Доктор физико-математических наук М. И. ПАНАСЮК, директор Научно- исследовательского института ядерной физики им. Д. В. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ, доктор физико-математических наук Е. А. РОМАНОВСКИЙ, заведующий отделом того же института, кандидат физико-математических наук В. И. ТУЛУПОВ, старший научный сотрудник того же института

Работы по звездной и планетной космогонии, изучение полярных сияний, космические и геофизические исследования с помощью искусственных спутников Земли, подготовка экспериментов и создание приборов для автоматических межпланетных станций - главные интересы одного из крупнейших отечественных астрофизиков и геофизиков А. И. Лебединского, 90-летие со дня рождения которого научное сообщество отметило в 2003 г.

Александр Игнатьевич родился 7 января 1913 г. в Женеве, откуда через пять месяцев его перевезли в Симферополь. Отец был адвокат, мать вела домашнее хозяйство и занималась воспитанием сына. В 16 лет юноша окончил среднюю школу, в 19 - физико-математический факультет Крымского педагогического института. Затем некоторое время работал преподавателем средней школы в Севастополе.

Интерес к проблемам астрофизики и геофизики, желание углубить знания привели Александра в 1932 г. в аспирантуру при кафедре астрофизики математико-механического факультета Ленинградского государственного университета. Его научный руководитель - молодой, но уже известный в то время ученый Н. А. Козырев - вспоминал: "темпы развития моего аспиранта были настолько бурными, что приходилось подумывать над тем, как бы не отстать".

В аспирантуре Александр Игнатьевич занимался вопросами теории термической конвекции в земной и солнечной атмосферах, что стало темой его кандидатской диссертации, защищенной в 1937 г. В 1938 г. он уже доцент кафедры астрофизики. Продолжая изыскания по этой проблеме, в 1941 г. (в трудных условиях блокады Ленинграда) Лебединский закончил большой труд "Конвекция в атмосферах", посвященный выяснению роли переноса энергии в звездах и атмосферах планет. Автор использовал представления, основанные на модели конвективных ячеек Бенара, наиболее близкой к действительности и названной по имени французского ученого, изучавшего конвекцию в жидкостях в начале XX в. Применяя им самим разработанную на этой основе теорию в различных вариантах (с прозрачными и непрозрачными для излучения ячейками) к Солнцу и к земной атмосфере, он рассчитал потоки энергии, градиенты температуры и другие параметры. Монография была представлена на соискание докторской степени, успешно защищенной в 1941 г. В 1943 г. Александр Игнатьевич стал профессором кафедры астрофизики, но поскольку тогда Ленинградский университет эвакуировали в Саратов, учебный процесс он организовал там.

Широкий круг вопросов, над которыми работал А. И. Лебединский с 1944 г. совместно с физиком-теоретиком Л. Э. Гуревичем, касался исследований магнитных полей солнечных пятен, вспышек новых и сверхновых

стр. 74

звезд, цефеид (пульсирующие переменные звезды-гиганты и сверхгиганты), планетной и звездной космогонии. При рассмотрении магнито-гидродинамических явлений на Солнце авторы независимо от шведского физика, лауреата Нобелевской премии за 1970 г. Х. Альвена подошли к понятию вмороженности магнитного поля в проводящий газ. Лебединский и Гуревич создали и применили теорию теплового ядерного взрыва, когда скорость выделения энергии зависит от температуры сильнее, чем скорость теплоотдачи.

В работах по планетной космогонии, стимулированных в значительной степени влиянием гипотезы академика О. Ю. Шмидта об образовании планетной системы, они изучали физические процессы, которые должны были происходить в протопланетном облаке в процессе его эволюции.

В гипотезе О. Ю. Шмидта центральное место занимал захват Солнцем газово-пылевого облака - из него в дальнейшем образовались планеты. Однако АИ. Лебединский и Л. Э. Гуревич не считали это существенным. Главное было то, что планеты могли сформироваться в результате эволюции газово-пылевого диска, а он мог быть остатком протозвезды, но вовсе не обязательно захваченным веществом. Исходя из такого посыла, им удалось объяснить различия в химическом составе и массе планет земной группы и планет-гигантов, закон планетных расстояний, т.е. закономерность изменения средних расстояний планет от Солнца, малый эксцентриситет орбит и др.

В работах по звездной космогонии Александр Игнатьевич высказал несколько важных идей о гравитационной конденсации газа и динамике звездных систем. При рассмотрении процесса сжатия протозвезды, превращения ее в звезду он указал на важную роль молекулярного водорода, являющегося существенным элементом современных теорий по звездной космогонии. Ряд его трудов посвящен эволюции пыли и газа в диффузных туманностях, где показана невозможность их длительного сосуществования вблизи горячих звезд.

