"Техника-молодежи" 1959 г №3, с.14-17

КАК ЭТО БЫЛО...

ДОРОГИ В ЗВЕЗДАХ

Между переплетами скорей угадывалось, чем было видно, темное тело ракеты. Только что прекратилась около нее деловая суматоха. Люди ушли а укрытие.

Второе января 1959 года, середина XX века. Начало ночи...

Обстановка на старте. Куда полетит ракета?

Ракета была наведена точно в зенит. Но курс ее, тщательно рассчитанный сложнейшими электронными машинами, уходил по направлению отвеса, «вниз», — туда, где под ногами мягко поскрипывал снежок. Луна тоже была внизу, где-то на востоке, за горизонтом слева. После полуночи она должна была подняться из-за горизонта и вместе со звездами пройти высоко над головой слева направо — с востока на запад. Она не застанет ракеты. Впрочем, ее движение будет лишь кажущимся, оно отразит вращение Земли. На самом деле Луна идет в обратную сторону, к продолжению отвеса на другой стороне Земли, начинающемуся в Южной Америке.

Некогда Колумб поплыл в Индию на запад, когда другие плыли на восток. В голове среднего европейца XV века это не укладывалось. Теперь мы, люди XX века, должны отказываться от привычных для нас способов оценивать пространство и направления. Сегодня ночью мы вступаем в эру космических путешествий.

За оставшиеся до старта полчаса взглянем на обстановку с необычной, но единственно полезной сейчас точки зрения — со стороны Солнца.

Справа налево перед нами с бешеной скоростью — почти 30 километров в секунду — мчится наша родная планета вместе со своим спутником Луной, совершая ежегодный путь вокруг Солнца. Она вращается вокруг своей оси — один оборот в сутки. Вращается и Луна вокруг своей оси — один оборот в месяц.

Фазы Луны. Слева — та, которая нужна.

Послать ракету на Луну нам, в СССР, казалось бы, можно всегда, когда Луна видима на нашем горизонте и, следовательно. Земля повернута к ней восточным полушарием. Но любой охотник знает, что если цель движется, стрелять надо с «упреждением» — туда, где будет цель в тот момент, когда снаряд пересечет ее путь. Как ни велики скорости космических ракет, но и расстояние между Землей и Луной немалое — 380 тысяч километров.

Кстати, ученые не собираются стрелять точно в Луну. Они хотят провести ракету вблизи Луны, чтобы затем ракета стала равноправным членом солнечной системы — искусственной планетой. Для этого надо, чтобы Луна вышла на орбиту Земли слева от нее. Тогда скорость ракеты будет складываться со скоростью годового пути Земли.

Положение Луны по отношению к Солнцу и Земле определяется ее фазой. В фазе первой четверти Луна пересекает орбиту Земли со стороны, противоположной направлению годового движения. В полнолуние она находится за Землей, а в последней четверти снова выходит на орбиту Земли, уже навстречу ей. Тогда-то и наступает удобный для выстрела момент.

2 января около часа дня по московскому времени Луна вступила в фазу последней четверти. Но стрелять было нельзя, так как ракетная установка неслась вместе с нашей территорией слева направо, и скорость вращения Земли вычиталась бы из скорости ракеты. В ином положении находилась ракетная установка США на мысе Канаверал, но тамошние специалисты, обескураженные рядом неудач, в который раз не смогли использовать своего выгодного положения.

В пригородных лесках, в развалах горных хребтов и еще во многих малозаметных местах вы можете случайно набрести на группу белых домиков, лес тонких решетчатых мачт, оплетенных паутиной проводов и расчалок — на медлительно вращающиеся сетчатые чаши направленных антенн. Сюда уже пришли телеграммы о предполагаемом запуске космической ракеты. Чуткие пальцы специалистов впились в рукоятки настройки, взгляды прикованы к зеленоватым окнам лучевых индикаторов. В горных обсерваториях уже нацелены в небо оптические приборы, фотоаппараты. Все «глаза и уши страны» связаны между собою проводами, и по ним идут сейчас сигналы точного времени.

«Тик!» — и лучики всплескивают на всех экранах, «так!» — и снова всплеск.

«Тик-так..,» Влюбленные пары, держась за руки, летят на коньках, люди посолидней собираются в гости. Луна уже взошла на Дальнем Востоке. А здесь Луны еще нет...

