БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (КО)

  Звёзды и межзвёздная среда представляют собой 2 фазы эволюции вещества галактик. Со временем межзвёздная среда истощится, в Галактике исчезнут молодые звёзды, большая часть массы будет сосредоточена в звёздах малой массы, которые эволюционируют медленно, а также в остатках звёзд: в белых карликах, нейтронных звёздах и более массивных остатках, находящихся в состоянии коллапса.

  В изложенной концепции существенно, что как сами звёзды, так и галактики образовывались в результате конденсации первоначально диффузного газа. Эта концепция вытекает из огромного количества фактов, в частности из упомянутого различия подсистем. Действительно, более молодые звёзды включают в большом количестве те элементы, которые рассеиваются в межзвёздной среде при взрывах сверхновых. Форма подсистем разных возрастов показывает, что вещество, из которого образовались звёзды, уплощалось; но уплощаться может только диффузная среда, т. к. плотные тела движутся почти без трения. С помощью радиоастрономических наблюдений были обнаружены компактные области, окруженные плотным холодным газом. Это явление может быть интерпретировано как результат образования горячей звезды в центре холодного плотного сгустка.

  В. А. Амбарцумян выдвинул другую космогоническую концепцию, основанную на том факте, что в объектах самых разных масштабов - от звёзд-карликов до ядер галактик - наблюдаются взрывы, проявления нестационарности, а также на предполагаемом распаде некоторых звёздных систем и скоплений галактик. Согласно этой концепции, в ядрах галактик содержится сверхплотное «дозвёздное» вещество, которое и служит материалом для образования галактик. Входящие в состав галактик звёздные ассоциации также образуются из «осколков» этого вещества; наблюдаемые на поверхности звёзд-карликов взрывы объясняются также распадом «дозвёздного» вещества. Скопления галактик также предполагаются относительно молодыми (в астрономическом смысле этого слова), образовавшимися из «дозвёздного» вещества. Свойства «дозвёздного» вещества ещё неизвестны. Однако в концепции В. А. Амбарцумяна предполагается, что для этого вещества фундаментальные законы современной физики могут оказаться несправедливыми.

  Лит.:Шварцшильд М., Строение и эволюция звезд, пер. с англ., М., 1961; Франк-Каменецкий Д. А., Физические процессы внутри звезд, М., 1959; Каплан С. А., Физика звезд, 2 изд., М., 1970; Проблемы современной космогонии, под ред. В. А. Амбарцумяна, 2 изд., М., 1972.

  С. Б. Пикельнер.

Космодемьянская Зоя Анатольевна

Космодемья'нскаяЗоя Анатольевна (Таня) (13.9.1923, село Осиновые Гаи Тамбовской области, - 29.11.1941, деревня Петрищево Верейского района Московской области), советская партизанка, героиня Великой Отечественной войны 1941-45. Родилась в семье служащего. Член ВЛКСМ с 1938. Училась в 201-й средней школе Москвы. В октябре 1941, будучи ученицей 10-го класса, добровольцем ушла в партизанский отряд. У деревни Обухове, близ Наро-Фоминска, с группой комсомольцев-партизан перешла через линию фронта на занятую немецкими оккупантами территорию. В конце ноября 1941 в деревне Петрищево при выполнении боевого задания была схвачена фашистами. Несмотря на чудовищные пытки и издевательства палачей, не выдала товарищей, не открыла своего настоящего имени, назвавшись Таней. 29 ноября 1941 была казнена. 16 февраля 1942 К. посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Преданность социалистической Родине, верность делу коммунизма сделали имя воспитанницы Ленинского комсомола легендарным. К. посвящены многие произведения советских поэтов, писателей, драматургов, художников, скульпторов; её именем названы улицы многих городов СССР. На Минском шоссе близ деревни Петрищево К. поставлен памятник (скульпторы О. А. Иконников и В. А. Федоров). С 1942 могила К. находится на Новодевичьем кладбище в Москве; на месте первоначального захоронения К. в деревне Петрищево установлена мемориальная плита.

