А.П.Мицкевич,
кандидат физико-математических наук

Что же в это мгновение случилось?

Первый в истории человечества лунный корабль, созданный волею, гением и трудом советского народа, достиг поверхности Луны. Впервые за всю многовековую историю люди протянули свою руку в бездны вселенной и коснулись другого небесного тела. Где-то на Луне, между морями «Ясности», «Спокойствия» и «Паров», находятся вымпелы с изображением герба Советского Союза. А рядом, на пепельно-серой, пористой, как губка, лунной почве, покоится шарообразный предмет, заполненный многочисленными сложными приборами и аппаратурой... И вымпелы и шаровидный контейнер лунного корабля были изготовлены в Советском Союзе, руками советских людей. Таинственная и далекая спутница Земли получила от людей первый подарок, и этот подарок преподнесли ей мы, граждане СССР.

Как это случилось? Что произошло? Что будет дальше?

В своих фантазиях люди давно и не раз покидали Землю и мчались к Луне, к Солнцу, к звездам то на сказочных крыльях, то на коврах-самолетах, то на воздушных шарах.

Но все это было только фантастической сказкой до тех пор, пока за дело не взялась наука.

В 1643 году выдающийся польский ученый Николай Коперник в своем сочинении «Об обращении небесных сфер» заявил, что Земля — шар и что не она, а Солнце является центром нашей планетной системы. Эту же мысль в 1584 году высказывал итальянец Джордано Бруно и, посягнув таким образом на каноны мракобесов римско-католической церкви, окончил свой жизненный путь на костре. Его последователь Галилео Галилей разделил бы его участь, если б своевременно не отрекся от своих убеждений. Тем не менее в XVII столетии представление о том, что все планеты, в том числе и Земля, составляют единый хоровод вокруг Солнца, прочно утвердилось, и в начале века немецкий астроном Кеплер сформулировал законы движения планет.

В 1687 году гениальный английский ученый Исаак Ньютон, обобщив огромное количество фактов из области механики и астрономии, четко сформулировал законы механики и закон всемирного тяготения, управляющий движением небесных тел.

Изучая данные о движении планет, французский математик Леверье, не выходя из своего кабинета, в 1845 году предсказал существование еще одной планеты в солнечной семье, Нептуна. Спустя один год ее открыл немецкий астроном И. Галле. Это явилось выдающимся доказательством силы научного мышления и научного предвидения.

Власть церкви над небом кончилась.

С этого времени по-новому стала выглядеть и мечта о полете человека в межзвездное пространство.

Да, говорила наука, такой полет возможен. Но для этого нужно выполнить несколько условий. И главное из них следующее: нужно придать межпланетному кораблю скорость, достаточную, чтобы преодолеть силу земного тяготения и вырваться из прочных объятий Земли. Скорость эта должна быть немалой — не менее 11 километров в секунду. Неудивительно, что возможность межпланетных путешествий захватила умы многих людей того времени и писатели немало потрудились над тем, чтобы придать своим «путешествиям» на Луну и другие планеты научную убедительность

Во времена Жюля Верна единственным способом, который представлялся возможным, чтобы придать летательному аппарату нужную скорость, был... артиллерийский выстрел. Вот почему автор романов «С Земли на Луну» и «Вокруг Луны» поручил всю организацию посылки населенного людьми снаряда на Луну американскому «Пушечному клубу» во главе с его храбрым председателем и смелым ученым Барбикеном. Троих смельчаков — самого Барбикена, капитана Николя и веселого беззаботного француза Мишеля Ардана — посадили в цилиндрический снаряд и опустили на дно пушки со стволом длиной около тридцати метров. Под снаряд было заложено немногим менее 10 тонн взрывчатого вещества!

Затем путешественников выстрелили в направлении Луны с учетом движения снаряда, Луны и самой Земли.

Самым слабым пунктом предприятия «Пушечного клуба», конечно, был метод отправки снаряда в космос. Двигаясь в канале орудия таким образом, чтобы скорость при вылете равнялась 11 километрам в секунду, снаряд должен был бы иметь ускорение в тысячи раз большее, чем ускорение силы тяжести на Земле.

Веселый Мишель Ардан, вес которого, по-видимому, равнялся примерно 70 килограммам, во время выстрела весил бы сотни тонн и были бы неминуемо раздавлен своим собственным весом. То же самое случилось бы и с другими путешественниками.

Итак, по Жюлю Верну выходит, что отправиться на Луну не так-то просто. Во всяком случае, пушка для этой цели не годится. Оригинальный способ путешествия на Луну предложил английский писатель-фантаст Герберт Уэллс. Он рассуждал так: для того чтобы преодолеть силу земного притяжения, нужно найти такой материал, который был бы «непрозрачным» для силы тяжести! Ведь есть же материалы, не пропускающие света. Почему бы не придумать «экран» и против силы притяжения Земли?

И вот герой романа «Первые люди на Луне» мистер Кейвор создает такой материал и называет его «кейворит».

Из кейворита был изготовлен шар с несколькими отверстиями, которые по желанию можно было закрывать заслонками из того же кейворита. Все заключенное внутри шара не должно было испытывать никакого притяжения. Но стоит открыть отверстие, обращенное к поверхности Луны, и шар сразу начинал испытывать силу лунного притяжения. И, наоборот, если закрыть «лунную» заслонку и открыть ту, что обращена в сторону Земли, то шар тотчас летел в сторону Земли.

