете слона!..»
Уже через несколько витков советская космическая лаборатория подтвердила правильность ван-алленовских предположений. А ещё через несколько витков открыла новый — внешний — радиационный пояс Земли. Картина радиационной обстановки в околопланетном пространстве прояснилась. Обе зоны — вы их легко увидите на нашем рисунке — представляли серьёзную опасность для будущих космонавтов. Ракетчики должны рассчитывать траектории взлёта и посадки так, чтобы они проходили через околополярные области, где пространство чисто.
Но почему околоземное пространство представляет собой ловушку для космических частиц?.. Причина этого — магнитное поле. Оно ловит заряженные частицы, тормозит их, заставляет огибать Землю. Не будь магнитного поля, поверхность нашей планеты давно превратилась бы в угрюмую коричнево-серую безжизненную пустыню. Космические лучи, частицы высоких энергий, выжгли бы всё живое.
Одним из мощных источников космического излучения является наше Солнце. Из его недр, особенно в областях, занятых так называемыми тёмными пятнами, бьют исполинские фонтаны космических частиц. Вот почему, когда пятен особенно много, астрономы называют такой период годом активного Солнца. Всё пространство буквально пронизано космическими ливнями. Немало приходится их и на нашу долю. Врываясь в околоземное пространство, массы электрически заряженных частиц резко меняют картину магнитного поля планеты. На полюсах вспыхивают разноцветные полярные сияния. Нарушается радиосвязь. Растёт на Земле число аварий.
Научиться предсказывать космические бури, а в дальнейшем и предупреждать их — вот задача, в решении которой помогают нам спутники и космические корабли.
Выходит, что самая главная цель, цель номер один, при исследовании космоса та же, что и для всей нашей науки — служение человеку! На одной из пресс-конференций президент Академии наук СССР сказал, что исследования при помощи спутников очень много дали учёным для лучшего понимания «положения Земли в космическом пространстве». А это, как мы видели, жизненно важно, потому что «солнечные и космические факторы определяют условия жизни на нашей планете».
Что же нового узнали мы о Земле при помощи спутников?
Материал здесь очень обширный. Большая его часть ещё обрабатывается, ещё не сделаны окончательные выводы. Но даже то немногое, о чём можно сейчас говорить уверенно, представляет исключительный интерес.
Мы с детских лет привыкли к тому, что наша планета — шар! Заметьте, именно привыкли, потому что убедиться в этом собственными глазами вовсе не так просто. Представьте себе крошечного жука, который ползёт по поверхности большого шара. Представили? А теперь спросите его по-жучиному: «Что за местность, по которой ты бредёшь?» Бедное запыхавшееся насекомое наверняка ответит: «Какая-то плоская бесконечная равнина, чёрт бы её побрал!» И он прав. Где ему, жуку, додуматься, что ползает он по шару?.. Для этого нужно взлететь! Правда, древнегреческий философ Аристотель никогда не поднимался ни в космос, ни даже просто в воздух на обыкновенном самолёте. Но у него была крылатая мысль! Наблюдая за круглой тенью, наползающей на лунный диск во время затмений, Аристотель пришёл к выводу, что Земля — шар. И всё-таки понадобилось ещё почти полтора тысячелетия, чтобы люди согласились с этим. Лишь после кругосветных путешествий Колумба и Магеллана деваться стало некуда. И люди принялись определять размеры своего «шарика». Сначала измерили по экватору. У шара, как известно, как ни крути, экватор в любом направлении один и тот же. Так нет, догадался же кто-то померить Землю через полюса. Измерили, посчитали — и получился скандал! От полюса до полюса расстояние оказалось меньше, чем от Африки до Нового Света по экватору. Выходило, что шарик-то сплюснут с полюсов… Так и считали до 1958 года, что Земля наша — сплюснутый шар, или, точнее, эллипсоид. Однако пришлось вносить коррективы и в это представление.
17 марта 1958 года с американского космодрома, расположенного на мысе Канаверал (ныне — мыс Кеннеди), стартовала ракета «Атлас» с крошечным искусственным спутником «Авангард-1» на борту. В нашей стране к этому времени уже готовился к запуску третий спутник весом в 1327 килограммов. Мировая печать назвала «Авангард» теннисным мячом, такой он был маленький. Американский «мячик» полетел вокруг планеты. За ним внимательно наблюдали. Сначала всё шло благополучно. Спутник двигался по рассчитанной заранее орбите. Но скоро стали обнаруживаться странности. Высота в перигее над Северным полушарием уменьшилась, тогда как над Южным осталась прежней. Это противоречило законам небесной механики.
Орбитальное движение спутника могло зависеть только от действия сил притяжения Земли. И если орбита оказывалась неправильной, это означало, что гравитационное поле нашей планеты неравномерно. А это могло случиться только по причине несимметричности фигуры Земли… Так на повестку дня снова стал вопрос о форме.
Виток за витком изменения орбиты «Авангарда» тщательно фиксировались и передавались на обработку электронным машинам. И вот к 1961 году выводы были готовы и опубликованы: на противоположных сторонах земного шара оказались две огромные гравитационные ямы. Одна — рядом с Индией, другая — неподалёку от западного побережья Северной Америки. Кроме того, орбиты спутника настойчиво утверждали, что земной шар снабжён ещё и нашлёпкой сверху — со стороны Северного полюса… После долгих вычислений фигура нашей многострадальной планеты стала напоминать грушу… Но назвать планету, да ещё собственную Землю грушей… Неудобно. И придумали специальное название — ГЕОИД. То есть — ЗЕМЛЕПОДОБНЫЙ. Земля стала походить на… Землю. На слух это, пожалуй, звучит странновато. Зато какие бы уточнения в будущем ни возникали, менять название для земной фигуры больше не придётся. Спасибо спутнику!..