МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ПОЛЕТЫ

Читатели Т. КАРАЦЕВА (г. Орджоникидзе), А. БОГОМОЛОВ (г. Бузулук), Л. ДАЙМЕНСКАЯ (г. Барнаул) просят рассказать о проблеме полета в межпланетное пространство.

Стремление оторваться от Земли и улететь в мировое пространство, чтобы проникнуть в его тайны, зародилось у человека очень давно — в те времена, когда он понял, что блистающие на небосводе точки представляют собой отдаленные миры. Так возникли мифы о полете на Луну и другие небесные тела.

После Коперника, доказавшего, что наша Земля не центр мироздания, а всего-навсего одна из планет, вращающихся вокруг Солнца, и давшего тем самым философскую основу сторонникам теории о множественности миров, выступил Джордано Бруно с утверждением об обитаемости иных миров. Это дало новую пищу мечтателям о внеземных полетах.

С развитием науки характер произведений, посвященных полету на иные планеты, несколько меняется: помимо чисто литературного материала, в них появляются элементы научных и технических идей. Писатели отказываются от проектов космических полетов с помощью птиц или духов и выводят на сцену самые разнообразные машины. С XVII века уже высказывается мысль о возможности достижения других миров с помощью ракет. Но лишь в начале нашего столетия, когда К. Э. Циолковским, а впоследствии другими исследователями были разработаны основные положения астронавтики, проблема полета в мировое пространство стала на прочный фундамент. Опираясь на законы движения небесных тел, а также на другие законы природы, исходя из возможностей современной техники, наука пришла к заключению об осуществимости межпланетных полетов при помощи ракетных кораблей.

При каких же условиях осуществим межпланетный полет?

Отметим сначала следующее обстоятельство.

От наиболее отдаленной планеты нашей солнечной системы — Плутона, при наибольшем его расстоянии от Земли, световой луч идет до Земли примерно семь часов (скорость света равна 300.000 километров в секунду), от ближайшей видимой звезды он путешествует к нам свыше четырех лет. Расстояние же до Луны — 384 тысячи километров. Вот почему сфера действия астронавтики ближайшего будущего ограничивается Луной и небесными соседями Земли — Венерой и Марсом, отдаленными от Земли соответственно на 39 и 55 миллионов километров (в ближайших своих положениях).

С какой же скоростью нужно лететь, чтобы достигнуть ближайшего небесного светила?

Предположим, что мы отправляемся в ракете на Луну со скоростью пассажирского самолета — 525 километров в час. Теоретически мы должны бы в течение одного месяца покрыть расстояние Земля — Луна. Но достигнуть Луны при таком режиме работы двигателей нельзя: расход топлива, даже атомного, получился бы фантастически большим.

Существует, однако, возможность уменьшить количество необходимого топлива в тысячи раз и довести его до приемлемой величины. Для этого следует при взлете сообщить кораблю первоначальный разгон. Благодаря полученной таким образом скорости корабль будет совершать весь полет с выключенным двигателем, по инерции. В этих условиях для полета на Луну и ближайшие планеты, Венеру и Марс, скорость взлета составит 11,1—11,6 километра в секунду, а для полета на остальные планеты —13,5—16,3 километра в секунду.

Расчеты показывают, что наименьшее количество топлива потребуется при условии, если мгновенно разогнать корабль до нужной скорости. Но это сопровождалось бы созданием внутри корабля перегрузки (увеличенной тяжести), которой не вынес бы человеческий организм. Как известно, человеческий организм, хорошо переносящий любые скорости, очень чувствителен к их изменению. Опыты показали, что нарастание скорости не должно превышать 40—50 метров в секунду.

В таких условиях, при скорости истечения газов из ракеты, равной 4 километрам в секунду, количество топлива, необходимое для совершения полета на Луну, должно превышать вес пустого корабля примерно в двадцать раз. Напомним, что содержимое куриного яйца только в одиннадцать раз превышает вес пустой скорлупы.

Но и постройка такого корабля превосходит возможности современной техники. Чтобы облегчить решение этой задачи, К. Э. Циолковский предложил соорудить межпланетную станцию — искусственный спутник Земли, откуда астронавты отправлялись бы в дальнейший путь.

Подобная станция будет вращаться вокруг Земли на высоте в несколько сот километров и, подобно Луне, не упадет на поверхность нашей планеты благодаря своему стремительному движению. Для достижения межпланетной станции корабль должен развить скорость порядка восьми километров в секунду.

Отправляясь с межпланетной станции в дальнейший путь на Луну, Венеру, Марс, ракета теперь уже сможет развить скорость 3,1—3,6 километра в секунду. Межпланетная станция станет как бы трамплином для проникновения человека в мировое пространство.

Повидимому, первые искусственные спутники будут представлять собой автоматы, посылающие на Землю показания приборов с помощью радио-сигналов. За этими автоматическими «разведчиками» последуют ракеты с экипажем.

Возможно также разделить полет на этапы, не прибегая к сооружению межпланетной станции. Представим себе, например, что космический корабль взлетает с поверхности Земли и, развив скорость около восьми километров в секунду, на высоте 200-300 километров превращается в искусственный спутник нашей планеты. Вспомогательные ракеты доставляют на корабль-спутник дополнительные грузы и топливо, необходимые для совершения дальнейшего полета. Получив «подкрепление», корабль отправляется в путь к намеченной цели.

Первые космические корабли совершат полеты вокруг Луны, а затем вокруг соседних планет без посадки на их поверхность. Для таких рейсов потребуются ракеты несравненно меньших размеров и более простые, чем для полета с посадкой.