  Лит.:Народная героиня. (Сб. материалов о Зое Космодемьянской), М., 1943; Космодемьянская Л. Т., Повесть о Зое и Шуре, М., 1966.

З. А. Космодемьянская.

Космодром

Космодро'м(от космос и греч. drуmos - бег, место для бега), комплекс сооружений, оборудования и земельных участков, предназначенный для приёма, сборки, подготовки к пуску и пуска космических ракет. Некоторые К. включают земельные участки для падения отработанных ступеней ракет и один из измерительных пунктов командно-измерительного комплекса. Главные объекты К. - техническая позиция и стартовый комплекс ( рис. 1 ). Вспомогательные и обслуживающие объекты и службы К.: измерительные пункты с кинотеодолитными станциями и радиотехническими системами для измерения параметров начальных участков и в первую очередь активных траекторий движения ракет; расчётные бюро с ЭВМ для вычисления полётных заданий и траекторий движения ракет; зона хранения компонентов топлива; иногда заводы для производства жидкого кислорода, азота, водорода; система энергоснабжения (теплоэлектроцентрали, электросиловые станции, трансформаторные подстанции и линии электропередач); жилой городок с управленческими службами, учебным центром и комплексом бытовых и культурно-массовых учреждений; система водоснабжения; система связи и телевидения; ремонтная база и складское хозяйство; аэродром; подъездные пути и транспортные коммуникации, включая ж.-д. узел.

  Техническая позиция(ТП) - комплекс сооружений с общетехническими и специальными технологическим оборудованием и подъездными путями, обеспечивающий приём, хранение и сборку ракеты-носителя (РН) и космических объектов (КО), их испытания, заправку и пристыковку КО к РН. На ТП располагаются монтажно-испытательный корпус (МИК), монтажно-испытательный корпус КО, заправочная станция КО, компрессорная станция с ресиверной, электросиловая или трансформаторная подстанция и служебные здания. Для твердотопливных РН в состав ТП дополнительно могут входить первичное хранилище секций твердотопливных ускорителей, здание их осмотра, хранилище секций, готовых к использованию, и здание сборки и пристыковки твердотопливных ускорителей. Ступени и узлы РН поступают в МИК, иногда для избежания транспортировки больших ступеней РН в собранном виде завершающие сварочные операции по изготовлению крупных узлов производятся в МИК. Сборка РН выполняется двумя основными способами: горизонтальная сборка отдельных ступеней и РН в целом и пристыковка к ней КО; вертикальная сборка отдельных ступеней, сборка всей РН и пристыковка КО в МИК в вертикальном положении на передвижной части пусковой системы ( рис. 2 ). Первый способ наиболее распространён. Для РН, работающих на жидком топливе и имеющих твердотопливные ускорители, строятся 2 МИК: для сборки и испытаний жидкостной ракеты и для сборки твердотопливных ускорителей и пристыковки их к жидкостной ракете. После сборки РН проходит автономные и комплексные испытания. Параллельно производятся сборка и испытания КО. В комплект испытательного оборудования для КО входят также барокамеры для испытаний КО в целом или его элементов на герметичность в условиях глубокого вакуума. Заправка КО компонентами топлива производится на заправочной станции ТП. Криогенными компонентами топлива (кислородом, водородом, фтором, аммиаком и т. п.) КО заправляется на стартовой позиции. Из заправочной станции КО перевозится в МИК, где пристыковывается к РН. После проверки правильности стыковки космическая ракета транспортируется на стартовую позицию.