СТАРТ Старт начинается с легкого сотрясения земли. Ракета вздрогнула... Что это? Остановилась? Но где же она? Напряженный взгляд запечатлевает мгновение: вы еще видите, как ракета стоит над вышкой на громыхающей струе огня, а она уже далеко. Она идет вертикально, свечой, пробивая плотные слои атмосферы по наикратчайшему пути. Так начинается путь к Луне. Теперь ее сопровождают локаторы, и на экранах ясно видно, как течет мимо всякая эфирная муть, а в центре дрожит маленькое светлое пятнышко. Репродукторы на одной ноте выводят знаменитое «би-ип», «би-и-ип», и желтые пленки магнитофонов бегут с катушки на катушку. Увенчивая конус ревущего огня, ракета пробивает одеяло Земли — тропосферу. Острый нос ее постепенно наклоняется к востоку. Уже взошла Луна, и, выбрав заданное опережение, автомат оторвал одну часть ракеты от другой и послал ее в район Луны. Головные части продолжают полет по заданному курсу. Первые полчаса полета. Вниз уходят слои ионосферы, где редкие частицы воздуха, постоянно бомбардируемые космическим и солнечным излучением, расщеплены на заряженные осколки молекул. Здесь возникают полярные сияния, еще выше проходят орбиты искусственных спутников Земли. Тысяча, вторая километров... Первые тысячи из четырехсот. Далеко внизу продолжает проваливаться поверхность Земли, но поднимается ли ракета? Она становится космическим телом, и в оценке ее движения уже трудно исходить из кривизны нашего «шарика». Плоскость земной орбиты — вот поверхность, к которой вычислительные машины относят движение ракеты. Она немного опускается под эту поверхность и довольно значительно отклоняется от орбиты Земли по направлению к Солнцу. Ведь Луна прошла перекресток орбит еще днем. ...На экране локатора пятнышко снова разделяется на два: одно постепенно отваливается вправо и вниз, а другое упорно держится в центре. Это идет последняя ступень ракеты, будущая искусственная планета. Вот последние остатки горючего и окислителя выдавлены из ее баков. Гаснет пламенный хвост. Но ракета не падает. Она приобрела скорость большую, чем вторая космическая, — больше 11,2 км/сек — и не может упасть на Землю. ЛУНА СПРАВА Как только заглох двигатель и, вступая в семью космических тел, подчиненных законам небесной, а не земной механики, последняя полуторатонная ступень ракеты вышла на орбиту, ее заостренная носовая часть отвалилась и был выброшен контейнер — вращающийся шар с усами антенн и магнитным щупом на длинной штанге. Каждая часть распадающегося в пути корабля имеет ту же скорость, и они летят рядом.

Что такое? Ученые на Земле, которые методически расставляют точки на карте по координатам ракеты, сообщаемым электронной вычислительной машиной, вывели проекцию ее пути уже за берега Камчатки и неожиданно поворачивают ее к югу, по синему полю Тихого океана, а затем назад, к западу. Ракета свернула с курса? Нет, это очередной парадокс космонавтики. Из-за разницы в направлениях движения проекция ракеты стала отставать от вращения Земли.

Первый час полета. Расстояние между Землей и ракетой перевалило за 10 тыс. километров. К полуночи, когда Луна покажется над местом старта, ракета будет ближе к ней на пятьдесят тысяч километров.

Но она идет не к Луне, а к той точке лунной орбиты, где Луна будет послезавтра утром. Луна остается справа.

От Земли до Луны 60 земных радиусов. Пройдено пока около двух. Показания магнитометров, измеряющих слабеющее магнитное поле Земли, становятся все более расплывчатыми, неточными. Космический корабль проходит границу регистрируемого магнитного поля Земли. Позади около 5 радиусов — свыше 30 тыс. км. Но замолчавший магнитометр еще может пригодиться: ему предстоит определить, есть ли магнитное поле у Луны и далеко ли оно распространяется. Ведь это первый в истории эксперимент, который установит, намагничены ли, подобно Земле, другие планеты солнечной системы и их спутники...

Теперь уже ни атмосфера Земли, ни ее магнитное поле, отражающее часть лучей из космоса, не мешают приборам исследовать космическое излучение в его чистом, первозданном виде. Потрескивают два счетчика, регистрируя, сколько заряженных частиц попадает на ракету. А два фотоумножителя, пропуская излучение через свои кристаллы, анализируют его состав, спешат передать на Землю, какую часть в нем составляют жесткие рентгеновские лучи, гамма-лучи и самые мощные частицы с энергией больше 5 млн. электроновольт, летящие почти со скоростью света и пронзающие кристалл йодистого натрия. То и дело вспыхивает неоновая лампочка, отмечая попадания частиц, получивших бешеный разгон где-то в неведомых ускорителях вселенной...

Ну, а Луна? Скоро ли ракета встретится с ней? О, до нее лететь еще более суток. А потом главное ведь даже не в Луне, а в том, чтобы выполнить всю научную программу, дать ученым как можно больше сведений о космическом пространстве. Только тогда окупится гигантский труд тех, кто прямо или косвенно помог запустить эту первую космическую ракету.

Вот почему так интенсивно работают приборы, отмечая, сколько тяжелых ядер пересекает космос, сколько фотонов в космическом излучении, идут ли они равномерно или беспорядочно, «шквалами». Когда-нибудь человеку раскроется вся внутренняя кухня космической погоды, а пока... надо не упускать ни одной секунды...

