"Техника-молодежи" 1956 г, №5, с.32-35
аждый год наука открывает новые тайны природы и ставит их на службу человеку. 1956 год является годом, когда впервые одновременно в районах северного и южного полюсов Земли действуют постоянные научные станции. Хотя эти районы никогда не обживались человеком, интересы науки и практики потребовали их изучения. В 1957-1958 годах в околоземном пространстве начнут стремительный бег автоматические спутники Земли. Недалек тот день, когда... Представь себе, молодой читатель, что на календаре у нас не 1956-й, а 196... год, ты уже получил специальное образование и мы вместе работаем в Институте межпланетных сообщений. ... До старта осталось два часа. Через 26 часов космическая ракета Да, два часа. Механики на высокогорном аэродроме, точнее — астродроме, уже прогревают моторы стратоплана, который пронесет ракету через атмосферу — первый участок пути. Атомная энергия и вертолеты позволили создать этот астродром. Срезав мощными взрывами верхушку горы и разровняв ее, строители создали плоскую площадку 3X5 км и возвели на ней все необходимые сооружения. Персонал наземной станции радиотелеуправления в последний раз проверяет аппаратуру. А я уже сижу за пультом управления и гляжу на неподвижные стрелки приборов и зрачки сигнальных лампочек. Они оживут через два часа — перед самым стартом. Сейчас только секундная стрелка радиочасов обегает циферблат. Пульт управления первого космического корабля... Он расположен не на борту ракеты, а на Земле. Да на ракете и невозможно было бы установить все эти занимающие несколько огромных помещений электронные счетно-решающие машины, радио и радиолокационную аппаратуру и другие многочисленные устройства автоматики и телемеханики, весящие десятки тонн, не говоря уже о больших антенных устройствах, установленных вне здания станции. 6 350 квт электроэнергии требуется для работы всех этих приборов и устройств.
Оторвавшись от поверхности Земли в точке 1, ракета начинает полет по эллипсу. Затем с точки 2 своего пути ракета устремляется на стационарную орбиту, на которую и выходит в точке 3. На этой орбите происходит заправка. Из точки 4 ракета, наполненная топливом, отправляется к Луне. В точке 5 ракета ложится на траекторию, параллельную движению Луны, и начинает падать на нее. Посадка 6 осуществляется с торможением двигателями.
|
Аппаратура еще мертва и безмолвна, но в электронных и магнитных приборах «памяти» уже запечатлены в мельчайших подробностях программы работы — все те операции и команды, которые должны быть отданы каждому прибору станции, чтобы они управляли с Земли по радио летящей в межпланетном пространстве ракетой. Со всем этим не смог бы сладить самый расторопный оператор: ведь при космической скорости корабля нельзя опоздать даже на одну сотую секунды.
Моя роль, роль оператора, управляющего космическим кораблем, в основном уже выполнена — я составил программу работы для всей аппаратуры: в какой последовательности должны работать отдельные блоки, что надо сделать в том или другом случае.
А теперь я буду следить за тем, как они ее выполняют. Я включаю большие экраны телевизоров — они вспыхивают чуть зеленоватым светом. На одном из них появляется астродром со стоящим на стартовой тележке стратопланом. На спине его укреплена космическая ракета. Она весит 50 т. Под стреловидными крыльями стратоплана подвешены прямоточные и жидкостные реактивные двигатели. Стартовая тележка также несет жидкостные реактивные двигатели. Перед воздушным кораблем уходит вдаль стальная взлетная полоса. Она отполирована и блестит в лучах Солнца, как зеркало. Взлетная полоса обрывается над крутым обрывом горы в 3 км от места старта.
Он кажется легким, этот стремительный летательный аппарат. А между тем его взлетный вес, считая и трехступенчатую ракету, составляет сотню тонн.
Много это или мало? Мне вспоминается время (это было меньше десяти лет назад), когда обсуждались три проекта организации научной экспедиции на Луну, основанные на применении химического горючего, а не атомной энергии: ведь установка на использование атомной энергии отодвинула бы сроки космического полета на неопределенное время.
Здесь, у меня на столе, лежат папки со всеми тремя проектами. Достаю переплетенные в ледерин книги. Вот первый. В исходных данных на первой странице расчетов указана используемая скорость истечения газов из сопла двигателя — 3 200 м/сек. Отношение веса ракеты вместе с полезным грузом к весу топлива 1,58. Предполагаемое число пассажиров — 3. Вес полезного груза —10 т.