Таким образом, открывая и закрывая различные окна в кейворитовом контейнере, можно было направить шар в сторону любого небесного светила.

Этим замечательным свойством и воспользовались мистер Кейвор и его спутник, чтобы добраться до Луны.

Существование кейворита противоречит основным законам природы, в частности закону сохранения энергии.

Таким образом, полет в межпланетное пространство по Уэллсу еще более фантастичен, чем по Жюлю Верну.

Первым строго научно к проблеме путешествий в космос подошел наш соотечественник, замечательный калужский мудрец Константин Эдуардович Циолковский. Он утверждал, что ракета пока что единственное средство, при помощи которого можно решить многочисленные задачи, возникающие в связи с межпланетными полетами.

Почему же летит ракета?

На этот вопрос отвечает открытый Ньютонам закон сохранения количества движения. Грубо его можно сформулировать так: движение части какого-либо тела в одном направлении должно быть скомпенсировано движением другой его части в противоположном направлении. Действие этого закона мы особенно хорошо ощущаем в форме «отдачи» при стрельбе из винтовки или когда, выпрыгивая из лодки на берег, вдруг обнаруживаем, что она стремительно вырывается из-под наших ног в противоположную сторону.

Раскаленный газ, вырываясь из сопла ракеты, является ее частью. Чтобы это движение скомпенсировать, сама ракета должна двигаться в противоположном направлении. Это и есть то, что называется реактивным движением.

Следовательно, для движения ракеты воздух не имеет никакого значения. Главное, чтобы в ракете сгорало топливо и газы с большой скоростью вылетали наружу.

Вот об этом и думал К. Э. Циолковский, разрабатывая свои межпланетные ракетопланы. Сегодня мы уже знаем, что это действительно правильное решение задачи.

С тех пор как К, Э. Циолковский предложил свои первые проекты межпланетных ракетопланов, прошло более 30 лет.

Со времени Циолковского общий проект ракетоплана был ясен. Он должен выбрасывать наружу газы, в результате чего появится реактивная тяга ракеты в противоположную сторону. Если раскаленные газы будут вырываться в сторону Земли, ракета устремится в небо. Сжигать горючее нужно до тех пор, пока скорость ракеты не станет равной (или большей) 11 километрам в секунду.

Теория предсказывает, что скорость ракеты будет тем больше, чем большее количество топлива сгорает в единицу времени и чем больше скорость вылета раскаленных газов через сопло ракеты. Иными словами, топливо ракеты должно сгорать очень интенсивно и при очень высокой температуре.

Перед советскими химиками была поставлена задача: разработать подходящее топливо для космического корабля.

Для того чтобы понять, насколько сложна та задача, представим на мгновенье, что горючее для ракеты найдено, что его заправили в ракету в количестве нескольких тонн и подожгли. Ракета двинулась ввысь, набирая все большую и большую скорость. Но что получается. Первые порции сгоревшего топлива тянут в небо не только полезный груз, но и само горючее. Для того чтобы ракета набрала большую скорость, нужно затратить тем больше энергии, чем больше масса всей ракеты. А ее масса состоит из двух частей — из полезной массы и из массы горючего. Значит, сгорая, топливо тратит часть силы на то, чтобы тащить в небо самое себя. Это, так сказать, «бесполезная» работа ракетного двигателя. Ясно, потери на эту работу были бы меньшими, если бы масса горючего составляла небольшую часть общей массы ракеты. То есть желательно, чтобы горючего было как можно меньше.

Парадоксальный вывод!

Да, действительно нужно, чтобы вес топлива составлял как можно меньшую часть веса всей ракеты. Но в то же время необходимо, чтобы это топливо, сгорая, давало струю газа, которая вылетала бы с огромной скоростью. Это возможно только в том случае, когда температура сгорания очень высока.

Вот какая нелегкая задача стояла перед нашими химиками. И они решили ее — нашли требуемое горючее.

Но на пути к этому решению возникла новая трудность. Итак, топливо сгорает при очень высокой температуре, может быть в несколько тысяч градусов. Но где достать материал для двигателя ракеты, который смог бы выдержать эту температуру, не расплавиться? Все известные в природе элементы плавятся при температуре не более 3900 градусов.

Задача усложнялась еще и тем, что все материалы, из которых конструируется ракета, должны были быть легкими.

Действительно, для того чтобы оторвать от Земли и выбросить в космос всего один килограмм груза, необходимо затратить энергию, равную более 6 миллионов килограммометров. Примерно такую же энергию необходимо затратить для того, чтобы втащить, одну тонну груза на вершину самой высокой горы Кавказа — Эльбруса.

Выходит, жаропрочный материал для реактивных двигателей должен быть также и легким?

Легкий и жаропрочный! Снова нечто такое, что противно самой Природе. Известно, что все легкие металлы — алюминий, магний и другие — как раз наименее жароустойчивы.

Но советские металлурги и химики, объединив свои усилия, нашли материалы, которые удовлетворяли и этим чудовищно сложным требованиям.

