Борьба за скорость

Сравнение скорости ядра со скоростью лошади может вызвать у людей XX века лишь улыбку. Ведь снаряды современной сверхдальнобойной артиллерии вылетают из орудий со скоростью около 1,5 километра в секунду — почти 6 тысяч километров в час! Казалось бы, еще не так уж много — и они смогут стать межпланетными путешественниками.

И тем не менее, ядро, заброшенное в межпланетное пространство, — маленькая планетка, — не космический корабль. Ею можно гордиться, но полетом ее управлять нельзя. Она лишь увеличит на единицу бесчисленные рои осколков, носящихся между планетами. Но она не дает человеку победы над тяжестью.

Космическую скорость нужно получить постепенно, а не в ничтожную долю секунды, как при выстреле, метании, взрыве. Тогда только путешественникам не будет угрожать гибель при отлете.

Ведь нарастание скорости, или, иначе, ускорение, ощущается нами как усиленная тяжесть, перегрузка. Циолковский делает расчет: если даже пушка будет чудовищной длины, — 300 метров, то тяжесть при выстреле увеличится в 1 000 раз. Человек ее, разумеется, не выдержит.

Небесный корабль вообще должен быть кораблем особенным. Он полетит в пустоте, тогда как все другие корабли плавают, двигаются по воде или в воздухе. Они потому и могут двигаться, что существуют вода и воздух. От воды или воздуха отталкивается гребной винт судна, воздушный винт самолета.

А в мировом пространстве? Ни один винт, конечно, не сможет работать там, где одну частичку газа от другой отделяют сотни и тысячи километров. В этом почти пустом пространстве летят небесные камни — метеориты. Один романист приспособил их для движения своего межпланетного корабля: двигатель корабля «засасывал» поток метеоров и, отбрасывая их, передвигался, как ракета.

Не думаю, однако, чтобы согласился он полететь на своем «метеорном» корабле…

Нужно не только получить космическую скорость, и притом постепенно, без вреда для человека, но и иметь возможность изменять ее в полете. Не полет вообще, а управляемый полет, — вот что нам нужно.

Космической скорости можно достигнуть только при помощи ракеты — такое решение задачи дал Циолковский.

Он так представлял себе небесный корабль-ракету.

Удлиненный корпус, похожий на вытянутую каплю. В передней его части — каюта для пассажиров, с приборами, аппаратами для дыхания и всем необходимым для жизни людей.

Жидкое топливо накачивается насосами в камеру, где оно сгорает, а газы вырываются наружу через длинную, расширяющуюся к концу трубу. На пути газов, поблизости от выходного конца трубы, стоит руль, которым можно отклонять газовую струю и поворачивать ракету.

Такова схема ракетного корабля — победителя тяжести.

Ракета прежде всего управляемый небесный корабль, скорость которого можно набирать постепенно, чтобы перегрузка не была чрезмерной. А меняя направление, можно выбрать наивыгоднейший путь перелета.

Самая маленькая космическая скорость — круговая — в несколько раз больше, чем самая большая скорость, которую до сих пор удалось получить человеку с помощью своих машин. В самом деле, наибольшая скорость, которую развивают снаряды сверхдальнобойной артиллерии, — около 1,5 километра в секунду.

Почему ракета может развить космическую скорость?

На это отвечает основной закон механики ракетного полета, открытый Циолковским.

Закон этот таков: чем больше скорость истечения газов и чем больше вес топлива по отношению к весу пустой ракеты, тем большую скорость она получит. Можно получить любую сколь угодно большую скорость, лишь бы хватило запаса топлива.

Схема ракеты К. Э. Циолковского.

Закон Циолковского — основа будущей техники сверхвысоких, космических скоростей. Открытием этого закона знаменитый ученый безгранично расширил наши технические возможности в борьбе за скорость. Вот почему его имя заслуженно стоит в ряду основоположников техники больших скоростей.

Сверхскоростные перелеты, межпланетные путешествия, а, быть может, в очень отдаленном будущем и путешествие к другому Солнцу — звезде, — вот что сулит нам ракетная техника. Новые, невиданные горизонты открываются перед наукой.

Ракеты уже летают со скоростью около 2 километров в секунду и поднимаются на высоту в несколько сот километров. Это самый быстрый и самый высотный летательный аппарат, созданный человеком.

Еще немного, и космические скорости, путешествия не на сотни, а на тысячи и миллионы километров будут доступны нам.

Безмерно трудное дело… Если бы знали трудности дела, то многие, работающие теперь с энтузиазмом, отшатнулись бы с ужасом, говорил Циолковский о решении задачи космического полета.

Можно получить любую скорость при помощи ракеты, гласит основной закон ракетного полета. Но нельзя забывать про другое: как ее получить, что для этого нужно.

Для того, чтобы увеличить скорость ракеты, нужно или повышать скорость вытекающих из нее газов или увеличивать запас топлива.

На какую же скорость мы можем рассчитывать?

Циолковский вычисляет: пусть скорость отброса, скорость вытекающих газов — 2 километра в секунду. Эту скорость могут дать уже сейчас такие топлива, как, например, жидкие углеводороды и кислород. Скорости ракеты 8 километров в секунду добьемся, если запас топлива будет весить в 50 раз больше, чем сама ракета. А для полета, скажем, на Луну, когда нужна скорость 12 километров в секунду, вес запаса топлива должен в 200 раз превышать вес ракеты.

Эти цифры разочаровывают. Ведь невозможно построить ракетный корабль, в котором на каждую тонну веса конструкции нужно захватить 200 тонн топлива.

Ценою большого упорного труда современная техника добилась того, что на каждую тонну веса самой ракеты приходится 3 тонны топлива.

3 и 50, 3 и 200. Сопоставив эти цифры, некоторые зарубежные исследователи безнадежно махнули рукой. Межпланетные путешествия неосуществимы, — по крайней мере, до тех пор, пока мы не овладеем атомной энергией, решили они.

Немецкий ученый Эбергард, попробовав прикинуть, возможен ли полет на Луну, и столкнувшись с этими неумолимыми цифрами, сложил оружие: ничего не выйдет! Ему вторит французский инженер Эсно-Пельтри: «Только атомы могут доставить нам требуемые силы и скорости…»

Атомная энергия безусловно смогла бы помочь решению задачи. Можно предполагать, что с ее помощью мы получим скорость отброса в 10–12 километров в секунду. Тогда отпадают и трудности, которые кажутся непреодолимыми. Это тем более заманчиво звучит, что даже самые лучшие виды химического топлива, еще не освоенные нами, смогут дать скорость отброса не больше 4 километров в секунду. И тогда на тонну веса ракеты потребуется около 20 тонн топлива.

20 вместо 200. Но и такой корабль чрезвычайно трудно, да можно сказать прямо — построить сейчас нельзя.