  Стартовый комплекс(СК) - комплекс специального технологического оборудования, сооружений с общетехническим оборудованием, подготовленных участков земли с подъездными путями, необходимыми для доставки космической ракеты на СК, установки на пусковую систему, испытаний, заправки и пуска. В состав специальных сооружений СК входят: пусковая установка; командный пункт; хранилища компонентов топлива и устройства для заправки ими РН и КО; трансформаторная подстанция и резервная дизель-электрическая станция; холодильные установки или холодильный центр и др. СК может иметь несколько стартовых площадок (табл.). На стартовой позиции транспортно-установочный агрегат поднимает ракету в вертикальное положение и опускает её на пусковую систему. Стационарные установщики монтируются около пусковой системы; ж.-д. транспортно-установочная тележка с ракетой наезжает на стрелу-платформу и вместе с ней поднимается в вертикальное положение. Пусковая система обеспечивает приём, вертикализацию и удержание ракеты, подвод к ней электрических, заправочных, пневматических, дренажных и пр. коммуникаций и пуск ракеты. Пусковые системы могут иметь кабель-заправочные мачты, механизмы стыковки электро- и пневморазъёмов, наполнительных и дренажных соединений. Мачты выполняются отбрасываемыми и стационарными. Кабель-заправочные мачты иногда выполняют функции агрегатов обслуживания. Для СК, не имеющих стационарных заправочных средств, на стартовую площадку подаются передвижные заправщики. Компоненты топлива обычно дозируются автоматически по датчикам уровней топлива в баках ракеты. Применяется также дозировка счётчиками-расходомерами. Для заправки сжатыми газами станции газоснабжения могут иметь воздушные компрессоры высокого давления, гелиевые компрессоры и газификаторы жидкого азота с плунжерными насосами высокого давления. Перед заправкой производится термостатирование топлива для обеспечения допустимой разницы температур окислителя и горючего; максимальной и минимальной температур компонентов, поступающих в двигатель ракеты; требуемого значения плотности топлива; переохлаждения криогенных компонентов. Переохлаждение продолжается в течение всего времени нахождения ракеты на пусковой системе. Если переохлаждение не применяется, испарение компонентов в ракете компенсируется автоматической подпиткой. Все процессы подготовки к заправке, включая процессы хранения топлива, и заправка осуществляются обычно автоматически. Посадка космонавтов производится после окончания заправки РН и КО. Все операции предстартовой подготовки фиксируются на пульте пуска набором транспарантов готовностей. После полной готовности всех систем подаётся команда и включается автоматическая схема пуска.

Техническая характеристика американских стартовых комплексов

Характеристика комплекса	СК-39 для ракет-носителей «Сатурн-5»	СК-37 для ракет-носителей «Сатурн-1»	СК-40-41 для ракет-носителей «Титан-3С»
Общая площадь, га	48,6	48	8,4
Стоимость комплекса, млн. долл.	800	65	176
Количество стартовых площадок	2 1	2 2	2
Транспорт для перевозки ракет или их ступеней	Гусеничный транспорт	2 колёсных транспортёра для ступеней I и II	2 локомотива по 735,5 квт(1000 л. с.)
Время подготовки ракет к пуску, сут	50-70	25	1
Время ремонта после пуска, сут	14-42	30-60 3	до 14

  ¹Одна площадка законсервирована; с неё был произведён только запуск «Аполлона-10». ²Одна площадка законсервирована. ³30-60 сут -время на подготовку к пуску и ремонт.

  Первый ИСЗ был запущен с космодрома Байконур (СССР), за рубежом космические ракеты запускались с К.: США - Ванденберг (Калифорния), мыс Кеннеди (Флорида), Уоллопс (Виргиния); Франция - Хаммагир (Алжир), Куру (Французская Гвиана); Италия - Сан-Марко (у берегов Кении); Япония - Утиноура; КНР - Чанчэнцзе; Великобритания - Вумера (Австралия).

  Лит.:Космонавтика, М., 1970 (Маленькая энциклопедия); «Aviation Week», 1965, v. 83, № 1. p. 36-37, 41-43, 1966, v. 84, № 25, p. 71-182; «Hydraulics and Pneumatics», 1967, v. 20, № 12, p. 90-93; «Mechanical Engineering», 1969, v. 91, № 6-10; «Spaceflight», 1971, v. 13, № 2, p. 61-65.