И тогда оказалось, что при всех этих условиях придать ракете вторую космическую скорость невозможно... На помощь пришла идея Циолковского о «ракетных поездах». Теперь эти «поезда» называют многоступенчатыми ракетами. Само название такой ракеты раскрывает существо ее конструкции. Это несколько ракет, соединенных вместе. Вначале включается двигатель ракеты № 1, который разгоняет весь корабль. После того как все топливо сгорит, эта ракета отделяется и больше в движении не участвует. Мгновенно вступает в действие ракета № 2. Ей работать уже «легче», потому что корабль приобрел некоторую скорость благодаря ракете № 1, а его масса стала меньше на величину массы отделившейся ступени и отработанного горючего. После окончания работы второй ступени она также отделяетея от корабля и в действие вступает следующая ракета. Каждой следующей ракете приходится разгонять значительно меньшую массу корабля, чем ее предшественнице.

Расчеты показывают, что многоступенчатые ракеты позволят достигать космических скоростей и уносить в космос значительный полезный груз.

Теперь, казалось бы, для полета в межпланетное пространство есть все необходимое. Но стоп! Оказывается, это только начало. Впереди еще очень много трудностей.

Чтобы правильно ответить на этот вопрос, вспомним, что Луна находится от нас на расстоянии примерно 400 тысяч километров и ее диаметр равен около 3 500 километрам. Таким образом, Луна представляется земному наблюдателю примерно такого же размера, как обычная столовая тарелка с расстояния около 25 метров.

В тарелку с расстояния 25 метров попасть из пистолета или винтовки не такое уж хитрое дело. Конечно, дело будет обстоять сложнее, если тарелка будет двигаться, но и это не смутит опытного стрелка.

Однако на этом аналогия между Луной и тарелкой кончается просто потому, что выстрелившая винтовка вовсе не пытается втянуть обратно пулю, равно как и тарелка не притягивает ее к себе.

При установлении ракетной трассы Земля-Луна необходимо учитывать, что оба небесных партнера небезразличны к кораблю, который движется между ними. Согласно закону всемирного тяготения Земля и Луна притягивают к себе ракету, причем сила притяжения Земли во много раз сильнее силы притяжения Луны. Покинув Землю, ракета оказывается под действием силы притяжения и Солнца. Оказавшийся таким образом в свободном пространстве корабль как бы привязан к Земле, Луне и Солнцу невидимыми нитями, с помощью которых каждое из космических тел тянет корабль в свою сторону. А уж если говорить совсем точно, то в силу универсальности закона всемирного тяготения для попадания в Луну необходимо учитывать также и «тягу» со стороны других планет солнечной системы, особенно ближайших к Земле - Марса и Венеры.

Значит, вопрос попадания в Луну - не простой вопрос и его успешное решение целиком и полностью зависит от изобретательности и таланта наших математиков. В конечном счете, выполнив сложный расчет траектории попадания в Луну, они должны сказать: «Если вы хотите отправить на Луну корабль весом в столько-то сот килограммов, то это необходимо сделать 12 сентября 1959 года во столько-то часов, минут и секунд. Корабль должен быть нацелен в такую-то точку звездного неба.

Конечная скорость корабля должна быть выдержана с точностью до десяти метров в секунду, а угол прицела - с точностью до ⁵/₁₀ градуса. Если конструкция корабля и работа реактивных двигателей будут идеально хороши, то космическая ракета встретится с лунной поверхностью 14 сентября в 0 часов 05 минут».

Теперь вспомним, что наша ракета многоступенчатая. Вспомним, что из двигателей вырывается раскаленная струя газов. Разве не может случиться, что, отделившись от ракеты, какая-нибудь ее ступень весом в несколько сот килограммов сообщит всему кораблю толчок в сторону? Или, расплавив сопло двигателя, струя газов начнет бить в бок и, таким образом, свернет ракету с расчетного курса?

Вспомнив все это, мы сразу же проникнемся величайшим уважением к тем людям, которые конструировали ракету и сделали ее так точно, что математики, рассчитавшие попадание в Луну, могут не оговариваться никакими «если».

Ну, а вдруг? Вдруг какая-то совсем мелкая причина все же свернет первый лунолет с заданного курса? Неужели весь эксперимент нужно начинать сначала?

Нет. Нужно сделать так, чтобы во время полета ракеты на Луну можно было в случае необходимости подправлять ее движения. Советский человек не может сидеть на Земле и быть безучастным к своему гениальному творению.

Вы отстали от товарищей и заблудились в лесу. Вы остановились и прислушиваетесь. Кругом тишина. Шелестят только листья деревьев, поют птицы. И тогда вы складываете ладони лодочкой и кричите «а-у-у». Замерло эхо, и вдруг откуда-то совсем с другой стороны вы слышите ответное «ау», произнесенное хором. Ясно, нужно идти на этот отклик. Вы проходите несколько сот метров, и снова кричите «ау», и снова получаете от своих друзей ответный возглас. Это позволяет вам подправить направление своего движения. Так вы повторяете несколько раз, получая в ответ призывное «ау». Наконец вы нашли своих и вышли на правильную дорогу.

Замечательная вещь! Обмен простыми «ау» выводит вас на дорогу. Почему? Да потому, что между вами и вашими товарищами была установлена «обратная связь». В каждый момент времени они знали, с какой стороны идете вы, а вы, в свою очередь, знали, где находятся они.

Этот пример показывает, что для управления движением вовсе нет необходимости сажать у двигателя «рулевого». Нужно только двигатель снабдить устройством, которое бы, с одной стороны, сообщало наблюдателю о своем местоположении и, с другой — имело возможность получать от наблюдателя сигналы для корректировки своего движения.

