Путешествия в космос

Конечно, недешево будет стоить отправка каждого килограмма груза с Земли на искусственный спутник. Его обитателям придется стремиться к тому, чтобы ограничить список грузов, идущих для их личного пользования. Тем более что там, в пространстве, можно получать все, необходимое для жизни, в неограниченном количестве. С помощью гигантской оранжереи, которую создадут на искусственном спутнике, его жители установят полный круговорот воды, кислорода, пищевых веществ.

С помощью грузовых же ракет на искусственном спутнике можно будет создать большие запасы горючего и, наконец, по частям собрать ракету для полета на Луну, на Марс, даже к Юпитеру или Сатурну.

Эта ракета не будет похожа на те тяжелые, массивные, обтекаемые ракеты, которые прибывали на искусственный спутник с Земли. Ведь там, в космическом пространстве, нет тяжести, нет сопротивления воздуха. Ракета, которая полетит с космического спутника, сможет иметь любую форму, которая окажется наиболее целесообразной для размещения в ней экипажа, горючего, двигателей.

Скорость, которую должна будет развить ракета, отлетающая с искусственного спутника в дальний рейс, будет значительно ниже скорости ракеты, улетающей в этот же рейс с Земли.

Действительно, для того чтобы отправиться с Земли, например, на Марс, необходимо развить (не учитывая скорости вращения Земли вокруг оси) скорость около 11,6 километра в секунду. А для такого же рейса с искусственного спутника будет достаточно развить скорость всего около 3,6 километра в секунду. Ведь искусственный спутник уже имеет космическую скорость, которая и используется при отлете с него.

Таким образом, искусственный спутник — пересадочная станция на пути к звездам — может значительно облегчить осуществление космических путешествий.

В каком же состоянии находится сегодня ракетная техника, каковы ее предельные достижения, как близко мы подошли к осуществлению вечной мечты человечества?

На эти вопросы мы постараемся ответить в следующей главе.

^{«Пассажир» тяжелой ракеты «ФАУ-2» — легкая ракета «Вак Корпораль» достигла рекордной высоты — свыше 400 километров.}

_{Вслед за эрой аэропланов винтовых настанет эра аэропланов реактивных.}

_{К. Э. Циолковский}

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ ДВИГАТЕЛИ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ

БОРЬБА ЗА СКОРОСТЬ

Инженер-конструктор И. А. Меркулов, один из создателей первого прямоточного воздушно-реактивного двигателя, считает, что решение задачи космических сообщений явится логическим развитием сегодняшней скоростной авиации. Постепенный рост скоростей и высот, достигнутых человеком, приведет к созданию сначала сверхвысотных самолетов, способных летать в ионосфере, затем — искусственного спутника, а после этого и к созданию аппарата, который сможет совершить полет к Луне или даже к Марсу.

С этим утверждением можно согласиться только отчасти. Космический полет по самой своей сути принципиально отличается от полета в атмосфере Земли. Космическим полетом называется полет, при котором созданный человеком аппарат движется вне атмосферы под влиянием сил двоякого рода: во-первых, сил инерции, сообщенных аппарату работой реактивных двигателей, во-вторых, сил всемирного тяготения. Современные летательные аппараты всегда в большей или меньшей степени используют для полета атмосферу, как аэропланы, или испытывают сопротивление воздуха, как высотные ракеты. Поэтому все эти полеты принципиально отличаются от полета космического.

Поэтому и нельзя ожидать постепенного перерастания авиации атмосферной в авиацию космическую. Пути развития той и другой по временам сближались, перекрещивались, но уже сегодня разошлись, и чем дальше, тем больше будут расходиться. Генеалогическую линию самолета надо начинать с идей Леонардо да Винчи и модели вертолета М. В. Ломоносова, проводить через аэродинамические исследования Н. Е. Жуковского, через реальные конструкции турбомоторных и реактивных самолетов вплоть до сегодняшних сверхзвуковых машин.

Развитие же космического корабля начинается с пороховой ракеты — всем известной игрушки, изобретенной в Китае в незапамятные времена — проходит через работы К. Э. Циолковского и ведет через сегодняшние составные жидкостные ракеты, которые уже далеко перекрыли достижения авиации и по скорости и по высоте полета и которые нельзя считать логическим развитием авиации. Видимо, эти ракетные аппараты и явятся прямыми предками грядущих космических кораблей.

Вместе с тем было бы неправильно считать, что развитие авиации не способствовало развитию высотной ракетной техники, что авиация не осуществила своим опытом разведку полета вообще, что целым рядом интереснейших технических решений, найденных в авиации, не пользуются конструкторы высотных ракет и не воспользуются конструкторы космических кораблей. И в этом плане развитие авиации, ее современное состояние и главным образом современное состояние реактивного двигателя, принятого на вооружение современной авиацией, не может не представить огромного интереса для астронавтики.

Авиация и астронавтика — родственные области науки и техники. Было время, когда развитие первой подготовляло путь для второй; настанет время, когда вторая поделится своими достижениями с первой и поможет ее дальнейшему развитию.

Развитие авиации было стремительным, торжество ее — беспримерным в истории. Ни одна отрасль науки и техники никогда до этого не развивалась с такой быстротой и размахом.

За кратчайший исторический срок в авиации сменился целый ряд двигателей. Первые изобретатели пытались ставить на свои самолеты паровую машину. Ее скоро сменил двигатель внутреннего сгорания, достигший значительного совершенства. В последнее десятилетие он был вытеснен со скоростных самолетов реактивным двигателем. А в настоящее время в ряде стран ведутся работы по использованию в качестве самолетного двигателя атомного реактора.

Соответственно изменялась и предельная высота полета — так называемый «потолок» самолета.

^{Семейство реактивных двигателей (снизу вверх): 1 — пороховые ракеты и сегодня применяющиеся как дополнительные двигатели при взлете тяжело нагруженных воздушных кораблей. 2 — турбокомпрессорный реактивный двигатель — самый распространенный двигатель современной скоростной авиации. Встречный воздух сжимается компрессором а; в него в камере сгорания б впрыскивается горючее; газы горения вращают турбину в и, вылетая через сопло г, создают реактивную силу. 3 — в прямоточном реактивном двигателе встречный воздух, пройдя решетку а, попадает в камеру сгорания б, и газы горения выбрасываются через сопло в. 4 — жидкостный реактивный двигатель — двигатель будущих космических кораблей. Горючее а и окислитель б подаются турбонасосами в в смесительную камеру г. Горючая смесь сгорает в камере д, и газы горения вырываются в сопло е. Для привода турбонасоса используется перекись водорода ж.}

Первые самолеты летали очень низко над землей — высота их подъема едва достигала нескольких десятков метров. К 1920 году «потолок» самолета поднялся до 4000 метров. Сегодня он превзошел 18 тыс. метров, хотя серийные самолеты, как правило, и не поднимаются на такую высоту.

История авиации — это в значительной степени история борьбы за скорость и высоту полета.

Первые самолеты имели скорость 40–50 километров в час, и это казалось тогда стремительным полетом. Всего 45 лет назад она не превышала 80 километров в час, а сегодня зарегистрированным рекордом скорости самолета является 1215 километров в час! Эта скорость почти равна скорости звука. Нерегистрируемые скорости на пикировании в высотных слоях атмосферы значительно превосходят и эту официальную скорость. Скорости же в 1100, 1200 километров в час стали обычными скоростями серийных скоростных самолетов.