Отличия наук о космосе

С ростом популярности космической тематики в информационных потоках, нас окружающих, всё больше и больше людей задаются вопросом – а чем занимаются многочисленные учёные, изучающие космическое пространство? Ответ на этот вопрос не так очевиден, как может показаться на первый взгляд, ведь за последние десятилетия исследования космоса сделали огромный рывок вперёд. Что ж, попытаемся разобраться в многообразии космических наук.

Астрономия

Самая древняя из наук, изучающих космос, и, наверное, наиболее известная из всех них. Именно астрономические приборы и инструменты первыми приходят на ум, когда говорят об исследовании Вселенной – исполинские «тарелки» радиотелескопов, белоснежные купола обсерваторий и немыслимо дорогие космические телескопы вроде «Хаббла».  Всё это находится в ведении наблюдательной астрономии, чья история насчитывает не одну тысячу лет. Ещё в Древнем Китае и Древней Греции люди, глядя на звёзды, пытались понять, как устроен наш мир. Тогда же возникают и первые инструменты – секстанты и астролябии, что верой и правдой служили учёным и путешественникам на протяжении двух тысячелетий.

Древняя астрономия, зачастую перемешивающаяся с религией и предрассудками, к началу XVII века превращается в точную науку. Астрономы берут на вооружение первые оптические инструменты, телескопы, и открытия начинают сыпаться как из рога изобилия. Лавинообразный рост числа астрономических открытий не прекратился до сих пор, в основном благодаря тому, что астрономы XX века сначала перешли к изучению небесных объектов посредством не только оптического, но и радио, гамма и рентгеновского излучения, а затем начали размещать астрономические инструменты на орбите. Эти изменения по значимости сравнимы с изобретением телескопа – так много они дали для современной астрономии.

Сегодня астрономия как наука продолжает динамично развиваться – строятся новые обсерватории, конструируются телескопы и делаются потрясающие открытия. Оперирующие огромными и дорогостоящими инструментами, астрономы собирают и анализируют информацию о Вселенной, на базе которой строятся все прочие науки о космосе.

Небесная механика

Эта наука обосновывает и изучает движение небесных тел в пространстве. В отличие от астрономии, она появилась лишь в XVII веке, когда гений великого английского физика Исаака Ньютона фактически создал эту науку. Труды Ньютона, на принципиально новом уровне описывающие механические движения, оказалось возможным применить и к небесным телам. Эта теория во многом базировалась на трудах другого выдающегося учёного, Иоганна Кеплера, который смог построить первую эмпирическую модель движения планет Солнечной системы. Она оказалась удивительно точной и с небольшими поправками остаётся актуальной до сих пор. После многочисленных попыток усовершенствования казалось, что небесная механика как наука закончена, но уже в XX веке она пережила второе рождение. Это связано с двумя факторами – открытием кратных звёзд и экзопланет, а также появлением космических аппаратов.

Наличие во Вселенной сложных систем, как звёздных, так и планетарных, заставило небесную механику адаптировать для них свои модели. Для этого законы небесной механики нужно было обобщить на более интересные случаи, чем в привычной для нас Солнечной системе. Подобные задачи требовали использования усовершенствованного математического аппарата приближённых вычислений, что повлекло за собой усложнение и расширение небесной механики как науки. С другой стороны, запуск первых межпланетных космических аппаратов требовал точных расчётов траектории их движения, с учётом влияния на неё планет и других небесных объектов. Со временем эти работы были выделены в отдельную науку, названную астродинамикой.

Астрофизика

Наука, лежащая на стыке астрономии и физики (что следует из её названия) занимается изучением процессов, протекающих в звёздах. Как именно светила вырабатывают свою энергию, на какие типы делятся, что за причудливые физические процессы протекают внутри них, как они рождаются и умирают – на все эти вопросы отвечают астрофизики. Опираясь на многочисленные данные астрономических наблюдений и сложнейшие физические теории, эти специалисты пытаются строгим математическим языком описать небесные светила. Астрофизика – наука теорий и вычислений, где главный инструмент исследователя не телескоп или антенна, а суперкомпьютер или вычислительный центр.

