С помощью двух 18,5-метровых антенн организаторы эксперимента провели тестовый сеанс связи между Калифорнией и Массачусетсом. В отчете о нем читаем: «Голос можно было расслышать». Однако иглы все сильнее расходились по орбите, отчего плотность этой искусственной ионосферы падала, отражающее облако меняло форму и объем, и скоро качество радиосвязи сделалось неприемлемым. И хотя использовать их  как отражатель было невозможно, они продолжали засорять космос.

«Вестфордские иглы» остались головной болью борцов с космическим мусором (в день первого, неудачного, запуска иголок в 1961-м газета «Правда» вышла с гневным заголовком: «США засоряют космос»). И понятно почему: даже микроскопическая пылинка, врезавшись в иллюминатор шаттла, оставляет в нем убедительный кратер. К счастью, 480 миллионов иголок — много только по земным меркам. Большая их часть, несмотря на исходно высокую орбиту — 3600 кило метров, то есть в десять раз выше орбиты МКС, — уже успела сгореть в атмосфере. Сегодня плотность иголок, рассеянных по околоземному пространству, заведомо не превышает нескольких штук на кубический километр.

Один из компонентов спутника Vela. Второй такой же одновременно с первым располагался на околоземной орбите иного радиуса. Целью всей системы было отслеживать наземные ядерные взрывы. Но выяснилось, что Vela не в состоянии отличить взрыв от гамма-всплеска

Вспышка — обманка

Бангметр — наверное, самый специфический прибор для наблюдений за планетой и главный космический памятник холодной войне. Гигантский светочувствительный сенсор, смонтированный на нескольких американских спутниках, должен был фиксировать двойные вспышки в атмосфере, которые характерны только для ядерного взрыва: сначала на миллисекунду вспыхивает сама бомба, потом ионизированный быстрыми частицами газ.

22 сентября 1979 года, почти через 20 лет после запрета ядерных испытаний в воздухе, спутник Vela 6911 зафиксировал между побережьем Африки и Антарктидой двойную вспышку — ее характеристики соответствовали мощности взрыва в 2–3 килотонны. Срабатывание, получившее название «инцидент Vela», оказалось ложным, но оно чуть было не спровоцировало международный скандал. Как предполагают астрономы, систему ввела в заблуждение метеорная частица: небольшой космический камешек врезался в сам спутник (и породил первую вспышку), а его осколки, разлетаясь, отразили на сенсор солнечный свет.

Как бы то ни было, к показаниям бангметра военные стали относиться с недоверием, а сам он получил шуточное название bhangmeter (где английское bang, «взрыв», подменено индийским bhang, наркотик из конопли), под которым вполне официально упоминается на сайте ядерного ведомства США. Теперь такого рода спутниковые системы, дорогие и ненадежные, окончательно вытеснили сейсмометры, которые способны отличить ядерный взрыв от обычного и обладают очень высокой чувствительностью: фиксируют на другом конце планеты срабатывание заряда мощностью в килотонну. 

Бозон в тумане

Статьи о Большом адронном коллайдере часто иллюстрируют полувековой давности снимками треков — траекторий элементарных частиц в пузырьковых камерах: белые лучи на черном фоне, «вилки» и спирали. Физики-ядерщики такие камеры еще недавно использовали очень широко.

Первой в 1911-м изобрели не пузырьковую, а туманную камеру, или камеру Вильсона. Идея в своей основе была на удивление простой. Саму частицу не сфотографируешь, но можно снять шлейф из капелек тумана, который она оставляет за собой в толще перенасыщенной смеси паров (обычно это смесь водяного пара с парами этанола). При температуре ниже точки росы пару достаточно сколь угодно слабого воздействия, чтобы начать конденсироваться. Частица, прилетевшая из космоса или ускорителя, на своем пути возбуждает отдельные молекулы пара, которые становятся центрами конденсации для сотен тысяч других молекул. К слову, примерно таков же механизм образования облака в атмосфере: в разреженном воздухе, где собрался перенасыщенный пар, пылинки диаметром в несколько микрон достаточно, чтобы вокруг нее выросла огромная (по меркам микромира) водяная капля.