С именем Лебединского неразрывно связано и развитие исследований полярных сияний ^* . В нашей стране он был одним из пионеров изучения этого загадочного явления природы. В 1948 г. Александр Игнатьевич разработал и испытал оригинальную аппаратуру - широкоугольную фотокамеру С-180, позволившую автоматически вести съемку всего небосвода - от зенита до горизонта - и получать спектры полярных сияний с короткими экспозициями порядка нескольких минут. Ее использовали на десятках отечественных станций в Арктике и Антарктике, участвовавших в выполнении программы Международного геофизического года (МГГ, 1957 - 1958 гг.) и Международного года спокойного Солнца (МГСС, 1964 - 1965 гг.).

Как председатель секции полярных сияний Межведомственного комитета по проведению МГГ, Лебединский принял активное участие в составлении программ соответствующих исследований, руководил подготовкой к наблюдениям и научной обработкой полученного материала. В конце 1957 г. он совершил длительную поездку по труднодоступным районам Крайнего Севера нашей страны, помогая наладить работу на расположенных там станциях. Высокая синхронизация их деятельности с помощью камер С-180 по всей сети

^* См.: Л. Л. Лазутин. Полярные сияния. - Наука в России, 2001, N 4 (прим. ред.).

стр. 75

Пространственное положение овала полярных сияний: S - Солнце; Р - геомагнитный полюс; 1 - овал полярных сияний; 2 - проекция овала на земную поверхность.

(с ошибкой +/-2,5 с) позволила детально исследовать развитие полярных сияний.

Анализ фотографических наблюдений советской, а затем и планетарной сети станций существенно изменил наши представления о положении зон полярных сияний. Было показано: они наблюдаются на всех долготах одновременно. Оказалось, что дискретные, резко очерченные их формы существуют вдоль овальной зоны, располагающейся асимметрично относительно геомагнитного полюса - в ночные часы на широте ф = 67 ^о , а в дневные - на ф = 75 ^о - 77 ^о . Изыскания последующих лет А. И. Лебединского с сотрудниками, а после его смерти - его учениками, выявили тесную связь асимметричного кольца полярных сияний (получившего название "полярный овал") с крупномасштабной структурой геомагнитного поля и потоками энергичных электронов в пределах магнитосферы.

Наблюдения взаимного расположения электронных и протонных сияний в совокупности с данными фотокамер позволили объяснить полярные сияния непосредственным возбуждением молекул и атомов земной атмосферы проникающими в нее корпускулами. Многие исследователи еще не раз обратятся к материалам по полярным сияниям, полученным Александром Игнатьевичем.

В 1953 г. Лебединский стал профессором физического факультета Московского государственного университета и переехал в столицу. До 1958 г. он работал на геофизическом отделении, а затем перешел на кафедру космических лучей отделения ядерной физики, где читал курс лекций по астрофизике космических лучей и активно занимался космическими исследованиями. В 1959 г. Александр Игнатьевич был в числе сотрудников отделения ядерной физики МГУ (С. Н. Вернов, А. Е. Чудаков - будущие академики, и др.), первыми объяснивших возможные механизмы образования открытого тогда "земного корпускулярного излучения", позднее названного радиационными поясами Земли ^* . Они высказали гипотезу и провели предварительные расчеты возникновения протонов больших энергий во внутреннем радиационном поясе за счет распада нейтронов альбедо, образованных космическими лучами при их взаимодействии с атомами верхней атмосферы Земли. Эта точка зрения стала общепринятой.

Со времени запуска первых искусственных спутников Земли (ИСЗ) в 1960-х годах интересы Лебединского связаны с внеатмосферными исследованиями. Именно в них он надеялся найти объяснение многим вопросам, теоретической разработке которых посвятил первые годы своей научной деятельности, поскольку стали возможны геофизические и астрофизические исследования во всем спектре электромагнитного излучения, ограниченные с поверхности нашей планеты.

Отметим: в ультрафиолетовой области спектра земная атмосфера поглощает излучение с длиной волны короче = 295 нм, а в инфракрасной пропускает его в относительно узких "окнах прозрачности", что зависит от состояния атмосферы. Выход же оптических измерений за границы видимой области спектра существенно увеличивает поток информации, которую несет в себе электромагнитное излучение небесных тел и Земли. В 1959 г. Александр Игнатьевич был назначен научным руководителем лаборатории излучений НИИЯФа МГУ, с которой связана вся его дальнейшая деятельность.

