Вот спутник пролетел над Москвой в северо-восточном направлении. Через несколько минут оказался уже где-то над Арктикой. Спустя некоторое время его можно было наблюдать с Американского материка. А потом он вдруг «вернулся» и появился над Москвой совсем с другой стороны. Создается впечатление, что спутник летает то туда, то обратно, а вовсе не вращается вокруг Земли.
Почему это происходит?
Мы все время говорили только о движении самого спутника. Но пока он обходит свой очередной виток, Земля поворачивается вокруг оси, и каждый следующий виток орбиты спутника будет проходить над новым ее районом. Земля как бы подставляет последовательно один участок за другим этому космическому наблюдателю.
Вот он начал свой первый оборот под углом в 65° к экватору, с юго-запада на северо-восток пересекая территорию нашей страны. Поднялся до Полярного круга. Здесь его орбита закругляется и как бы начинает спускаться вдоль другого полушария.
Обходя это закругление, спутник движется уже не с юго-запада на северо-восток, а вдоль Полярного круга — с запада на восток. А затем «ныряет» вниз, переходя на вторую половину орбиты, идущей над Америкой. Здесь он движется уже с северо-запада на юго-восток. Соскользнув до Южного полярного круга, он вновь летит некоторое время над ним и затем снова начинает карабкаться вверх по орбите.
Но когда он подлетел опять к Советскому Союзу, тот вместе с повернувшейся Землей отодвинулся в сторону, и спутник «увидел», скажем, Францию.
А еще через несколько оборотов, поднимаясь вверх, спутник оказался уже не над Европой, а над Америкой. Подлетая к нашей стране, которая теперь находилась на «той стороне» Земли, он уже не поднимался, а спускался, двигаясь, как мы с удивлением обнаружили, в обратном направлении. На это ушло всего несколько оборотов. Вот почему мы утром увидели его летящим с юго-запада на северо-восток, а вечером — после промежутка, в который спутник летал где-то в стороне от нас и вообще не был виден, — как бы возвращающимся обратно.
Если сложить оба эти движения — спутников вокруг Земли, а Земли вокруг оси — и нанести на земную поверхность, то она окажется расчерченной причудливыми кривыми. Проекция «следа» искусственного спутника — нечто вроде синусоиды, бесконечно вьющейся по материкам и через океаны, но не поднимающейся выше полярных кругов. Она напоминает гигантский пояс-пружину, перетянувший Землю. Так, по зигзагам осматривает нашу планету ее космический спутник, и такие же зигзаги его пути видим мы с Земли.
За каждый оборот первого спутника Земля поворачивалась на 24°, подставляя ему для обозрения новый район, находящийся от первого за 2500 километров, если считать по экватору. В первую же неделю он 105 раз обежал Землю, и «след» его прочертил земную поверхность частыми зигзагами. А за месяц, пока неторопливая Луна сделает всего один обход, искусственный спутник сотни раз обежит Землю и увидит в сотни раз больше.
Остается еще добавить, что он «видит» вовсе не ту только узкую полоску, какой мы изобразили его след, а широкую полосу земной поверхности — в несколько тысяч километров в поперечнике. Поэтому пробелы на нашем воображаемом чертеже между синусоидами — это в действительности вовсе не пробелы, а тоже внимательно изученная территория.
Таким образом, уже первые советские спутники охватили своими наблюдениями значительную часть планеты. Но в наших возможностях сделать больше. Помните, как мучались ученые, когда лунный мост вытягивался совсем не там, где им было нужно, и они не могли передвинуть его? В том и преимущество искусственных спутников, что мы можем заставить их двигаться, как хотим и куда хотим.
Ученые наклонили орбиту первых трех на 65° и забросили их в ту же сторону, в которую вращается наша Земля. Но никто не помешает со временем забросить спутник в обратном направлении, как бы крест-накрест к первым и не под углом к экватору, а, скажем, перпендикулярно к нему. Тогда его «след» будет поворачивать не у Полярного круга, а пройдет через полюсы и охватит всю Землю.
Именно поэтому спутники могут обмерить земной шар буквально вдоль и поперек. Как и в случае с обычной Луной, для этого надо лишь знать скорость их движения и время, за которое они пробежали измеряемое расстояние.
Заставить спутник измерять расстояния на Земле — это значит не тянуть в небо измерительные вышки, не повторять бесконечное количество раз промеры, не склеивать затем из сотен отдельных кусков километры расстояний. Все необходимое сделает за геодезистов послушный летающий труженик. Он же и проверит, правильно ли были проложены сети треугольников на уже промеренной поколениями людей территории.