Чтобы проследить за движением элементарной частицы, надо заставить ее провзаимодействовать с какой-то средой — перегретой жидкостью или переохлажденным паром. Пролетая сквозь такую среду, частица оставляет след (трек). На снимке, полученном с пузырьковой камеры (она помещена в магнитное поле), видны три типа треков: прямые — их оставили незаряженные частицы, спирали — это следы заряженных частиц , отклонившихся в магнитном поле, и вилки, отвечающие распавшимся частицамДональд Глейзер, будущий нобелевский лауреат, в 1952-м вывернул эту схему наизнанку: он взял не переохлажденный пар, а перегретую жидкость (жидкость становится перегретой, если резко уменьшить давление, тогда ее температура оказывается выше температуры кипения). Она на порядки плотнее газа, поэтому шансы столкнуться с веществом у частицы, влетевшей в такую камеру, резко возрастали. Она оставляет уже не шлейф из тумана, а дорожку из пузырьков. Пузырьковые камеры заправляли жидким водородом, который кипит при –252,78 °C. Поддерживать в камере такую температуру — сложная техническая задача.

След (или трек) может многое рассказать о частице. Длина трека дает представление о ее энергии. Каждое столкновение уменьшает эту энергию на небольшую порцию, пока наконец частица не потеряет способность ионизировать молекулы — в этом месте трек обрывается. Магнит, спрятанный под камерой, закручивает траектории заряженных частиц в спирали, по кривизне которых можно судить о соотношении массы и заряда. Нестабильные частицы распадаются, а родившиеся при этом новые разлетаются под строго определенными углами, образуя «вилки».

По таким следам в пузырьковой камере Gargamelle, установленной на ускорителе в CERN"е, «выследили» переносчиков слабых взаимодействий — знаменитые W- и Z-бозоны. Несколько Нобелевских премий и создание Стандартной модели напрямую связаны с этим открытием.

Физики-ядерщики по большей части уже отправили туманные и пузырьковые камеры в утиль: на современных экспериментальных установках частицы фиксируют уже с помощью не фотоаппаратов, а суперкомпьютеров, подключенных к полупроводниковым детекторам внушительных размеров. Но приборы вроде туманных камер, простые и эффективные, не умерли окончательно, а перекочевали в любительскую науку. Если современные детекторы частиц поражают размерами и ценой (например, ATLAS, детектор Большого адронного коллайдера, — конструкция высотой с девятиэтажный дом и весом 7000 тонн), то туманную камеру (точнее, ее аналог, работающий по сходному принципу) легко собрать своими руками. Спирт (как источник пара), сухой лед (чтобы этот пар охладить), пластиковый ящик, темная бумага — и можно наблюдать треки космических мюонов, не выходя из дому. 

Геодезический велосипед

Надо обладать незаурядной пытливостью, чтобы увидеть в таком нехитром устройстве, как велосипед, нечто, открывающее новые возможности. В 1912 году Вэннивар Буш, на тот момент студент Массачусетского технологического института, придумал, как превратить двухколесное устройство с цепью в революционный геодезический инструмент. Задача геодезии — строить трехмерные карты местности, для чего нужно знать высоту над уровнем моря каждой точки. Посчитать разность высот между двумя пунктами можно, например, следующим образом: разбить весь путь между ними на малые отрезки и, преодолевая очередной, записывать соответствующее приращение высоты (с обоими знаками) и суммировать его с предыдущими.

Буш решил автоматизировать процесс, для чего приделал к велосипеду ящик со сложным механизмом, который по углу наклона велосипеда к горизонту вычислял и суммировал такие приращения. На ленте самописца отображался высотный срез местности — по сути, зависимость высоты , на которой находится велосипед, от пройденного пути. Действующий образец Буш соорудил своими руками, патент ему выдали в декабре 1912-го,  но в коммерческое производство устройство так и не запустили. Геодезисты не захотели отказываться от теодолитов, а теперь перешли на GPS-технологии: приемник по спутниковым сигналам определяет не только свое положение на карте, но и высоту над уровнем моря.