«Знание - сила» 1960 год 1960 год, №2, с.2

20 и 31 января этого года совершены беспримерные прыжки ракет с территории СССР в центральную часть Тихого океана. Достигнута скорость в 26 тысяч километров в час. Движение шло точно по рассчитанной траектории. Так пройден еще один этап исследований, предшествующих созданию тяжелых спутников и межпланетных ракет «дальнего следования». Величественное завтра стремительно приближается к нам. И все живее становится интерес людей к проблемам покорения космоса

А. ШИБАНОВ, инженер

Чтобы запустить в космическое про­странство даже не слишком тяжелое тело, нужны многие десятки тонн высо­кокачественного горючего. Такова не­избежная особенность современных космических ракет. И это серьезный их недостаток. Он способен охладить пыл­кую фантазию любого из многочислен­ных поклонников астронавтики. Ведь если начальный вес ракет-носителей ис­кусственных спутников Земли превыша­ет их полезный груз в несколько сотен раз, то взлетный вес будущих космиче­ских кораблей, предназначенных для полетов к границам Солнечной систе­мы, выглядит вообще практически не­приемлемым. Для них потребовалось бы такое огромное количество топлива и окислителя, что любая конструкция этих ракет стала бы неоправданно сложной и громоздкой.

Правда, за счет создания ракет из нескольких последовательно разгоняе­мых ступеней удается снизить необ­ходимое количество топлива. Напри­мер, двухступенчатая ракета для по­лета на Луну с полезным грузом в одну тонну должна иметь начальный вес в 848 тонн, а шестиступенчатая — всего 116 тонн. Но даже и в многосту­пенчатых ракетах вес полезного груза составляет меньше одного процента от их общего веса. Вряд ли такие жесткие ограничения удовлетворят конструкто­ров будущих кораблей для дальних космических маршрутов.

Тем не менее, мы с уверенностью говорим о предстоящих космических полетах к границам Солнечной систе­мы и даже за ее пределы.

Как известно, при расщеплении ядер урана выделяется энергия, в мил­лионы раз превосходящая энергию хи­мического горения или взрыва такого же количества вещества. Используя в космических двигателях вместо обыч­ного топлива ядерное горючее, мож­но получать необходимую для косми­ческого полета энергию за счет гораз­до меньших топливных запасов. Ведь каждый килограмм расщепляющегося ядерного горючего способен дать 22 миллиарда калорий энергии вместо 11 тысяч, которые дает килограмм хи­мического топлива (например бензина). Еще большую экономию в весе топ­лива сулит использование энергии «сол­нечных» процессов — термоядерных реакций синтеза. Можно предполагать, что именно термоядерным космиче­ским кораблям принадлежит будущее астронавтики. И в наши дни на них воз­лагаются гораздо большие надежды, чем на урановые двигатели, несмотря на то, что последние построить неиз­меримо легче. Вопреки известной по­словице, здесь «журавль в небе» луч­ше, чем «синица в руках».

Физическая сущность термоядерных реакций не раз пояснялась на страни­цах нашего журнала. Напомним лишь, что в этом случае происходит не рас­щепление тяжелых ядер, а наоборот, слияние, синтез ядер легких. Процесс этот, дающий жизнь нашему Солнцу, может идти при очень высоких темпе­ратурах, исчисляемых миллионами гра­дусов. И в ходе его выделяется гигант­ская энергия — большая, чем при рас­щеплении тяжелых атомных ядер.

Ученые многих стран, в том числе многочисленные коллективы советских физиков и инженеров, упорно работа­ют над проблемой мирного освоения термоядерных реакций. Шаг за шагом сложнейшие исследования продвига­ются вперед. Когда этот труд подойдет к успешному завершению, управляе­мая термоядерная реакция будет прежде всего поставлена на службу энергетике. Термоядерные электро­станции одарят человечество неиссяка­емым изобилием энергии.

Но мирный ядерный синтез, видимо, найдет применение и в технике транс­порта, в частности — в двигателях кос­мических ракет.

Суть идеи такова. В камеру сгорания термоядерного ракетного двигателя должно подаваться не химическое и не расщепляющееся ядерное горючее, а газовая смесь, содержащая атомы тя­желого и сверхтяжелого водорода. Охваченная реакцией «солнечного» синтеза, она образует плазму, раска­ленную до колоссальных температур. Вырываясь из двигателя, реактивная струя плазмы создаст огромную тягу, которая и помчит корабль в глубины Вселенной.

Если бы из-за несовершенства двигателя термоядерной реакцией была охвачена лишь незначительная часть горючего, например одна сотая доля процента (т. е. на каждые 10 000 ядер тяжелого водорода в термоядерной реакции участвовало бы только одно ядро!), то и тогда температура внутри камеры сгорания двигателя достигала бы четырех миллионов градусов! Ко­нечно, ни один из существующих мате­риалов не смог бы выдержать такого жара. Но при этой реактивной струе для полета с посадкой на Луне и для обратного возвращения на Землю стотонного космического корабля по­требовалось бы всего пять тонн термо­ядерного горючего, т. е. всего пять процентов от полного веса ракеты.

Получается очень большой выиг­рыш в весе топлива даже по сравнению с многоступенчатой обычной ракетой.

В наши дни все это — мечта. Еще не обуздана наукой и сама реакция тер­моядерного синтеза. Но веря в науку, мы предвидим, что ученые найдут способы укрощения высокотемпературной термоядерной плазмы, например, при помощи сильных электромагнитных по­лей. Заключенный в непроницаемую «магнитную рубашку», сгусток плазмы отодвинется от твердых стенок двига­теля. Такая изоляция позволит получать высокие температуры внутри камеры построенной из вполне доступных материалов.

Каждый, кто увлечен проблемами бу­дущих космических кораблей, с нетерпением ждет того знаменательного дня, когда управляемая термоядер­ная реакция выйдет в широкий мир тех­ники. А пока что, в надежде на решение этой исполински трудной за­дачи, во всем мире инженеры-мечта­тели составляют проекты различных ти­пов термоядерных космических двига­телей, которые раздвинут границы доступного человеку космического прост­ранства за самые дальние пределы сол­нечной системы.

Предстоит бездна работы. А когда цель будет достигнута и ученые взой­дут на эту новую вершину науки, перед ними снова откроются широкие заманчивые горизонты. Быть может, на смену термоядерным двигателям при­дут фотонные космические корабли. Человека помчит к звездам взаимо­действие антивещества с веществом — процесс, который сопровождается наи­более мощным из мыслимых в приро­де выделением энергии.

Все описанное, повторяем, пока — не более, чем мечта, смелая идея. Но вспомните слова Константина Эдуардо­вича Циолковского: «...нельзя не быть идее: исполнению предшествует мысль, точному расчету — фантазия».