Рис. 1. Космодром: А, Б, В - стартовые позиции космодрома: Г - техническая позиция; 1 - кабель-заправочная башня; 2 - башня обслуживания; 3 - станция заправки топливом космических объектов; 4 - монтажно-испытательный корпус космических объектов; 5 - здание вертикальной сборки; 6 - компрессорная станция; 7 - выносной командный пункт; 8 - хранилище и заправочная станция окислителя; 9 - ресиверная; 10 - бассейн с водой системы пожаротушения; 11 - командный пункт; 12 - газоотражатель; 13 - газоотводный канал; 14 - пусковая система; 15 - башня для приборов наведения ракеты по азимуту; 16 - гусеничный транспортёр; 17 - радиолокационная станция; 18 - укрытие для расчёта; 19 - хранилище и заправочная станция горючего; 20 - то же водорода; 21 - к испарительным площадкам.

Рис. 2. Здание вертикальной сборки ракет: 1 - высотная часть; 2 - малый пролёт; 3 - здание командного пункта; 4 - собранная ракета-носитель; 5 - кабель-заправочная башня; 6 - гусеничный транспортёр; 7 - вторые ступени ракеты; 8 - третья ступень ракеты (в процессе проверки); 9 - космический объект.

Космоидная чешуя

Космо'идная чешуя',чешуя древних кистепёрых и двоякодышащих рыб, наружная поверхность которой образована слоем космина (отсюда название) - сплошным «паркетом» тесно сомкнутых кожных зубов. Сверху К. ч. покрыта твёрдым эмалеподобным дентином, придающим ей характерный блеск. Космин подстилается слоем губчатой кости; в основании К. ч. лежит мощный слой пластинчатой кости - изопедина. В эволюции кистепёрых и двоякодышащих наружный и губчатый слои К. ч. постепенно редуцируются. У современной кистепёрой рыбы латимерии на поверхности чешуи сохранились отдельные бугорки дентина.

Космологическая постоянная

Космологи'ческая постоя'нная,постоянная L, которую А. Эйнштейн в 1917 ввёл в свои уравнения тяготения (1916), чтобы они могли иметь решения, описывающие стационарную Вселенную, и удовлетворяли требованию относительности инерции (см. Относительности теория ) .Физический смысл введения К. п. заключается в допущении существования особых космических сил (отталкивания при L> 0 и притяжения при L< 0), возрастающих с расстоянием. Поскольку требование стационарности Вселенной отпало с открытием разбегания галактик (см. Красное смещение ) ,Эйнштейн в 1931 отказался от К. п. С тех пор обычно принималось, что L=0. В настоящее время (70-е гг. 20 в.) допускается и др. возможность: К. п. - крайне малая (~10 ^-55 см ^-2) величина.

  Лит.:Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Релятивистская астрофизика, М., 1967.

  Г. И. Наан.

Космологические парадоксы

Космологи'ческие парадо'ксы,затруднения (противоречия), возникающие при распространении законов физики на Вселенную в целом или достаточно большие её области. Так, при распространении на Вселенную второго начала термодинамики (без учёта гравитации) в прошлом делался вывод о необходимости тепловой смерти;возраст Метагалактики в теории нестационарной Вселенной (см. Космология ) до 50-х гг. 20 в. оказывался меньше возраста Земли. Однако обычно под К. п. понимают два конкретных парадокса, возникающих при космологическом применении законов классической (ньютоновой) физики: фотометрический (парадокс Шезо - Ольберса, название по имени швейцарского астронома Ж. Шезо, 1744, и немецкого астронома Г. В. Ольберса, 1826) и гравитационный (парадокс Неймана - Зелигера, название по имени немецких учёных К. Неймана и Х. Зелигера, 19 в.). Эти парадоксы (К. п. в узком смысле слова) преодолены релятивистской космологией. Классическая физика затрудняется объяснить, почему ночью темно: если повсюду в бесконечном пространстве стационарной Вселенной (или хотя бы в достаточно большой её области) имеются излучающие звёзды, то в любом направлении на луче зрения должна оказаться какая-нибудь звезда и вся поверхность неба должна представляться ослепительно яркой, подобной, например, поверхности Солнца. Это противоречие с тем, что наблюдается в действительности, и называлось фотометрическим парадоксом. В релятивистской космологии он не возникает, поскольку из-за красного смещения яркость далёких объектов понижается. Гравитационный парадокс имеет менее очевидный характер и состоит в том, что закон всемирного тяготения Ньютона не даёт какого-либо разумного ответа на вопрос о гравитационном поле, создаваемом бесконечной системой масс (если только не делать очень специальных предположений о характере пространственного распределения этих масс). Для космологических масштабов ответ даёт теория А. Эйнштейна,в которой закон всемирного тяготения уточняется для случая очень сильных гравитационных полей.