Переворачиваю страницы, исписанные сложными формулами, разнообразными вычислениями. Ракета должна подняться с Земли, опуститься на Луне, взлететь с нашего вечного спутника и, погасив большую часть своей скорости (около 7 км/сек) в атмосфере Земли, совершить посадку. И вот последняя страница расчета с итогами: составная ракета должна иметь 8 ступеней и весить в момент взлета с Земли 2 580 000 т. Это в 50 раз больше, чем весит большой океанский корабль с полным грузом.
Вот расчеты второго проекта. Он предусматривает создание промежуточной станции для старта, грандиозного искусственного спутника, летающего острова, совершающего оборот вокруг Земли за 1,5 часа на высоте 350 км. Ракета, стартующая с этого острова, опускается на Луну, взлетает с нее и опускается на Землю, также погасив скорость в атмосфере.
Снова страницы расчетов. И вот первые итоги. С искусственного спутника должна взлететь пятиступенчатая ракета массой в 24 100 т, из которых 5 300 т весит ракета с аппаратурой и 18 800 т — топливо.
Чтобы доставить «пустую» ракету без топлива на летающий остров, нужна трехступенчатая ракета со стартовым весом более 500 тыс. т.
А вот и другой вариант этого же расчета: ракету доставляют на летающий остров по частям, каждая весом всего 10 т. Для этого надо израсходовать 2 410 трехступенчатых ракет со стартовым весом около 1070 т.
Полеты этих ракет займут не менее года. Общая же масса конструкций и топлива в этом случае остается той же — 2 580 000 т! Два с половиной миллиона тонн для кратковременного пребывания трех человек на нашем вечном спутнике! Да это еще без учета расходов и трудностей, связанных с созданием летающего острова и сборкой на нем столь грандиозной ракеты!
Надо отметить еще один недостаток первых двух проектов. Может быть, он и был самым главным, из-за чего предпочтение было отдано третьему проекту.
Не разведано космическое пространство. Не известно еще, сколь вероятна встреча с метеором, сколь опасно влияние на человеческий организм космических лучей. Не разведана и поверхность Луны. Может быть, там есть участки, опустившись на которые космический корабль, в лучшем случае, уже не сможет взлететь! А ведь оба проекта строились из расчета, что с первым же кораблем отправятся на Луну люди. Можно ли рисковать их жизнью? Все это и побудило меня предложить следующее решение.
Я открываю папку с третьим вариантом полета. Он резко отличается от первых двух... Но вдруг...
Короткий резкий звонок... Внезапно ожили стрелки приборов, экраны осциллографов и телевизоров. До старта остались считанные минуты. На экране телевизора видно, как уходят от стратоплана механики, как пилот, в последний раз махнув рукой, захлопывает дверь кабины. А на щите управления над всеми приборами горят спокойным светом — вполнакала — зеленые лампочки. Это значит: все в порядке!
Командный сигнал на старт выдаст специальный электронный счетно-решающий прибор. Исходными данными для него служат координаты Луны, которые непрерывно измеряются радиолокационным дальномером и оптическим телескопом, перекрестие волосков которого все время поддерживается на одной из вершин в центре Луны, около цирка Гиппарха. Эти данные поступают по радиорелейной линии от астрономической станции, расположенной в 80 км от нас.
Спокойный голос диктора говорящих часов отсчитывает последние секунды... Старт! Из двигателей стартовой тележки вылетели снопы огня. Стратоплан, набирая скорость, скользит по взлетной дорожке. Он отделяется от тележки при скорости 550 м/сек, когда обретают силу прямоточные воздушно-реактивные двигатели.
Движутся стрелки приборов. На одном из экранов возникает траектория с силуэтом корабля, стремительно набирающего скорость и высоту. Радиоимпульсы, посланные направленной антенной, переизлучаются бортовой аппаратурой ракеты и возвращаются обратно. До самой посадки на Луне будут сопровождать лучи радиолокаторов наш космический корабль.
Между тем экран показывает стремительное падение стратоплана. Авария. Но почему же ровно светятся зеленым светом лампочки аппаратуры?
Нет, это не авария — это стратоплан, выполнив свою задачу, разогнав космическую ракету до скорости 2 200 м/сек, пошел на посадку.
Острая, похожая на стрелу своими небольшими отогнутыми назад крылышками, космическая ракета продолжает набирать скорость и высоту. Чуть дрожит голубоватый экран. Сильнее склоняются вправо стрелки указателей скорости. Голубая светящаяся дорожка показывает крутую траекторию взлета. И вот, отброшенная, падает первая ступень, скорость ракеты с учетом скорости вращения Земли достигает 6 тыс. м/сек.