Когда с Земли на Луну была пущена космическая ракета, в распоряжении земных наблюдателей было всего несколько минут, которые по расчетам необходимы для придания космическому кораблю нужной скорости. В течение этих считанных минут можно было исправлять курс ракетного корабля. Для этого только необходимо, чтобы корабль непрерывно кричал «ау», показывая этим самым, в каком месте пространства он находится. Получив сигналы, математики, астрономы смотрят, двигается ли он в соответствии с нужным для попадания в Луну курсом. Если вдруг координаты корабля почему-либо от курса отклонились, необходимо немедленно ракету подправить, подтолкнуть в сторону или подогнать вперед, чтобы она снова легла на заданную траекторию. И тогда с Земли на лунолет посылается сигнал — земное «ау». По этому сигналу включаются дополнительные реактивные двигатели, выруливающие заблудившийся корабль на нужную дорогу.

Между лунным кораблем и Землей устанавливается обратная связь.

Десятки станций принимают сигналы с космической ракеты. Сигналы автоматически поступают в «расшифровывающие» электронные машины. Машины сравнивают действительный курс корабля с расчетным. Они же находят разницу и вырабатывают сигналы, которые необходимо послать на ракету, чтобы исправить направление ее движения. Итак, время в течение всего разгона ракеты, прочная обратная связь между кораблем и Землей жестко «привязывают» его к расчетному курсу полета.

Теперь мы можем правильно ответить на вопрос, поставленный раньше: легко ли попасть в Луну?

Нет, нелегко. Для того чтобы это сделать, нужна сложная и кропотливая работа математиков, которые рассчитывают траекторию попадания, нужна надежная работа реактивных двигателей, нужна прочная обратная связь между Землей и ракетой, нужны электронные вычислительные машины, которые являются обязательными звеньями в цепи обратной связи. Без всего этого попадание в Луну — дело сомнительное.

Немецкий физик Генрих Герц, открыв электромагнитные волны в 1888 году, заявил, что они не представляют никакого практического интереса. Знаменитый русский ученый Александр Степанович Попов опроверг это заявление, показав, что при помощи радиоволн можно осуществлять связь на расстоянии до нескольких сот километров. И вот сегодня наследники великого Попова ставят рекорды на дальность радиосвязи. Была осуществлена радиосвязь между Землей и Луной на расстоянии почти в 400 тысяч километров. Это в 20 раз дальше, чем дальность любой мыслимой в земных условиях радиосвязи.

Для достижения этого должны быть разработаны легкие и вместе с тем достаточно мощные источники электроэнергии. Энергии должно быть достаточно не только для того, чтобы по радио держать связь с ракетой вплоть до ее прибытия на Луну, но и для того, чтобы обеспечить работу остальной измерительной аппаратуры.

Ни один передатчик или приемник не обходится без радиолампы. В сложной радиоаппаратуре таких ламп должно быть несколько десятков.

Обычная стеклянная радиолампа весит около 30 граммов. Расчет показывает, что для отправки ее на Луну нужно совершить работу в 200 тысяч килограммометров. Это все равно, что поднять 200 килограммов груза на высоту одного километра.

Положение спасают миниатюрные и сверхминиатюрные радиодетали, и в первую очередь полупроводниковые приборы. Полупроводниковые приборы — это кристаллы из таких веществ, как германий и кремний, которые могут выполнять те же функции, что и радиолампы. С их помощью можно смонтировать радиопередатчики и радиоприемники весом всего в несколько десятков граммов. Вместо одной радиолампы можно поставить один полупроводниковый прибор весом в 20—30 раз меньше.

В связи с этим необходимо вспомнить об огромной работе, которую проделали ученые — физики и химики, трудившиеся над созданием отечественных полупроводниковых приборов.

Но вот все сделано. Имеется ракета. Имеется горючее. Обеспечены средства управления космическим кораблем в пространстве. Обеспечены средства связи. Тщательно выполнены все расчеты. Что дальше?

Даже в том случае, если у вас есть хороший автомобиль, вы вряд ли пуститесь в путешествие по неизвестной дороге. Прежде чем отправиться в путь, вы вооружитесь картами и справочниками и тщательно изучите ваш маршрут.

А в космосе?

Знаете ли вы все «рытвины» и «ухабы», с которыми вам, возможно, придется встретиться? Есть ли у вас подробная карта вашего маршрута? Какая помощь вам потребуется с Земли, если с вами стрясется беда?

Все это волнующие вопросы, на которые без предварительной разведки ответить нельзя.

Выше мы говорили, как важно, чтобы между ракетой и Землей постоянно существовала хорошая радиосвязь. Невидимые, бестелесные радиоволны — единственное связующее звено между будущими отважными космонавтами и человечеством Земли, которое будет с трепетом наблюдать за их полетом.

«А разве это возможно?» — спросите вы.

Да, отвечают физики.

Уже давно известно, что не все радиоволны могут пробиться сквозь слой земной атмосферы. Воздух, который нас окружает и без которого на Земле не могло бы быть ничего живого, одновременно является непроницаемым экраном для некоторых радиоволн. Верхние слои земной атмосферы, так называемая ионосфера, чинят преграду для радиоволн, потому что в них очень много заряженных электричеством атомов газа.

Ионосфера помогает установить радиосвязь на Земле, но мешает устанавливать радиосвязь с внеземными станциями.

Какова природа этой ионосферы?