Особенно привлекательной представлялась ему перспектива изучения планет с помощью автоматических межпланетных станций (AMС). Следует, однако, помнить: постановка подобных исследований - сложнейшая научно-техническая задача. Первые межпланетные полеты, когда фактически проводили отработку многочисленных систем соответствующих аппаратов, имели невысокие шансы на успех. Действительно,

^* См.: М. И. Панасюк. Прорыв в космос. - Наука в России, 2000, N 4 (прим. ред.).

стр. 76

от первого полета к Венере ("Венера-1", 1961 г.) до полученной информации об атмосфере планеты со станции "Венера-4" в 1967 г. потребовались годы напряженного труда. То же происходило и при полетах к Марсу: неудача со станцией "Марс-1" в 1962 г. и первый успех - "Марс-2,3" в 1971 г. Тем не менее уже для первых АМС "Венера-1" и "Марс-1" под руководством Лебединского были задуманы интересные эксперименты.

По существовавшей до начала 60-х годов XX в. точке зрения, поверхность Венеры могла представлять собой океан. Подготовленный прибор (весивший всего 0,5 кг) в случае успешной посадки позволял определить не только агрегатное (твердое или жидкое) состояние поверхности планеты, но также период и амплитуду поверхностной волны и уровень у-активности.

Еще в 50-х годах Александр Игнатьевич высказал гипотезу, что на Красной планете может содержаться вода, скрытая в поверхностном слое в виде вечной мерзлоты. От ее решения зависел ответ на вопрос, есть ли жизнь на Марсе? Как известно, все живые организмы состоят из органических молекул, которые можно обнаружить по полосам углеводородов в инфракрасных спектрах отражения поверхности. В 1956 - 58 гг. американский астроном В. Синтон по наблюдениям с Земли обнаружил в спектрах отражения темных районов Марса, меняющихся при смене марсианских времен года, полосы поглощения инфракрасного излучения в длинах волн от 3,4 до 3,7 мкм. Для подтверждения этих наблюдений под руководством Лебединского был разработан и изготовлен летный вариант спектрофотометра для АМС "Марс-1".

Один из авторов статьи - В. И. Тулупов - вспоминает, как осенью 1962 г., перед запуском "Марса-1", группа сотрудников, возглавляемая Александром Игнатьевичем, исколесила не один десяток километров на автомобиле по казахстанской степи в районе Байконура, снимая спектры различных фрагментов поверхности с помощью запасного спектрофотометра. Вечерами полученную информацию обрабатывали. Непредвиденные осложнения с АМС "Венера-1" и "Марс-1" не позволили, к сожалению, завершить эти эксперименты. Впоследствии прямые измерения на "Венере-4" (1967 г.) подтвердили оценки температуры атмосферы по радионаблюдениям (= 700 К), исключающие жидкую воду на поверхности планеты.

С бурным развитием космической техники появилась возможность использовать чисто биологические средства для проверки гипотезы о существовании жизни при посадке космического аппарата на поверхность Красной планеты. Сейчас очевидно: на Марсе могут существовать лишь примитивные формы жизни. Присутствие воды считается надежно установленным ^* .

На 60-е годы приходится также интенсивное изучение свойств поверхности Луны с помощью АМС. И Лебединский принял активное участие в постановке первых экспериментов и интерпретации результатов исследований. С его участием были обработаны первые круговые панорамы поверхности естественного спутника Земли, переданные станциями "Луна-9, 13", совершившими мягкую посадку на него в 1966 г., а также выделены и описаны характерные типы мелких деталей строения его поверхности на площади около 50 м ² , видимой на панорамах. Спектральные характеристики лунной поверхности в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра изучали приборами лаборатории Александра Игнатьевича с автоматических станций "Зонд-3" (1965 г.), "Луна-10, 12, 13" (1966 г.). Были измерены альбедо, излучательная способность, радиационная температура материковых об-

^* См.: И. Г. Митрофанов. Разгадывая марсианские тайны. - Наука в России, 2002, N 6 (прим. ред.).

стр. 77

ластей Луны, получены данные о размерах микронеоднородностей ее поверхности. Эти результаты не потеряли своего значения и после того, как люди побывали на Селене.

Лабораторией Лебединского было подготовлено большое количество разнообразных экспериментов и успешно проведено на ИСЗ. Часть из них, задуманных Александром Игнатьевичем (поскольку обработка полученного обширного материала - процесс длительный), выполняли ученики уже после его смерти. Так, были измерены ультрафиолетовые спектры звезд разных классов на ИСЗ "Космос-92, 121, 224" в интервале длин волн 200 - 400 нм с разрешением = 7 нм (из-за высокой температуры основная часть энергии звезд должна излучаться именно в этой области). Однако первые эксперименты, поставленные незадолго до этого американскими учеными, обнаружили резкий спад интенсивности свечения при л < 250 нм. Это требовало коренной переоценки представлений о процессах, происходящих в горячих звездах. Но поставленные на ИСЗ "Космос" эксперименты показали ошибочность первых американских результатов. Эти наблюдения можно считать рождением отечественной внеатмосферной звездной астрономии.