И тут-то в первый раз вспыхивает красная лампочка. Светящееся табло показывает, что ракета отстала от графика на 200 м. Но мое вмешательство еще не требуется. Приборы сами отдадут команду, ее «выработает» счетно-решающий прибор, получивший от радиолокаторов сведения об этом отставании. И вот цифры начинают скручиваться в обратном порядке: только что отставание было 159 м, сейчас уже 78 м. Аппаратура работает безукоризненно, а ракета послушно выполняет предписанную ей программу.
Вот стрелки скорости и высоты коснулись первой красной черточки. 350 км — высота над поверхностью Земли. 8 км/сек — скорость. Космическая ракета летит параллельно Земле и продолжает набирать скорость. 9 тыс. м/сек. Отпадает вторая ступень. Я вижу по показаниям приборов, что последней ступени ракеты дана команда продолжать набирать скорость. Увеличив ее до 10,3 км/сек, ракета начинает полет по эллиптической траектории с выключенным двигателем.
Можно отдохнуть? Ведь только примерно через 12 часов, совершив полтора оборота по этой траектории, получит ракета новую команду и, увеличив свою скорость на 1,6 км/сек, выйдет по полуэллиптической орбите на стационарную орбиту против нашей станции управления. Здесь по команде ракета увеличит свою скорость на 0,16 км/сек и начнет полет по стационарной орбите. Эта орбита, отстоящая от Земли на расстоянии 35 810 км, характерна тем, что движущееся по ней тело совершает полный оборот вокруг Земли за 24 часа.
Значит, ракета все время будет неподвижно висеть над нами. Это очень удобно. Ведь ракета почти израсходовала свое топливо, а до Луны еще далеко. Но уже к ней по тому же пути следуют совершенно такие же ракеты — заправщики, в которых в качестве груза (500 кг) находится топливо для нашей ракеты.
Через каждые 12 часов будет прибывать на орбиту новая ракета-заправщик. Все повторяется так же, как и при полете первой ракеты.
Наступает один из ответственнейших моментов полета. Полезный груз первой ракеты должен быть доставлен на Луну. Полезный груз второй ракеты, вышедшей на стационарную орбиту, — топливо. Его надо перелить в первую ракету.
Вступила в действие сложная и точная аппаратура сведения. Радиолокаторы непрерывно измеряют координаты ракеты. Данные измерений мгновенно обрабатываются счетно-решающими приборами. И по радио на ракету-заправщик поступают команды.
Уже на расстояние всего в несколько десятков метров сведены ракеты. Включаются телевизионные передающие камеры, находящиеся на ракетах. Главный пилот садится за пульт, откуда он будет управлять по радио сведением ракет, переливанием топлива.
Этой операцией он занимался в авиации без малого двадцать лет. На этот раз ему предстоит сделать то же самое, находясь на Земле перед телевизионными экранами. Но он чувствует здесь себя так же, как если бы сидел в ракете-заправщике.
С волнением наблюдаю за дружеской встречей в космосе двух посланцев Земли... А в это время начинает старт уже третий стратоплан с космической ракетой-заправщиком.
Всего четыре ракеты-заправщика должны перелить в «лунную» ракету топливо. Идут уже вторые сутки...
К концу третьих суток сели на свой аэродром все стратопланы. Первые ступени космических ракет, опустившиеся на найлоновых парашютах, уже подобраны. Найти их не составляло труда, место приземления было засечено радиолокаторами, а компактный радиопередатчик ступени выводил команду, имеющую переносный радиопеленгатор, прямо на них. Вторые ступени ракет превратились во временных искусственных спутников, летающих по эллиптическим орбитам неподалеку от Земли. Со временем они потеряют скорость и сгорят в атмосфере при падении. Для пользы дела в них установили измерительные приборы и по радио получают сведения об околоземном пространстве.
Корпуса ракет-заправщиков, находящихся на стационарной орбите, также долгое время будут приносить пользу. На них установлены компактные телевизионные передающие камеры и другие автоматические приборы. Сейчас ими уже «завладели» метеорологи и геодезисты — им очень важно иметь наблюдательный пункт на стационарной круговой орбите. Таким же методом создается на этой орбите автоматическая ретрансляционная установка, которая откроет новые возможности для дальней радиосвязи и обмена программами между телевизионными центрами на ультракоротких волнах. «Репортаж» о ее работе вы вскоре увидите на экранах своих телевизоров.
А сейчас наше внимание сосредоточено на «лунной» ракете — наступает последний этап ее полета. Последняя ракета-заправщик перелила топливо. Работают счетно-решающие приборы. Старт «лунной» ракеты со стационарной орбиты нужно произвести в такой момент, чтобы, когда ракета будет приближаться к Луне, Земля оказалась повернутой к ней той стороной, на которой расположена станция радиотелеуправления. Команда отдана, ракета, увеличив скорость на 1.02 км/сек, отправилась к Луне по полуэллиптической траектории.