Только сейчас, после того как в небо были запущены первые разведчики космоса — искусственные спутники Земли, можно более или менее уверенно говорить о происхождении и свойствах ионосферы.

Она возникает в результате взаимодействия солнечного и космического излучения с газами атмосферы.

Обычно газы — кислород, азот, водород и другие—электрически нейтральны. Однако под действием лучей, идущих от Солнца, и таинственных лучей, идущих из глубин космоса, атомы газов превращаются в электрически заряженные ионы. Чем больше в воздухе ионов, тем менее прозрачен он для радиоволн.

Итак, прежде чем отправиться в путешествие в космос, необходимо тщательно изучить первую «рытвину» на пути — ионосферу.

Вторая «рытвина» еще более опасная, чем первая.

Причиной возникновения ионов в ионосфере являются солнечные лучи с очень короткой длиной волны, а также космические лучи, состоящие из несущихся с огромной энергией атомных частиц.

Космический корабль, вырвавшись за пределы земной атмосферы, окажется под воздействием коротковолнового и солнечного и высокоэнергетического космического излучения. Для того чтобы облегчить вес космической ракеты, мы умышленно сделали ее из легкого материала. Но известно, что чем легче материал, тем он прозрачнее для лучей с высокой энергией и короткой длиной волны. Рентгеновские лучи, генерируемые Солнцем, и космические лучи будут пронизывать стенки корабля, проникать внутрь и подвергать облучению находящихся там пассажиров. Известно, что такое облучение грозит человеку неминуемой гибелью.

Прежде чем отправляться в космический полет, нужно тщательно изучить эти лучи и на основе этого разработать надежную защиту для будущих космонавтов.

Воздух, окружающий Землю, предохраняет ее и еще от одной опасности — от метеоров, от тех «падающих звезд», которыми люди любуются ясными осенними вечерами.

Мелкие и крупные твердые частицы, беспорядочно носящиеся в космическом пространстве, врезаются в земную атмосферу и быстро в ней сгорают в результате трения о воздух. Космический корабль совершенно беззащитен против метеоров. Столкновение корабля с метеором весом всего в несколько граммов привело бы его к неминуемой катастрофе.

Сколько метеоров падает на Землю, сколько их в космическом пространстве, как часто среди метеорных частиц попадаются крупные, способные привести к авария корабля, что нужно сделать, чтобы предупредить будущих космонавтов о приближающейся опасности столкновения?

Все эти вопросы ждут своего ответа, прежде чем человек отправится в космическое путешествие.

Таким образом, практика будущих космических полетов настоятельно требует тщательного изучения всех свойств космического пространства, в котором будут двигаться межпланетные лайнеры будущего.

Отправляясь в космическое путешествие, человек обнаружит себя в крайне непривычном состоянии. Во время разгона ракеты его вес окажется в несколько раз большим, чем на Земле. Мускулы сразу почувствуют, что им очень тяжело удерживать руки, ноги, голову, весь корпус в каком-либо положении. Все тело отяжелеет. Но как только ускоренный полет прекратится и ракета дальше помчится по инерции, моментально исчезнет сила тяжести. Человек перестанет весить.

Авторы описаний путешествий в космос немало пофантазировали о тех забавных ситуациях, которые будут иметь место внутри межпланетного корабля, когда все предметы и сами путешественники потеряют вес, Вода в виде огромных капель будет плавать в воздухе или безмятежно оставаться в перевернутом графине, бутерброды с маслом неподвижно повиснут у рта завтракающего пассажира, сам пассажир сможет дремать на «сверхмягкой» перине, плавая в воздухе где-нибудь под потолком каюты.

Это все правильно, но недостаточно серьезно. Ученые к проблеме перегрузок и к проблеме невесомости подходят отнюдь не с улыбкой, а скорее нахмурив брови.

Приспосабливаясь к условиям жизни на Земле, человеческий организм в большой степени полагается на помощь силы тяжести. Благодаря «чувствам» тяжести мы сохраняем равновесие при ходьбе. Потребление пищи и ее переваривание в желудке также зависит от силы тяжести. Кровообращение непременно зависит от силы тяжести.

Известно, что, поднимаясь на большую высоту, где атмосферное давление значительно меньше, чем на поверхности Земли, человек испытывает мучительные неприятности. У него лопаются губы, кровоточат глаза, кровь пробивается сквозь уши, нос.

В связи с этими и многими другими вопросами, связанными с существованием живых организмов в космическом корабле и затем на других небесных телах, например на Луне, возникли целые новые науки — космическая биология и космическая медицина.

Эти науки изучают биологические процессы, которые происходят с живыми организмами в условиях полета в космос и в условиях существования на других мирах. На основе их выводов разрабатываются мероприятия, которые бы обеспечили нормальное и безопасное существование человека во время путешествия и во время пребывания на других планетах.

Из этого далеко не полного перечня проблем видно, какой гигантский труд нужно выполнить, прежде чем первый человек отправится в межпланетное путешествие.

4 октября 1957 года навсегда войдет в историю науки и техники как день начала штурма космического пространства. В этот день с территории Советского Союза был запущен первый искусственный спутник Земли.

Первый искусственный спутник набрал первую космическую скорость и вышел на орбиту. Он 15 раз в сутки облетал вокруг нашей планеты, посылая на Землю радиосигналы.