Полет продолжается около 8 часов, а позади уже более 100 тыс. км. Чтобы добраться до этой высоты, американской ракете «Пионер» понадобилось 27 часов. А вот и высота, откуда она, обессиленная борьбой с земным притяжением, начала падать на Землю. Уверенно и быстро советская ракета приближается к этому месту. И вдруг...

Внезапное резкое шипение, разнесшееся по ракете, возвестило о том, что программное устройство сделало свое дело: кварцевые часы включили воспламеняющее устройство испарителя. Термит развил такую температуру, что металлический натрий стал интенсивно испаряться в космос. За несколько десятков секунд из килограмма натрия на высоте 113 тыс. км от Земли возникло желтоватое облако, растянутое на добрую сотню километров и сверкающее в солнечных лучах, как звезда 6-й величины.

Идею такого светового сигнала из космоса подсказала сама природа. Солнечные лучи, падая на атомы натрия, встречающиеся и в хвостах обычных комет, раскачивают электроны в атомах; колебания электронов совпадают с длиной некоторой части волн солнечного излучения. Создается резонанс, и в результате резко усиливающейся раскачки электронов натрия облако начинает флуоресцировать, светиться ярче, чем просто освещенные облака. Пары натрия весом в 1 кг имеют мощность свечения около 7 тыс. квт, причем коэффициент «световой отдачи» такого источника очень близок к 100%. Этого достаточно, чтобы ночью невооруженным глазом увидеть вспышку новой кометы.

Радиолокаторы позволяют каждую секунду знать, далеко ли от Земли ушла ракета, но точное ее местонахождение на небесном своде радиосредствами определить очень трудно. Вспышка натриевой кометы, продолжавшаяся несколько минут, позволила совершенно точно определить ее траекторию.

Пока земные наблюдатели жадно всматриваются в ночное небо и фотографируют комету, посмотрим, что делается на межпланетном корабле.

Ракета и Луна встречаются на фоне созвездий.

Приборы словно знают, как ждут на Земле ученые каждую весточку из космоса, и регистрируют буквально все. Вот каким-то космическим «ветром» на ракету бросило горсть межпланетной пыли. На Земле пыль не так страшна: разве только засоришь глаза. А здесь к пылинкам приходится присматриваться, потому что скорость у них устрашающая — от 12 до 72 км/сек. Два пьезоэлектрических датчика на корпусе ракеты превращают удары метеоритных частиц в электрические импульсы. Усилитель-преобразователь «сортирует» удары по силе импульсов на три группы, подсчитывает их и сообщает данные о каждой группе на Землю.

Если бы из тысяч людей, заявивших о своем желании полететь в ракете к Луне, удалось выбрать одного, самого сообразительного, самого образованного, самого здорового, с отличным зрением и слухом, и посадить его в ракету, то и тогда он не смог бы соревноваться с приборами в быстроте реакций, необыкновенной чувствительности, способности запоминать миллионы «мелочей». Нет ничего такого в непосредственном исследовании космоса, чего не могли бы сделать без человека изобретенные им самим приборы. Больше того: приборы выполняют многие операции точнее, чем человек. Значит, жертвовать человеком не имеет никакого смысла...

Какова плотность газов в космосе? Действительно ли убывает их плотность по мере удаления от Солнца, как полагают многие ученые? Много ли частиц-корпускул излучает Солнце?

На эти вопросы должны были ответить оригинальные, остроумные приборы — протонные ловушки. Ионизированные атомы и молекулы газов — и электроны и протоны, — словно рыба сетью, захватываются электрическими полями четырех ловушек. Электроды в форме полусферической чаши сами отделяют электроны от протонов и создают ток, который в одной ловушке свидетельствует о наличии в космосе стационарного газа, а в другой — о количестве и характере солнечных корпускул.

Дело прибора — не упустить атомы, измерить их число, а уж дело ученых на Земле — не торопясь проанализировать цифры и сделать выводы на основе фактов.

Пройдя 300 тыс. км, ракета приближается к заветному рубежу. Примерно в 40 тыс. км от Луны проходит невидимая граница лунного притяжения, перевалив за которую медленно двигающаяся ракета уже не вернется на Землю и сама собой упадет на Луну. Но у советской космической ракеты другая программа. И приборы снова передают сообщение о величине магнитного поля Луны, о том, велика ли радиоактивность на Луне — небесном теле, которое в будущем предстоит осваивать людям...

И еще долго ракета рассказывала Земле о том, что видела и слышала вокруг себя. Удалившись от Земли на миллион километров, она попала в полное подчинение к Солнцу, стала его спутником, первой искусственной планетой, у которой теперь есть свой год, своя орбита, проходящая между орбитами Земли и Марса. Пройдут столетия, но вечно будет вращаться вокруг Солнца детище советской науки и техники.

С. ГУЩЕВ и Л. ТЕПЛОВ