По прибытии в верхнюю точку ее ракета по команде набирает дополнительную скорость 0,49 км/сек. Теперь она движется параллельно Луне и начинает падать на нее. Еще один важный этап — посадка!
Если бы позволить ракете упасть на Луну, не тормозя ее падения, она врезалась бы в нее со скоростью 2.3 км/сек, то-есть в два раза большей, чем скорость вылетающего из дальнобойного орудия снаряда. Но в нашу задачу не входит «бомбардировка» Луны. Поэтому на заданном расстоянии от Луны вступает в работу мощная радиолокационная станция. Прямые и отраженные от Луны импульсы принимаются бортовой аппаратурой ракеты, что и позволяет измерить расстояние ракеты от поверхности нашего вечного спутника. По специальной программе включаются двигатели ракеты, и она садится на поверхность Луны, доставляя 500 кг груза.
Уже несколько минут пусты экраны телевизоров. Ни в какой телескоп невозможно разглядеть лежащую на поверхности Луны посланницу Земли. И вдруг на одном из больших телевизионных экранов вспыхивает яркое изображение какого-то явно не земного пейзажа. Острые грани горных хребтов, черное небо с крупными звездами и каким-то необыкновенно ярким голубоватым светилом. Ну, конечно, это лунный пейзаж с висящей в небе Землей. А передает изображения телепередающая камера автоматической танкетки-лаборатории, доставленной на Луну нашей ракетой.
ИЗБЕЖАЛИ ВСТРЕЧИ Изошутка Б. Бассарт |
Ею тоже будут управлять с Земли по радио — ее передвижением, работой. С помощью танкетки-лаборатории операторы найдут место для удобной посадки следующих ракет. Танкетка останется там служить для них радиомаяком.
Управлять танкеткой будут с другого пульта. Один из операторов, получивший опыт управления ею в условиях пересеченной местности на Земле, опытной рукой уже «повел» танкетку по лунной поверхности.
В комнату входит оператор Московского телецентра. Через несколько минут по радиорелейным линиям на телевизионные центры многих городов будут переданы изображения, принятые с Луны.
Пока танкетка не найдет окончательного места лунного астродрома, запуск ракет прекращается. И только после того как на Луне около танкетки опустится 17 ракет, прилетят туда люди. Они смогут оставаться там неограниченно долгое время. Все необходимое для их жизни, работы и возвращения на Землю будет доставлено ракетами без экипажа. Все, что им еще потребуется, доставят по первому требованию.
А сейчас в нашей работе перерыв. И в моих руках снова оказывается папка с расчетами третьего варианта полета на Луну, практическое осуществление которого прошло на наших глазах. И я сразу открываю папку на последней странице.
«Итак, — написано здесь, — по нашему мнению, создание постоянно действующей научной станции на Луне целесообразнее всего осуществить по описанной схеме с помощью небольших однотипных, управляемых с Земли по радио ракет с полезным грузом 600 кг и взлетным весом 50 т. Для доставки на Луну экспедиции весом 10 т потребуется соответственно 100 ракет. На возвращение трех человек обратно на Землю потребуется 72 ракеты при условии заправки трех ракет топливом на Луне и дозаправки их на стационарной орбите (торможение скорости 7—8 км/сек в атмосфере Земли). Суммарная масса конструкции и топлива будет составлять 8 600 т, однако, приняв необходимый резерв в 28 ракет, будем считать окончательной цифрой 10 тыс. т. Это в 250 раз меньше, чем при первых двух вариантах полета.
Осуществление этого проекта возможно в течение ближайших 5—10 лет. Приступить к его реализации можно будет после первых полетов автоматических спутников Земли».
Среди нескольких подписей, скрепляющих расчеты, была и моя подпись.
Я закрыл жесткий переплет папки.
Ведь именно сегодня осуществилась моя мечта, несколько лет назад выраженная в столбиках расчетов.
Теперь можно приступить к осуществлению проекта радиотелеуправляемой ракеты для полета на Марс.
Таков общий закон нашей жизни: за каждой взятой вершиной открывается новая, еще более прекрасная и манящая, чем взятая...
Раздался телефонный звонок. Я узнал голос недавно назначенного начальника первой научной станции на Луне. Через несколько месяцев, когда на Луне все будет подготовлено, его экспедиция управляемыми с Земли ракетами будет высажена на лунном астродроме. Он спрашивал о результатах.
— Все в порядке, — ответил я, — принята первая передача с танкетки-лаборатории. — Путь на Луну открыт.