Сигналы, посылаемые со спутника, позволили впервые рассмотреть вопрос о том, как же распространяются радиоволны не с внутренней, а с наружной стороны ионосферы.

Это позволило надежно установить те радиочастоты, которые можно использовать для радиосвязи Земли с космической ракетой. Для этих частот ионосфера оказалась прозрачной. Первый космический эксперимент позволил проверить конструктивные идеи, вложенные советскими учеными, инженерами и техниками в конструкцию ракеты.

После первого удачного запуска примерно через месяц в заатмосферное пространство был запущен второй советский спутник Земли, который представлял собой уже солидную лабораторию с приборами и радиостанциями общим весом более полутонны. На втором спутнике были установлены измерительные приборы для исследования космического пространства над Землей вплоть до высоты в 2 500 километров над поверхностью.

15 мая 1958 года с территории нашей Родины снова взвилась многоступенчатая ракета, которая на высоту почти в 2 тысячи километров вывела огромную космическую лабораторию весом около тонны. Третий искусственный спутник Земли был оборудован большим количеством измерительной аппаратуры, которая позволила ответить на многие волнующие ученых вопросы: какова плотность атмосферы Земли на больших высотах, в какой степени находящиеся там газы ионизованы, какова интенсивность рентгеновских лучей, посылаемых на Землю Солнцем, какова интенсивность космических лучей, сколько и каких метеоров носится над атмосферным защитным кожухом Земли?

Все результаты измерений переводятся на «электрический язык» и передаются на Землю по радио зашифрованными в коротких телеграфных посылках.

Второй искусственный спутник Земли был обитаем. Впервые в космос отправилось живое существо — собака Лайка, и радиосигналы донесли до человека сведения о ее самочувствии во время необычайного путешествия. Чувствительные электрические приборы передали на Землю по радио сведения о работе сердца собаки, о ее дыхании, о пульсации сонной артерии.

Разведка заатмосферного пространства при помощи спутников Земли расширила кругозор советской науки о космосе и позволила собрать неоценимые сведения о первых тысячах километров будущего космического пути.

Однако нельзя распространить сведения о первых тысячах километров дороги к звездам на сотни тысяч, а в будущем на миллионы и десятки миллионов километров космических путей.

На повестке дня науки о космосе встала дальняя разведка глубин вселенной.

2 января 1959 года советские люди забросили в небо тело, которое никогда не вернется обратно. Наша Земля с тех пор навсегда стала легче на величину веса первой космической ракеты.

Отправляясь в свое безвозвратное путешествие, первая космическая ракета имела на своем борту три радиопередатчика, которые на всем протяжении пути от Земли до Луны информировали советских ученых о том, какова температура внутри и на поверхности ракеты, какова интенсивность космических лучей в пересекаемом пространстве, каков состав вещества в космосе, какие и сколько метеоров бомбят стенки ракеты, и многие другие сведения. Для того чтобы уточнить положение ракеты в пространстве, в ней была аппаратура, которая выбросила искусственную комету, сфотографированную нашими астрономами.

Первая космическая ракета пронеслась всего лишь на расстоянии 5 тысяч километров от поверхности Луны и под влиянием ее силы притяжения искривила свою траекторию и легла на вокругсолнечную орбиту. Первая советская космическая ракета навечно превратилась в искусственный спутник Солнца, неся на своем борту вымпелы Советского Союза. Это искусственное небесное тело несется относительно Солнца со скоростью 32 километра в секунду и завершает вокруг него полный оборот за 450 дней.

И вот мы подошли к историческому дню, 14 сентября 1959 года... В космическое путешествие снова направился огромный лунный корабль, вооруженный современными средствами исследования космоса и средствами связи с Землей. В подготовке гигантского эксперимента принимали участие многие советские ученые, инженеры, техники, рабочие. Советские математики и астрономы произвели предварительные расчеты орбиты космического корабля. Было точно найдено, в какой день и в какой момент времени нужно запустить ракету. Было вычислено с поразительной точностью, в каком направлении ее нужно запустить, и найдена необходимая для попадания в Луну скорость ее движения. Было рассчитано, что при соблюдении всех необходимых условий пуска первый космический корабль попадет на Луну 14 сентября в 0 часов 05 минут.

В первые секунды этого беспримерного полета ракеты на Луну между нею и земными наблюдательными станциями при помощи радио была установлена жесткая обратная связь. Она позволила в период разгона реактивного корабля корректировать направление и скорость его движения к Луне, и, когда это было сделано, 13 сентября ученые смогли сообщить всему миру, что момент прилунения ракеты будет 14 сентября в 0 часов 01 минуту.

Пять радиопередатчиков — два на последней ступени ракеты и три в контейнере с измерительной аппаратурой — непрерывно посылали на Землю радиосигналы, которые в зашифрованном виде несли важные научные сведения о свойствах неведомого космического мира, пролетаемого кораблем.

Луна, эта вдохновительница поэтов и влюбленных, в ночь с 13 на 14 сентября 1959 года приковала к себе взоры всего человечества.

«Секунда, еще секунда, еще одна секунда...» — говорили дикторы всех радиостанций мира. В эту ночь не спали миллионы людей восточного полушария Земли, жадно всматриваясь в сияющий диск Луны, чувствуя, что вот-вот, сейчас, в эти самые минуты, советская космическая ракета коснется далекого сказочного светила.

