Как известно, искусственный спутник, движущийся на высоте порядка 200–300 км, затрачивает на один полный оборот вокруг Земли около 90 минут, т. е. около полутора часов. Нетрудно подсчитать, что за это время земной шар успевает повернуться на 22,5°. Протяженность окружности земного экватора составляет около 40 тыс. км. Таким образом, поворот на 22,5° соответствует примерно 2500 км. Следовательно, при каждом обороте спутник пересекает линию экватора на 2500 км западнее, чем при предыдущем. Примерно через сутки, совершив 16 витков вокруг Земли, спутник пройдет над районом запуска.

Вспомним, что при осуществлении группового полета советских космических кораблей «Союз-6», «Союз-7» и «Союз-8» в 1969 г. каждый следующий корабль стартовал приблизительно через сутки после предыдущего.

Задумывались ли вы над тем, почему в дневное время на небе не видны звезды? Ведь воздух и днем так же прозрачен, как и ночью. Все дело здесь в том, что в дневное время атмосфера рассеивает солнечный свет.

Представьте, что вы находитесь вечером в хорошо освещенной комнате. Сквозь оконное стекло яркие фонари, расположенные снаружи, видны достаточно хорошо. Но слабо освещенные предметы разглядеть почти невозможно. Однако стоит только выключить в комнате свет, как стекло перестает служить препятствием для нашего зрения.

Нечто похожее происходит и при наблюдениях неба: днем атмосфера над нами ярко освещена и сквозь нее видно Солнце, однако не может пробиться слабый свет далеких звезд. Но после того, как Солнце погружается под горизонт и солнечный свет (а с ним и свет, рассеянный воздухом) «выключается», атмосфера становится «прозрачной» и можно наблюдать звезды.

Иное дело в космосе. По мере подъема космического корабля на высоту плотные слои атмосферы остаются внизу и небо постепенно темнеет.

На высоте около 200–300 км, там, где обычно совершают полеты пилотируемые космические корабли, небо совершенно черное. Черное всегда, если даже на видимой его части в данный момент находится Солнце.

«Небо имеет совершенно черный цвет. Звезды на этом небе выглядят несколько ярче и четче видны на фоне черного неба», — так описывал свои космические впечатления первый космонавт Ю. А. Гагарин.

Но все же и с борта космического корабля на дневной стороне неба видны далеко не все звезды, а только самые яркие. Глазу мешает ослепительный свет Солнца и свет Земли.

Если посмотреть на небо с Земли, мы отчетливо увидим, что все звезды мерцают. Они как бы то затухают, то разгораются, переливаясь при этом разными цветами. И чем ниже над горизонтом расположена звезда, тем сильнее мерцание.

Мерцание звезд тоже объясняется наличием атмосферы. Прежде чем достичь нашего глаза, свет, излучаемый звездой, проходит сквозь атмосферу. В атмосфере же всегда имеются массы более теплого и более холодного воздуха. От температуры воздуха в той или иной области зависит его плотность. Переходя из одной области в другую, световые лучи испытывают преломление. Направление их распространения изменяется. Благодаря этому в некоторых местах над земной поверхностью они концентрируются, в других оказываются сравнительно редкими. В результате постоянного движения воздушных масс эти зоны все время смещаются, и наблюдатель видит то усиление, то ослабление яркости звезд. Но так как различные цветные лучи преломляются не одинаково, то моменты усиления и ослабления разных цветов наступают не одновременно.

Кроме того, определенную роль в мерцании звезд могут играть и другие, более сложные оптические эффекты.

Наличие теплых и холодных слоев воздуха, интенсивные перемещения воздушных масс сказываются и на качестве телескопических изображений.

Где наилучшие условия для астрономических наблюдений: в горных районах или на равнине, на берегу моря или в глубине материка, в лесу или в пустыне? И вообще, что лучше для астрономов — десять безоблачных ночей на протяжении месяца или всего одна ясная ночь, но такая, когда воздух идеально прозрачен и спокоен?