Космология

Одна из самых молодых наук о космосе, возникшая около века назад. Долгие тысячелетия Человечество не сомневалось в статичности Вселенной – сменялись поколения, а величественная картина звёздного неба не изменялась. Лишь в начале XX века, благодаря созданию Альбертом Эйнштейном теории относительности, учёные получили инструмент для описания Вселенной. Достаточно быстро стало ясно – она отнюдь не является статичным объектом, а эволюционирует по сложным законам. Это сенсационное открытие породило целую россыпь моделей и теорий, которые совершенствовались или отвергались по мере получения новых наблюдательных данных. Так родилась космология – наука, изучающая рождение и эволюцию Вселенной как целого. Сегодня она динамично развивается, используя передовые астрономические наблюдения для уточнения существующих и создания новых моделей эволюции Вселенной. Как и астрофизика, космология лишь пользуется наблюдательными данными, а сами учёные более оперируют формулами и цифрами, нежели конкретными астрономическими инструментами.

Космонавтика

Отдельно стоит выделить космонавтику, в строгом смысле слова наукой не являющейся. Её скорее можно назвать областью человеческой деятельности, тем не менее, очень важной для познания Вселенной. Рождённая на стыке инженерии, физики и астрономии, космонавтика стала настоящим символом XX века. Казалось бы, космонавтика лишь использует астрономические знания для своих целей – запуска в космос спутников различного назначения и обитаемых кораблей. На самом деле, впечатляющая доля космических проектов нацелена не на какой-то утилитарный результат, а на изучение самого космоса.

Космические исследования можно разделить на три больших класса. Первый – это разнообразные эксперименты, проводимые космонавтами на орбитальных станциях. Не изучая космос непосредственно, они дают бесценные знания о поведении тех или иных физических, химических и биологических законов в космических условиях.

Куда значимее для астрономии, так называемые космические обсерватории. Эти аппараты представляют собой настоящие автоматизированные исследовательские станции, выведенные на орбиту. Они могут включать в себя телескопы (как оптические, так и радио или рентгеновские), многочисленные датчики и сенсоры, приборы начальной обработки данных и системы связи. Несмотря на сложность и дороговизну, создание подобных инструментов вполне оправданно – за счёт идеальных условий ближнего космоса они позволяют собирать поистине уникальную информацию о Вселенной.

Наконец, третий тип космических исследований – это запуски автоматических межпланетных станций (АМС) к объектам Солнечной системы. Именно эти аппараты собрали львиную долю информации о составе, строении и процессах, протекающих на планетах, их спутниках, кометах и астероидах. АМС позволили учёным в деталях изучить ближайшие к нам небесные тела, исследования которых с наземных или орбитальных обсерваторий было бы куда менее эффективным. К этому же классу исследований следует отнести и пока что единственную обитаемую межпланетную миссию – посещение Луны аппаратами серии «Апполон».

Лженауки

Увы, популярность в широких массах наук о космосе послужила не только росту образованности и научной грамотности населения. Разного рода мошенники, а также просто некомпетентные, но твёрдо стоящие на своём, люди всерьёз и надолго обосновались и в этой области.

Наиболее известной и древней из «околокосмических лженаук» по праву считается астрология. Рождённая тысячелетия назад как ответвление языческих культов, в современном мире астрология является всего лишь средством зарабатывания денег предприимчивыми людьми, пользующимися слепой верой людей в гороскопы. Несмотря на очевидное отсутствие мистической связи между далёкими созвездиями и судьбой конкретного человека, сотни миллионов людей по всему миру продолжают верить в «знаки звёзд». Как ни прискорбно, никакие успехи науки и технологического прогресса не могут переубедить многочисленных поклонников астрологии, а потому приходиться с этим смириться.

Другое известное порождение космического ажиотажа – уфология. Адепты этой «науки» уверены в посещении нашей планетой инопланетянами и активно ищут на Земле следы этих самых посещений. В принципе, существование во Вселенной разумной жизни не противоречит никаким научным доводам. Больше того, серьёзная наука осуществляет масштабные проекты по поиску внеземного разума, такие как проект SETI, над которым работают ведущие радиообсерватории мира. Но нужно чётко понимать разницу между научно обоснованными поисками «братьев по разуму» на планетах вокруг далёких звёзд и утверждениями «очевидцев» о посещении их зелёными человечками. Несмотря на то, что возможность контакта с представителями инопланетных цивилизаций не исключается наукой, многочисленные спекуляции и журналистские «сенсации» на этой почве не имеют к науке никакого отношения.