А в десятках наблюдательных пунктов на территории Советского Союза, в странах Европы, Азии, Африки ученые, вооруженные радиотелескопами, жадно вслушивались в спокойный голос радиосигналов, посылаемых с борта ракеты.

И вдруг все замерло. Как по единой команде замолкли все радиопередатчики. Мгновенно прекратился голос ракеты. Автоматические приборы на наблюдательных станциях зафиксировали этот торжественный момент. 0 часов 02 минуты 24 секунды.

В этот момент корабль со скоростью более 3 километров в секунду врезался в пыльную, пористую, как губка, лунную поверхность. Ракета прибыла на Луну раньше расчетного времени на 2 минуты 36 секунд и позже исправленного времени на 84 секунды.

Такой точности прибытия могут позавидовать любые наземные виды транспорта.

И вот сейчас, где-то в районе лунных морей, которые вовсе не являются морями, а скорее лунными долинами, плоскими и унылыми, с цепочками пологих холмов на близком горизонте, покоится таинственный шарообразный предмет. Он лежит, сияющий и раскаленный, в течение долгого лунного дня и едва серебрится при свете звезд и при свете Земли в течение долгой и морозной лунной ночи. Рядом с ним в специальных контейнерах захоронены документы, свидетельствующие о том, что рука советского народа первой коснулась поверхности нашего спутника. Вымпелы с изображением герба Советского Союза и с надписью «Сентябрь, 1959 год» доставлены на Луну. Они, эти сверкающие металлические документы, неопровержимо свидетельствуют о том, что наша Родина, наш талантливый и трудолюбивый народ совершил беспримерный в истории подвиг. Эти безмолвные свидетели всемирно-исторической славы трудящихся Советского Союза ждут, когда на Луну прилетят новые корабли, новые разведчики лунной трассы и когда в недалеком будущем на ее поверхность осторожно вступит Человек.

Человек найдет среди лунных холмов и шарообразный контейнер первого лунного корабля и остальные документы, свидетельствующие о выдающемся первом перелете. И, наверное, когда Луна будет достаточно освоена и обжита, когда на ее поверхности появятся первые постройки — посадочные площадки, обсерватории, наблюдательные станции, заправочные станции, научно-исследовательские лаборатории, — тогда на месте падения первого лунного корабля будет воздвигнут обелиск с вершиной, увенчанной серебристым шаром, и со сверкающими вымпелами на гранях из лунного гранита.

Не успело человечество земного шара до конца пережить грандиозность запуска второй советской космической ракеты на Луну, как радио возвестило всему миру о новом, еще более грандиозном событии: во вторую годовщину запуска первого искусственного спутника Земли, 4 октября 1959 года к Луне отправилась новая, третья космическая ракета.

В исследовании космоса существует своя строгая, научно обоснованная логика. Научно-технические проблемы решаются в порядке их трудности. Мы видели, что попасть на Луну — очень сложная задача. Облететь Луну и вернуться в район Луны — проблема фантастической трудности.

Просчет скорости на 0,01 процента или в угле предела на 0,1 долю градуса может привести к тому, что межпланетная автоматическая станция либо врежется в лунную поверхность, либо вырвется из поля притяжения Луны и Земли и превратится в искусственную планету Солнца.

В обоих случаях она перестанет выполнять свою основную научную задачу: служить длительной космической лабораторией для исследования вселенной вокруг орбиты, охватывающей сразу два небесных тела — Землю и Луну.

Впрочем, оснований для беспокойства нет. Опыт запуска искусственных спутников и космических ракет позволил так поставить этот эксперимент, что облет Луны стал реальностью.

Советские люди глазами измерительных приборов и радиоаппаратуры заглянули на ту сторону Луны, которая миллионы лет была сокрыта от глаз земных существ.

Автоматическая станция, питаемая энергией Солнца и управляемая по радио с Земли советскими учеными, стала обобществленным спутником Земли и Луны. Недалеко то время, когда подобные станции в десятки и сотни тонн весом станут вместилищем обитаемых научных лабораторий и транзитных взлетно-посадочных пунктов для полетов на далекие планеты солнечной системы.

Скорость 11,2 километра в секунду достаточна не только для полета на Луну. Можно лететь на Марс и даже на более удаленную планету солнечной системы —на Юпитер. Но теперь расстояния от Земли до этих планет измеряются уже не сотнями тысяч, а десятками миллионов километров. До Марса — около 60 миллионов, до Венеры — более 40 миллионов. Путешествие на эти планеты займет не час, а месяцы. При нынешних скоростях полет к Марсу займет почти девять месяцев, а на Венеру — пять.

И вот снова перед наукой во весь рост встает проблема увеличения скоростей. Если космические корабли будут двигаться лишь со скоростями в несколько десятков километров в секунду, то межпланетные путешествия будут слишком долгими, а сами корабли слишком перегруженными. Ракеты должны неизбежно превратиться в колоссальные громады весом в сотни и тысячи миллионов тонн.

Нужны более высокие скорости, необходимо более эффективное топливо для ракет.

А может быть, можно и вовсе обойтись без горючего, говорят другие ученые. Ведь межпланетное пространство вовсе не пустое, как предполагалось раньше. Разведчики вокруг земного и окололунного пространства донесли до нас сведения, что вселенная заполнена газами, находящимися в состоянии полной ионизации. Атомы различных газов, лишенные электронной оболочки, в виде плазмы роями носятся вокруг Солнца, и их не так уж мало. Нельзя ли использовать это разряженное вещество в качестве топлива для космических кораблей?

