Рис. 24. Геометрия видимости серебристых облаков с орбитальной станции.
Пусть орбитальная станция движется на высоте Н1 > Н, где Н — высота серебристого облака С, и приближается к нему со стороны ночной полусферы Земли. Облако взойдет над горизонтом станции, когда она находится в точке S1; положение ее определяется центральным углом который можно найти по формуле (7), подставив в нее Н1, вместо Н. Положим для дальнейших расчетов Н1 = 350 км. Рефракцией для простоты пренебрегаем. Тогда найдем ψ1 = 18°. Угол BOC = ψ = 9°09′, а расстояние S1C = R∙(tg ψ + tg ψ1) = 3200 км Именно с тaкого расстояния космонавты, находящиеся на орбитальной станции, могут заметить у горизонта серебристые облака. Расстояние от космического наблюдателя до видимого горизонта станции «Салют» SB = R∙tg ψ1 ~= 2000 км.
Рассмотрим теперь другое положение станции S2,когда серебристое облако видно «в разрезе». Для этого восстановим в точке С перпендикуляр к радиусу-вектору облака ОС до его пересечения с орбитой станции S1S2. Центральный угол ψ2 найдем теперь из формулы (10), заменив в ней H0 на H и H на H1. Получим ψ2 = 16°. А теперь найдем угол DS2С, равный угловой высоте hC серебристых облаков над линией горизонта станции S2D в этот момент. Нетрудно сообразить, что
hC = ψ1 — ψ2
поскольку LDOS2 = LBOS1 = ψ1, а LDS2C = LCS2O — LDS2O = (90°— ψ2) — (90° — ψ1) = ψ1 - ψ2 .Следовательно, hC = 2°. как и получилось у наших космонавтов. Величина этого угла подтверждает, что облака находились именно на высоте около 80 км (для другой высоты и угол получился бы другой).
Нетрудно также подсчитать» что в положении S2 расстояние «станция — облако» S2C = 1880 км. Дальнейшее приближение станции к облаку приведет к тому, что облако окажется на фоне освещенной Солнцем полусферы Земли (а еще раньше — нижних слоев атмосферы) и пропадет, что и наблюдалось в действительности.
На станции «Салют-6» не раз отмечались случаи, когда поле серебристых облаков простиралось на весь южный горизонт (не забудем, что наблюдения велись в южном полушарии Земли) и наблюдалось в течение 7–8 последовательных витков. Это показывает, что серебристые облака порой полностью покрывали «разрешенную» для них широтную зону, что ранее было отмечено со станции «Салют-4» для северного полушария (см. рис. 22). По предварительным данным, в южном полушарии серебристые облака появляются на широтах выше 53° S.
Космические наблюдения позволили выявить средние (20÷100 км) и длинные (100÷280 км) волны в структуре серебристых облаков. Труднее оказалось обнаружить короткие волны (3÷12 км), что связано с геометрическими условиями наблюдения, описанными выше. Зато надежно подтверждена многослойность полей серебристых облаков, ранее установленная по наземным наблюдениям.
Фотографии серебристых облаков, полученные экипажем «Салюта-6», подверглись на Земле фотометрической обработке, которую провели сотрудники Института астрофизики и физики атмосферы Академии наук ЭССР О. А. Авасте и Ч. И. Внллманн при участии космонавтов-исследователей Г. М. Гречко и Ю. В. Романенко. Были построены фотометрические профили облаков для различных азимутов, которые еще четче, чем просмотр негативов, показали волновую структуру облачного поля. Исследователи сравнили изменение яркости серебристых облаков вдоль азимута с теоретической моделью рассеяния света частицами облаков, построенной в 1975 г. Ч. И. Виллманном. Вблизи азимута Солнца яркость серебристых облаков оказалась примерно вдвое выше, чем предсказывала модель, что авторы работы объяснили присутствием в наблюдавшихся 15 января 1978 г. с «Салюта-6» серебристых облаках более крупных частиц, чем принятые в теоретической модели (т. е. больше 0,1 мкм).