  Лит.:3ельманов А. Л., Гравитационный парадокс, в кн.: физический энциклопедический словарь, т. 1, М., 1960; Фотометрический парадокс, там же, т. 5, М., 1966; Tolman R. С., Relativity thermodynamics and cosmology, Oxf., 1934.

  Г. И. Наан.

Космология

Космоло'гия(от космос и ...логия ) ,учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной как части целого; раздел астрономии. Выводы К. (модели Вселенной) основываются на законах физики и данных наблюдательной астрономии, а также на философских принципах (в конечном счёте - на всей системе знаний) своей эпохи. Важнейшим философским постулатом К. является положение, согласно которому законы природы (законы физики), установленные на основе изучения весьма ограниченной части Вселенной, чаще всего на основе опытов на планете Земля, могут быть экстраполированы (распространены) на значительно большие области, в конечном счёте - на всю Вселенную. Без этого постулата К. как наука невозможна.

  Космологические теории разных эпох (а часто и относящиеся к одной и той же эпохе) существенно различаются в зависимости от того, какие физические принципы и законы принимаются в качестве достаточно универсальных и кладутся в основу К. Степень универсальности принципов и законов не может быть проверена непосредственным путём, но построенные на их основе модели должны допускать проверку; для наблюдаемой области Вселенной («астрономической Вселенной») выводы из глобальной модели должны подтверждаться наблюдениями (во всяком случае не противоречить им), а также предсказывать новые явления, которые ранее не наблюдались. Из необозримого множества моделей, которые можно построить, лишь очень немногие могут удовлетворить этому критерию. В 70-х гг. 20 в. этому требованию наилучшим образом удовлетворяют разработанные на основе общей теории относительности (в релятивистской К.) однородные изотропные модели нестационарной горячей Вселенной.

  Историческая справка.В наивной форме космологические представления зародились в глубочайшей древности в результате попыток человека осознать своё место в мироздании. Эти представления являются характерной составной частью различных мифов и верований. Более строгим логическим требованиям удовлетворяли космологические представления античных философов школ Демокрита, Пифагора, Аристотеля(5-4 вв. до н. э.). Влияние Аристотеля на К. сохранялось на протяжении почти двух тысячелетий. Первая математическая модель Вселенной, основанная на всей совокупности данных астрономических наблюдений, представлена в «Альмагесте» (2 в. н. э.); эта геоцентрическая система мира объясняла все известные в ту эпоху астрономические явления и господствовала около полутора тыс. лет. За это время не было сделано практически никаких астрономических открытий, но стиль мышления существенно изменился. Предложенная Н. Коперником (16 в.) гелиоцентрическая система мира, несмотря на противодействие христианского догматизма, получала всё более широкое признание, особенно после того как Г. Галилей,применив для астрономических наблюдений телескоп, впервые (1-я половина 17 в.) обнаружил факты, которые трудно было совместить с геоцентрической системой. Ещё до этого Дж. Бруно,в соответствии с учением Коперника, сделал философский вывод о бесконечности Вселенной и отсутствии в ней какого-либо центра; этот вывод оказал большое влияние на всё последующее развитие К. Основанная на учении Коперника революция в К. явилась исходным пунктом революции в астрономии и естествознании в целом. Закон всемирного тяготения (И. Ньютон,1685), в самом названии которого подчёркнута его космологическая универсальность, дал возможность рассматривать Вселенную как систему масс, взаимодействия и движения которых управляются этим единым законом. Однако при применении ньютоновой физики к бесконечной системе масс обнаружились т. н. космологические парадоксы.