В дальнейшем можно будет совершать полеты на Венеру и на Марс с посадкой. Для торможения скорости корабля можно использовать атмосферу данной планеты. Ракета выпустит крылья и будет снижаться, планируя.

Для того чтобы облететь земной шар по круговой орбите, ракете потребуется не более полутора часов. Полет вокруг Луны с возвращением на Землю продлится 10 суток, а путешествие к Венере и Марсу с возвратом на Землю займет не менее одного года.

На участке пути, превышающем 99 процентов всего маршрута, космический корабль будет двигаться по инерции. При этом астронавты не испытают действия силы тяготения: с момента выключения двигателя они очутятся в мире без тяжести.

Из повседневного опыта известно, что кратковременное отсутствие силы тяжести не вредно для человека. Если, однако, окажется, что длительная невесомость мешает людям, то, заставив корабль вращаться, можно создать центробежную силу, которая заменит астронавтам силу тяжести.

Создание атмосферы в кабине космического корабля с подходящими для человеческого организма составом и влажностью, снабжение астронавтов продуктами питания, защита от ультрафиолетовых лучей Солнца и космических лучей, пронизывающих межпланетное пространство, не представляют затруднений для современной техники.

Связь космического корабля с Землей, а также с другими плавающими в межпланетном пространстве кораблями с помощью направленных радиоволн также вполне разрешима для современной радиотехники.

Из опасностей, угрожающих астронавтам в межпланетном пространстве, самую серьезную представляет столкновение с метеоритами, а также с астероидами. Если опасность встречи с астероидом практически угрожает кораблю только при полете за пределами орбиты Марса, то попадание метеорита в космический корабль возможно на всем протяжении солнечной системы.

Правда, большинство метеоритов меньше песчинки, но встречаются и крупные — размером с большой булыжник, попадание которых в межпланетный корабль или искусственный спутник привело бы его к гибели.

Борьбу с метеоритной опасностью облегчает то, что орбиты, по которым движутся некоторые рои метеоритов, а также крупные астероиды, хорошо изучены. Поэтому можно избежать встречи с ними. Для борьбы с опасностью, угрожающей со стороны неизвестных метеоритных роев, а также со стороны мелких астероидов, можно будет пользоваться радиолокационными установками, своевременно сигнализирующими о грозящем столкновении.

Современная техника подошла вплотную к созданию ракетного транспорта, который во много раз ускорит сообщение между отдельными пунктами земного шара. Однако современные ракеты еще слишком тяжеловесны и недостаточно прочны, что не позволяет загружать их необходимым для совершения межпланетных полетов запасом топлива; ракетные двигатели не выдерживают достаточно высоких давлений, перегорают при очень высоких температурах.

Для межпланетных полетов нужны ракеты чрезвычайно легкой конструкции, нужны более совершенные двигатели.

Имеется, однако, еще одна возможность улучшить показатели простой ракеты, состоящая в том, чтобы до ее запуска сообщить ей разгон с помощью другой или других ракет, то есть прибегнуть к системе так называемых «составных ракет».

Если в тридцатых годах нашего века жидкостная ракета поднималась на высоту 13 километров, то в 1949 году двухступенчатой составной ракетой уже была достигнута высота 400 километров. Как недавно сообщалось в заявлении Советского правительства*, современная техника позволяет перебрасывать ракетные снаряды на тысячи километров.

* См. «Комсомольскую правду» от 22 декабря 1953 г.

По сравнению с расстояниями, отделяющими нас от небесных тел, современные рекорды высоты и дальности, достигнутые ракетами, кажутся очень скромными. Но с точки зрения скоростей — а это самое главное — эти успехи весьма значительны: достаточно в три раза увеличить скорость, которую может развить современная ракета, чтобы создать искусственный спутник Земли, а четырехкратное увеличение этой скорости позволит достичь Луны.

Самым важным показателем степени совершенства ракеты является скорость истечения газов из сопла ее двигателя. Из современных жидкостных ракет газы извергаются со скоростью 2-2,5 километра в секунду. Можно предполагать, что эту скорость удастся довести до 3,5—4 километров в секунду.

Другим узловым вопросом, от решения которого зависит успех дела, является увеличение относительного запаса топлива. На сегодняшний день вес уносимого жидкостной ракетой топлива немногим больше трех раз превышает вес пустой ракеты. Можно надеяться на удвоение этого соотношения. При достижении этого, а также упомянутой скорости истечения газов ракета могла бы развить скорость свыше семи километров в секунду. Такая же двухступенчатая ракета могла бы уже достичь космической скорости.

Однако в ракетах может быть использовано не только термохимическое (обычное), но и атомное топливо. Из атомной ракеты струя газов будет извергаться с колоссальной скоростью. Поэтому атомную ракету не придется обременять большим запасом топлива, и она сможет развить очень большие скорости.

Но атомная ракета — дело будущего. Современная техника не знает пока таких материалов, которые устояли бы перед температурами и давлениями, получаемыми в атомных ракетах. Другая трудность, которую придется преодолеть конструкторам атомной ракеты, — это необходимость найти предохранительные средства для защиты от радиоактивных излучений.

Надо полагать, что первые космические полеты будут осуществлены на обычных жидкостных ракетах, использующих горение — процесс, с которым человек знаком испокон веков.

Советский народ, использующий достижения науки и, в частности, атомную энергию для мирных целей, создаст новые небесные тела — межпланетные станции и космические корабли, дабы все глубже и глубже проникать в тайны Вселенной и расширять власть человеческого разума над силами природы.

А. ШТЕРНФЕЛЬД
лауреат Международной
поощрительной премии
по астронавтике.