Это лишь малая часть тех вопросов, которые приходится решать при выборе места для строительства обсерваторий и установки крупных телескопов. Подобными проблемами занимается особая область науки — астроклиматология.

Несколько лет назад в нашей стране вступил в строй крупнейший в мире телескоп с поперечником зеркала шесть метров. Это на целый метр больше поперечника зеркала знаменитого Паломарского телескопа в США.

Что означает лишний метр для астрономов? Рамки наблюдаемой области Вселенной раздвинулись приблизительно в 1,2 раза.

В связи с постройкой нового телескопа ученые Главной астрономической обсерватории АН СССР в Пулкове в течение нескольких лет проводили астроклиматические исследования в различных районах Советского Союза, в первую очередь в кубанских степях, на Кавказе, в Грузии и Армении, на Памире и в горах Тянь-Шаня, на озере Иссык-Куль и даже в Уссурийском крае. В результате этих поисков был избран один из районов Северного Кавказа в Ставропольском крае. Там и возведена новая обсерватория для шестиметрового гиганта.

Правда, на территории нашей страны есть места с еще лучшими астроклиматическими условиями — в Средней Азии и на Памире. Однако строительство крупной обсерватории в этих труднодоступных местах было бы сопряжено с огромными техническими трудностями и дополнительными затратами. Кроме того, районы, о которых идет речь, удалены от больших научных центров. Поэтому предпочтение все же было отдано Северному Кавказу.

Но, разумеется, наилучшие условия для астрономических наблюдений — за пределами плотных слоев атмосферы, в космосе. Кстати, и звезды здесь не мерцают, а горят холодным спокойным светом.

Привычные созвездия выглядят в космосе точно так же, как и на Земле. Звезды находятся на огромных расстояниях от нас, и удаление от земной поверхности на какие-нибудь несколько сотен километров ничего не может изменить в их видимом взаимном расположении. Даже при наблюдении с Плутона очертания созвездий были бы точно такими же.

В течение одного витка с борта космического корабля, движущегося по околоземной орбите, в принципе можно увидеть все созвездия земного неба. Наблюдение звезд из космоса представляет двоякий интерес: астрономический и навигационный. В частности, очень важно наблюдать звездный свет, не измененный атмосферой.

Не менее важное значение имеет в космосе и навигация по звездам. Наблюдая заранее выбранные «опорные» звезды, можно не только ориентировать корабль, но и определять его положение в пространстве.

На протяжении длительного времени астрономы мечтали о будущих обсерваториях на поверхности Луны. Казалось, полное отсутствие атмосферы должно создавать на естественном спутнике Земли идеальные условия для астрономических наблюдений как во время лунной ночи, так и в условиях лунного дня.

Для изучения условий астрономических наблюдений на Луне были проведены специальные исследования. С этой целью советская автоматическая передвижная лаборатория «Луноход-2» была оборудована специальным прибором — астрономическим фотометром, разработанным и изготовленным в Крымской астрофизической обсерватории АН СССР. Прибор установили на «Луноходе» таким образом, что его оптическая ось всегда была направлена в зенит лунного неба.

Результаты измерений оказались несколько неожиданными. Выяснилось, что свечение неба на Луне и в видимых и, в особенности, в ультрафиолетовых лучах заметно выше ожидавшегося. Изучение характеристик этого свечения показало, что оно может быть вызвано находящимися в окололунном пространстве частицами лунной пыли.

В связи с этим было высказано предположение, что вокруг Луны существует разреженный рой пылевых частиц, образовавшийся в результате бомбардировки лунной поверхности метеоритами и микрометеоритами. Эти частицы удерживаются на некоторой высоте над поверхностью Луны действием электростатических сил. Они рассеивают не только солнечный свет, но и свет Земли. Ведь наша планета в лунном небе — это светило примерно в 40 раз более яркое, чем полная Луна в небе Земли.