 Возникновение современной К. связано с созданием релятивистской теория тяготения (А. Эйнштейн,1916) и зарождением внегалактической астрономии (20-е гг.). На первом этапе развития релятивистской К. главное внимание уделялось геометрии Вселенной ( кривизна пространства-времени и возможная замкнутость пространства). Начало второго этапа можно было бы датировать работами А. А. Фридмана (1922-24), в которых было показано, что искривленное пространство не может быть стационарным, что оно должно расширяться или сжиматься; но эти принципиально новые результаты получили признание лишь после открытия закона красного смещения (Э. Хаббл,1929). На первый план теперь выступили проблемы механики Вселенной и её «возраста» (длительности расширения). Третий этап начинается моделями «горячей» Вселенной (Г. Гамов,2-я половина 40-х гг.). Основное внимание теперь переносится на физику Вселенной - состояние вещества и физические процессы, идущие на разных стадиях расширения Вселенной, включая наиболее ранние стадии, когда состояние было очень необычным. Наряду с законом тяготения в К. приобретают большее значение законы термодинамики, данные ядерной физики и физики элементарных частиц. Возникает релятивистская астрофизика,которая заполняет существовавшую брешь между К. и астрофизикой.

  Геометрия и механика Вселенной.В основе теории однородной изотропной Вселенной лежат два постулата: 1) наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна; из этого следует кривизна пространства-времени и связь кривизны с плотностью массы (энергии). 2) Во Вселенной нет каких-либо выделенных точек (однородность) и выделенных направлений (изотропия), т. е. все точки и все направления равноправны. Последнее утверждение часто называют космологическим постулатом, его можно назвать также обобщённым принципом Дж. Бруно. Если дополнительно предположить, что космологическая постоянная равна нулю, а плотность массы создаётся главным образом веществом (фотонами и нейтрино можно пренебречь), то космологические уравнения приобретают особенно простой вид и возможными оказываются только две модели. В одной из них кривизна пространства отрицательна или, в пределе, равна нулю, пространство бесконечно (открытая модель); в такой модели все расстояния со временем неограниченно возрастают. В др. модели кривизна пространства положительна, пространство конечно (но столь же безгранично, как и в открытой модели); в такой (замкнутой) модели расширение со временем сменяется сжатием. В ходе эволюции кривизна уменьшается при расширении, увеличивается при сжатии, но знак кривизны не меняется, т. е. открытая модель остаётся открытой, замкнутая - замкнутой. Начальные стадии эволюции обеих моделей совершенно одинаковы: должно было существовать особое начальное состояние с бесконечной плотностью массы и бесконечной кривизной пространства и взрывное, замедляющееся со временем расширение.

  Характер эволюции схематически показан на рис. 1 (замкнутая модель) и рис. 2 (открытая модель). По оси абсцисс отложено время, причём момент взрывного начала расширения принят за начало отсчёта времени ( t =0). По оси ординат отложен некоторый масштабный фактор R,в качестве которого может быть принято, например, расстояние между теми или иными двумя далёкими объектами (галактиками). Зависимость R = R (t)изображается на рисунке сплошной линией; прерывистая линия - изменение кривизны в ходе эволюции (кривизна пропорциональна 1/R ²) .Заметим ещё, что относительная скорость изменения расстояний есть не что иное, как постоянная (точнее, параметр) Хаббла. В начальный момент ( t® 0) фактор R® 0, а параметр Хаббла Н® Ґ. Из космологических уравнений следует, что при заданном Нравная нулю кривизна может иметь место только при строго определённой (критической) плотности массы r _kp=3 c ²H ²/G,где с -скорость света,