Под руководством и при участии Александра Игнатьевича в 1964- 1967 гг. сотрудники НИИЯФа МГУ выполнили большой объем работ по исследованию земной атмосферы на девяти спутниках серии "Космос". Надо подчеркнуть: геофизические измерения с ИСЗ имеют значительное преимущество перед наземными. Они дают возможность за небольшой промежуток времени однотипной аппаратурой во многих районах нашей планеты изучать широтные, суточные, локальные, сезонные вариации того или иного явления в широком диапазоне электромагнитных излучений. Особенно велика ценность такой информации, собираемой с обширных территорий океанов, полярных областей, пустынных и горных районов, занимающих почти 80% земной поверхности, где наземные измерения крайне редки или отсутствуют.

На ИСЗ "Космос-45, 65, 92" были выполнены инициированные Лебединским фильтровые наблюдения свечения ночного неба. Одновременно с американскими наши исследователи обнаружили резкий его спад при л< 250 нм. Однако изучая суточно-широтные вариации свечения молекулярного атмосферного кислорода в области 250 - 315 нм, отечественные ученые обнаружили отсутствие широтной зависимости процесса в интервале +/- 50 ^о широты. Проводили также измерения спектров отраженного земной атмосферой солнечного излучения в ультрафиолетовой области спектра (220- 330 нм) при разрешении 1,5 нм, которые затем использовали для исследования характеристик отраженного излучения и глобального распределения озона. Эти эксперименты на 4 года опередили аналогичные работы на Западе.

Время проведения описываемых экспериментов совпало с зарождением спутниковой метеорологии. Тогда еще не было аппаратов серии "Метеор" и делались первые попытки использовать в метеорологии результаты измерений с ИСЗ. Александр Игнатьевич со свойственным ему энтузиазмом включился в эту работу, к которой были привлечены и сотрудники Гидрометцентра. В частности, они проводили сопоставление спектров уходящего излучения, измеренного с ИСЗ, с соответствующими по месту и времени данными наземных метеонаблюдений, а также расчетами излучения в разных интервалах спектра.

Даже довольно краткое ознакомление с проведенными экспериментами и полученными результатами показывает, сколь широк был круг интересов А. И. Лебединского. Он всегда был окружен молодыми учеными, с которыми щедро делился своими знаниями. Часто до глубокой ночи у него дома обсуждали новые результаты. Знавшие Александра Игнатьевича не могли представить его хотя бы на короткое время в состоянии покоя - только постоянное, целеустремленное, с увлечением и энтузиазмом движение вперед.

Деятельность Лебединского не ограничивалась стенами НИИЯФа. Он уделял большое внимание развитию геофизических исследований в родственных научных учреждениях, часто выступал с лекциями и докладами по актуальным вопросам исследования космоса и верхней атмосферы. Активно участвовал в международных съездах и конференциях. Состоял членом Международного астрономического союза, Международного союза по геодезии и геофизике, Комитета по полярным сияниям Международной ассоциации геомагнетизма и аэрономии, а также членом редакции журнала "Planetary and Space Science".

Будучи требовательным и строгим, Александр Игнатьевич в то же время отличался необыкновенной доброжелательностью и чуткостью к людям. Мягкость, доброта и сердечность были его характерными чертами. Многие из его друзей и знакомых с благодарностью вспоминают о всегдашней его готовности прийти на помощь, оказать материальную или моральную поддержку.

А. И. Лебединский трагически погиб 9 сентября 1967 г. в полном расцвете сил. Он прожил короткую, но прекрасную жизнь, целиком отданную служению науке и людям.

Его памяти было посвящено специальное заседание Американского астрономического общества, где известный исследователь космоса профессор Ф. Зингер произнес опубликованную в 1968 г. в журнале "Astronautics and Aeronautics" большую речь, выдержки из которой следует привести: "...те из нас, кто знал Лебединского, вовлекались в его работу, так как он умел передавать интерес к своим исследованиям. Разговаривая с ним, вы всегда чувствовали волнение нового результата или новой гипотезы... На протяжении ряда лет разговор с А. И. Лебединским на любую тему в области физики космоса был всегда стимулирующим интеллектуальным событием. Он был полон новыми идеями, гипотезами, критикой... Работы Александра Игнатьевича Лебединского оказали огромное влияние на международную науку о космосе. Он был скромным и доброжелательным коллегой, и его будет недоставать многим; пожалуй, больше всего его ученикам...".

Постоянный адрес данной публикации: