«Техника-молодежи» 1978 г №1, с.26-27, обл.4
СЕРГЕЙ АКСЕНОВ, инженер
К 4-й стр. обложки
Ныне, как никогда, человечество устремлено в грядущее: социальные и научно-технические преобразования меняют лик планеты. Все пристальнее всматривается человек в будущее, все чаще стремится он заглянуть за линию мысленного горизонта. Что там, в тысячелетних далях, за гранью познанного? Рождение каких новых наук и областей знания можно вообразить себе? Какие направления научных поисков наиболее сильно повлияют на развитие человечества? Каким станет сам человек в далеком будущем? Ответы на подобные вопросы — прерогатива научной фантастики. Вот почему редакция решила обратиться к крупнейшим советским и зарубежным фантастам с просьбой высказаться о будущем человека. И разумеется, о возможности контакта с иной цивилизацией. Ведь согласитесь, если встреча с инопланетянами — миссия почетная, требующая особой квалификации, то кому поручить ее, как не писателю-фантасту, не раз воспроизводившему это событие в своих творениях! Итак, первая публикация. |
В левом нижнем углу обложки — схема космического парусника. Парус космолета похож и на крылья гигантской ветряной мельницы. Вокруг центральной части аппарата развернуты 12 лент из сверхтонкого алюминизированного материала длиной 6250 и шириной 8 м. Натяжение этих лент обеспечивается центробежной силой, возникающей в результате вращения аппарата. Движимый солнечным ветром, «Гелиогиро» несет 1350 кг полезного груза, не нуждается ни в двигателе, ни в горючем.
В верхнем левом углу изображены орбиты движения «Гелиогиро» навстречу комете Галлея и орбита самой кометы. Выйдя на эту орбиту, космолет раскрыл свои огромные паруса и со все увеличивающейся скоростью полетел к Солнцу. Набрав на орбите ожидания огромную скорость и проделав несколько маневров, космолет удаляется от Солнца и направляется на встречу с кометой Галлея.
В середине обложки, справа, изображены план солнечной системы и орбита кометы Галлея. Комета пройдет через перигелий 9 февраля 1986 года, но уже в 1984 году ее можно будет наблюдать, когда она будет проходить через созвездие Тельца. Последний раз комета Галлея возвращалась к Солнцу в 1910 году.
В 1980 году в космосе, на расстоянии 100 тыс. км от Земли развернутся 12 пластиковых лепестков общей площадью 600 тыс. м2 Солнечный ветер наполнит паруса, и «Гелиогиро», космический парусник, начнет свой путь навстречу комете Галлея.
Не так давно, в 1969 году, на страницах журнала рассказывалось о проектах парусных космических кораблей, рассматривались технические задачи, требующие решения, намечались цели полетов («ТМ», № 8, 1969). Не прошло и десяти лет, и, как это уже не раз бывало, фантастика становится реальностью. Почти все технические вопросы, связанные с постройкой солнечного паруса, разрешены, и названа цель первого полета — комета Галлея.
Одна из самых ярких в буквальном смысле слова представительниц семейств небесных странниц, комета была названа в честь друга и ученика Ньютона — Эдмунда Галлея, предсказавшего ее появление в 1758 году. Предсказание Галлея блестяще подтвердилось: после трудных вычислений возмущающего действия планет и места появления кометы на небе она была открыта в конце 1758 года и прошла через перигелий в марте 1759 года с ошибкой менее чем в один месяц. Комета принесла первое безусловное подтверждение универсальности закона всемирного тяготения и могущества разработанных к тому времени методов небесной механики.
Кометы — небольшие тела солнечной системы. Их размеры много меньше самых маленьких спутников солнечных планет. Однако в отличие от метеоритов, состоящих в основном из твердого вещества, кометы содержат в себе значительно больше летучих компонентов. В основном это замороженные метано-аммиачные соединения. Когда комета приближается к Солнцу, часть ее ядра в условиях космического вакуума переходит под действием солнечных лучей в газообразное состояние, минуя жидкую фазу.
Мощные потоки светящегося кометного материала вырываются из ядра кометы во все стороны и, загибаясь под действием солнечных лучей, образуют голову, а затем уносятся в хвост. По наблюдениям, из ядра кометы Галлея на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца выбрасывалось 4 т газа за секунду!
Голова кометы, расширяясь, может стать больше Солнца, а хвост, всегда направленный в сторону от Солнца, иногда простирается на миллионы километров.
Несмотря на гигантские размеры, плотность вещества в кометах ничтожна. Распылите одно пшеничное зернышко в объеме Большого театра — и вы получите представление о плотности вещества в комете.
К сожалению, кроме сведений о составе вещества комет, полученных спектроскопическим методом, об этих таинственных странницах почти ничего не известно.
Откуда приходят кометы и куда исчезают? Где рождаются, как гибнут? Почему многие кометы периодически возвращаются к Солнцу?
Советский ученый С. Всехсвятский защищает гипотезу о том, что кометы возникают даже в настоящее время путем выбросов при вулканических извержениях на планетах-гигантах и их спутниках. Гипотеза голландского астронома Оорта предполагает, что кометы образуют кольцо из остатков протопланетного облака где-то за орбитой Плутона. Под действием возмущений со стороны ближайших звезд некоторые из комет вталкиваются во внутренние области солнечной системы и становятся видимыми. Французские астрономы считают: источником первичного вещества комет может быть и само Солнце. Материя, струящаяся в виде солнечного ветра, достигает того места в космосе, где межпланетные магнитные поля, сталкиваясь с межзвездными магнитными полями, образуют турбулентности. Здесь вихревые потоки собирают вещество в комки, и они непрерывно увеличиваются в размерах. Когда комки вещества достигнут определенных размеров, гравитационное притяжение Солнца преодолевает тормозящие силы, и зародыши будущих комет стартуют обратно к своему «родителю».
Кто же прав? Возможно, ответить на многие вопросы, связанные с происхождением и составом кометы, помогут данные, собранные первым космическим парусником «Гелиогиро».
Мысль о создании космического корабля, движимого силой солнечного ветра, была высказана Циолковским в 1920 году.
По современным представлениям солнечный ветер — это потоки корпускул — электрически заряженных частиц, непрерывно испускаемых солнечной короной.
По данным межпланетных станций, скорость солнечного ветра уже в районе Земли достигает 400 км/с, и в его потоках наблюдается турбулентность газа и деформация магнитного поля, которое он несет с собой.
И вот было решено использовать солнечный ветер для полетов в околосолнечном пространстве.
По мнению специалистов центра космических полетов НАСА, создавших проект совместно с лабораторией реактивных двигателей в Пасадене (США), космический парусник может решать в солнечной системе разнообразные задачи. Этот космический аппарат рассчитан на длительные полеты с малым, но постоянным ускорением.
Откуда возникает это ускорение?
В 1900 году русский физик П. Лебедев опытным путем доказал, что свет способен оказывать давление на тела. Например, на Земле, в полдень, Солнце давит на идеально отражающую поверхность с силой 4,6·10-6 ньютона м2, то есть на квадратный километр идеально полированного алюминия излучение Солнца давило бы с силой в 0,5 кг. Но по мере приближения к Солнцу эта сила увеличивается и, что самое главное, действует постоянно. Так, несмотря на незначительную величину ускорения, за многие месяцы полета скорость космического парусника, по расчетам инженеров НАСА, к моменту встречи с кометой Галлея достигнет 200 тыс. км/ч.
Солнечный парус — большая отражающая поверхность, обращенная к Солнцу, служит двигателем космолета. Чем ближе к Солнцу, чем больше парус, тем больше сила тяги. Это, кстати, ограничивает применение космических парусников пределами солнечной системы. Как у двигателя, у паруса есть ряд преимуществ по сравнению с современными ракетами. Он значительно дешевле, надежнее, не нуждается в горючем. Наконец, при наличии постоянной тяги космический парусник может маневрировать тем же способом, что и парусный корабль на Земле. Космолет может лавировать по направлению к Солнцу или «плыть» по ветру, отдаляясь от Солнца.
В 1980 году предполагается вывести в космос с помощью корабля-носителя космический парусный зонд. «Подняв паруса», зонд полетит по направлению к Солнцу, а затем, изменив траекторию, направится на встречу с кометой Галлея в феврале — марте 1986 года. Авторы проекта считают также, что с помощью космического парусника на Землю можно будет доставить образцы грунта с Марса.
Как же устроен космический парусник?
В настоящее время разработаны конструкции двух видов: один корабль представляет собой натянутый на сверхлегкий каркас квадратный парус со сторонами в 800 м. Это сверхтонкий пластик, покрытый полированным алюминием. Конструкция максимально облегчена, несущие мачты изготовлены из легких сплавов, сам корабль, прикрепленный к парусу, весит всего 820 кг. В нем размещены приборы. Система контроля и стабилизации удерживает корабль на нужном курсе и обеспечивает маневрирование корабля изменением ориентации паруса.
Другая, более оригинальная конструкция космического парусника называется «Гелиогиро» — от греческих слов «гелиос» — солнце и «гирос» — окружность. Этот аппарат похож на гигантский цветок подсолнуха, вращающийся вокруг своей продольной оси. Паруса «Гелиогиро» — двенадцать огромных лепестков из алюминизированного пластика толщиной 2,5 микрона — исходят из центральной части аппарата подобно лопастям вертолета. Лепестки крепятся на двух уровнях, по шести на каждом, и по форме напоминают гигантскую мачту. Длина каждого лепестка составляет 6250 м, ширина 8 м.
Огромное преимущество «Гелиогиро» перед космолетом с квадратным парусом состоит в том, что ему не нужна несущая конструкция для натяжения паруса: это происходит за счет центробежной силы, возникающей в результате вращения аппарата. Вращение парусника стабилизирует его положение в пространстве. Чем вращение быстрее, тем сильнее натянуты полотна паруса, и тем стабильнее направление космолета на звезду-ориентир. Каждый лепесток может вращаться вокруг своей продольной оси подобно лопасти винта с меняющимся углом атаки.
Это позволяет земным наблюдателям контролировать положение корабля и поворачивать его относительно Солнца. Таким образом сила тяги, создаваемая солнечным ветром, может использоваться как для ускорения, так и для замедления движения «Гелиогиро».
Аппарат таких гигантских размеров, как «Гелиогиро», не может быть запущен с Земли.
Предполагается, что в 1980 году вспомогательный транспортный корабль выведет на околоземную орбиту отсек с «Гелиогиро» на борту. Лепестки паруса в сложенном виде займут сравнительно мало места. Отсек имеет собственный двигатель, который выведет его с околоземной орбиты на гелиоцентрическую. Здесь начинается раскручивание аппарата, необходимое для раскрытия парусов. Как только паруса достигнут длины в 154 м, отсек переводится на другую траекторию, и паруса продолжают вращаться уже под действием солнечного ветра. Процесс формирования паруса из свернутой ленты прост и надежен. За 15 суток лепестки паруса полностью раскроются, и период вращения достигнет 3 мин. 20 с. Теоретически «Гелиогиро», направленный навстречу комете Галлея, может нести полезный груз в 1350 кг.
Полет «Гелиогиро» — это эксперимент с прицелом в далекое будущее. В космос уйдет аппарат, движимый солнечным ветром, искусственный спутник гигантских размеров.
И если этот эксперимент увенчается успехом, то в недалеком будущем, возможно, появятся межпланетные транспортные и другие корабли, тихоходные, как ладьи древних времен, но движимые неиссякаемой и даровой силой, силой самого Солнца.