Если будет решена проблема «местного» топлива для космических кораблей, то тогда станут возможными самые отдаленные перелеты ракет в пределах нашей солнечной системы. Люди исследуют не только Венеру, Марс, Юпитер, но и более удаленные планеты — Сатурн, Уран, Нептун и находящийся на границе нашей солнечной семьи далекий и сумрачный Плутон.

А дальше, за пределами нашей планетной семьи, простирается космическая бездна, бескрайная и безмолвная. Может ли сейчас Человек хотя бы мысленно, не отрываясь от законов природы и данных науки, переступить границы солнечной системы и ринуться в эту космическую пропасть? Ведь теперь расстояния до ближайших светил, до звезд, исчисляются уже не сотнями тысяч и не миллионами километров, а... световыми годами. Почти пять лет движется свет до Земли с самой близкой из окружающих нас звезд в созвездии Центавра. Это пятьдесят тысяч миллиардов километров! Расстояние до других звезд еще больше... Существуют ли в природе средства для преодоления таких расстояний?

Да, отвечает наука, существуют. Свет — вот та невесомая материя, которая должна мощным потоком вырываться из сопла будущей фотонной ракеты.

Постигая законы превращения вещества в свет, ученые когда-нибудь разработают методы управления этими пока что таинственными процессами и создадут фотонные реактивные двигатели.

Могучие потоки света будут вырываться наружу, сообщая космическим лайнерам все большую и большую скорость. В пределе космические корабли должны будут двигаться со скоростью света, пролетая за одну секунду 300 тысяч километров!

Возможно ли это? — улыбнется скептический читатель.

А почему нет? Ведь уже сейчас ученые в ускорителях ядерных частиц научились разгонять материальные частицы — электроны и атомные ядра — до скоростей, близких к скорости света.

Разве это не доказательство того, что материи можно придать колоссальную скорость?

Можно себе представить будущую звездную экспедицию. Скорее всего это будет не одиночный космический корабль, а целая флотилия, для того чтобы там, во вселенной, большие коллективы людей могли объединить свои усилия для познания неведомых тайн, для оказания друг другу товарищеской помощи.

Штурманы будущих звездолетов будут тщательно фиксировать результаты своих наблюдений в бортовых журналах, описывая в них свои наблюдения над гигантскими звездами, туманностями, новыми планетными системами. Хронометры будут с точностью до долей секунды отсчитывать время путешествия, потому что каждая истекшая минута — это миллионы километров пройденного пути. Выполнив программу исследований, космическая флотилия развернется и двинется в обратный путь. Пройдут десятилетия, прежде чем она вернется обратно на Землю. Мы сказали — десятилетия. А ученый-физик смотрит на нас с любопытством и спрашивает: «По какому времени?»

Конечно, отвечаем мы, по хронометрам, которые установлены в лабораториях космических кораблей. Ученый грустно улыбается и говорит: «Пока на звездолетах протекут десятилетия, на Земле пройдет тысяча лет. Скорость течения времени на Земле и на космических кораблях, несущихся со скоростью, близкой к скорости света, разная... На корабле время течет замедленно...»

В связи с возможностью космических межзвездных перелетов возникают новые, фантастические проблемы. Действительно, теория относительности ставит скорость течения времени в полную зависимость от скорости движения. Чем больше скорость движения, тем медленнее собственное время движущегося тела.

На звездолете никто из путешественников этого не заметит. Там все будет как на Земле. И никого не будет смущать тот факт, что их день будет равняться земному году.

Тогда возникает законный вопрос: для кого и для чего отправятся к звездам люди? Вернувшись на Землю, путешественники уже не застанут в живых никого из тех, кто их послал исследовать вселенную, кто их провожал в путь. За время их путешествия цивилизация, которую они оставили, изменит свое лицо, сама Земля сильно постареет. Высокоорганизованное коммунистическое общество людей Земли должно будет планировать межзвездные путешествия на тысячелетия вперед, по эстафете передавая своим потомкам наказ встретить на Земле отважных разведчиков космоса, отправившихся в путь сотни лет тому назад.

Впрочем, в своих мечтаниях мы забегаем слишком далеко в будущее. На примере подготовки первого в истории человечества эксперимента по межпланетным перелетам читатель видел, что для достижения цели одной мечты мало.

Труд, упорный, кропотливый, вдохновенный творческий труд прокладывает путь к звездам. Для того чтобы послать ракету на Луну, было необходимо объединить усилия представителей самого различного труда — физиков, химиков, математиков, астрономов, биологов, металлургов, инженеров, конструкторов, технологов, радиотехников, рабочих всех специальностей. Такое объединение труда возможно лишь в нашем, социалистическом обществе, стоящем в преддверии коммунизма. Мечтая о будущих путешествиях к звездам, мы должны понимать, что, не решив грандиозные задачи технического прогресса сегодня, мы не сможем ступить ни шага вперед.

И если мы хотим, чтобы наша мечта о звездных дорогах стала явью, если мы хотим приблизить время, когда советские космические лайнеры начнут бороздить межпланетные и межзвездные просторы вселенной, мы должны упорно трудиться каждый на своем месте.

Ибо только упорным трудом можно заставить вселенную покориться Человеку и раскрыть перед ним свои самые сокровенные тайны.