«Хочу всё знать» 1929 год №8
СОВРЕМЕННОЕ положение задачи полетов за пределы земной атмосферы, задачи, казавшейся еще так недавно фантастической, — весьма напоминает десятилетия, непосредственно предшествовавшие изобретению авиации.
То же бурное движение умов и идей, те же сперва неуверенные, потом убежденные голоса теоретиков, законное нетерпение практиков, насмешливо-недоверчивое отношение публики и, наконец, бесшумная и упорная работа науки, знающей, что все основные технические задачи задачи находятся уже у нее в рукax. В самом деле, после трудов американца Годдарда (1924—25 г.), исследовавшего маленькие ракеты в сосуде с выкаченным воздухом и доказавшего на опыте возможность движения ракеты в пустоте, после научного расчета ракетного полета Обертом*, выяснившим, что скорость ракеты зависит только от теплотворной способности горючего и что одним из наивыгоднейших ракетных материалов является дешевая нефть, — после всех этих фактов приступлено в 1927—28 гг. уже к технической разработке межпланетных ракет. В 1927 г. в гор. Бреславле (Германия) организуется научно-исследовательская группа, стягивающая к себе ряд крупнейших немецких деятелей в области ракетного транспорта (Оберт, Хоманн, Валир и др). Работы лаборатории Годдарда идут не прерываясь ни на один год, хотя они и окружены секретом, повидимому военно-промышленного происхождения. Наконец, в нашей печати недавно сообщалось о долгожданной организации в Ленинграде научно-исследовательской «секции межпланетных сообщений» при Институте путей сообщения.
*Еще раз этот расчет был сделан П. Э. Циолковским в Калуге, что осталось, к сожалению, неизвестным в Европе.
Основным содержанием переживаемого сейчас момента в исследованиях вопроса в межпланетных полетах является вопрос о спуске ракет на планеты и о возвращении обратно на Землю, что решается, даже и теоретически, не так уж просто. Работающая на нефтяном горючем ракета, чтобы преодолеть земное тяготение, должна вмещать в себе при отлете в десять раз больше горючего, нежели весит ее оболочка, пассажиры и багаж.
 Рис. 1. Опыты с ракетным автомобилем (модель №2 „Опеля") на треке под Берлином (23 мая 1928 г.). |
Двигаясь с указанной скоростью и по заранее выработанному направлению, спустя 40 суток пассажиры ракеты, допустим, подлетят к ближайшей планете — Венере. Чтобы спуститься живыми на поверхность последней, им придется непрерывно замедлять падение своей ракеты. Осуществить это замедление станет возможным лишь, давая, — как сказал бы паровозный машинист, — «контрпар», т.-е. выстреливая горючие газы ракеты в сторону ее падения.
Для этой операции опять понадобится запас нефтетоплива, равный 90% массы ракеты. Побывав на Венере и пожелав отправиться в обратный путь, межпланетные путешественники (астронавты) будут вынуждены (для преодоления притяжения Венеры) сжечь еще 9/10 оставшейся массы ракеты. Приблизившись же к Земле, для плавного спуска на последнюю, — еще 9/10. В общем итоге, чтобы четыре раза освободиться от 9/10 массы ракеты, нужно вылететь с Земли, снарядившись с таким расчетом, чтобы 
составляла ее оболочка и полезный груз; 
же долей или 99,99%, приходилось на горючий материал ракеты. Построить однако вместилище, которое бы весило в 10 000 раз меньше, чем наполняющий его груз — конструктивно безнадежная и заведомо неосуществимая задача.
Научная мысль в 1928 г. предложила здесь два исхода, оба остроумны, и пока затруднительно отдать пальму первенства какому-либо из них.
Первый способ, который можно назвать способом астрономической навигации, разработан немецким исследователем Хоманном и французом Пирке. Этот проект позволяет весьма значительно экономить расход горючего ракеты посредством рационального использования той самой силы тяготения, которая до сих пор рассматривалась лишь как злейший враг межпланетных полетов, как цепь, приковывающая человека к Земле.
Рассмотрим для примера, на рис. 2 пути (орбиты) Земли и Марса в момент так называемого их «соединения», т.-е. такого взаимного расположения, когда обе планеты находятся на одной прямой, проведенной через их центры и Солнце, и по разные стороны от последнего. Подобное расположение указанных светил наступает приблизительно через каждые два года. Улучив момент и пустив ракету по касательной к земной орбите, в сторону движения Земли, астронавты, очевидно, выиграли бы в расходе энергии, так как с их скоростью складывается в этом случае скорость движения Земли по орбите, равная, как известно, 30 км в секунду.
Дальше, солнечное притяжение «подхватит» ракету и, превратив ее в новую планету солнечной системы, начнет искривлять линию ее пути. Новая «планета» станет двигаться по эллипсу, и — при надлежащем расчете момента отлета и величины и направления начальной скорости — этот эллипс домчит путешественников как раз до Марса, а так как скорости движения Марса и догоняющей его ракеты будут теперь вычитаться, то весьма значительный выигрыш энергии при даче «контрпара» будет опять налицо.
 Рис. 2. Проект межпланетной навигации Хоманна-Пирке. З — Земля, С — Солнце, М — Марс и Р — ракета. Пунктиром обозначена траектория ракеты. |
Отправившись немедленно по касательной, на раз к марсовой орбите, с целью использовать тот же эллипс, по которому они совершили прямой путь, — пассажиры так же легко заставят свою ракету (точнее — солнечное тяготение) перенести их обратно в ту точку пространства, где находилась покинутая ими Земля.
Однако приблизившись к этой точке, они не увидят никаких следов знакомой планеты. Ведь за истекшее с момента их вылета время Земля успеет, в свою очередь, продвинуться достаточно далеко «вбок» по своей орбите. Что делать в этом положении? Очевидно: не терять присутствия духа и продолжать вращаться вокруг Солнца до тех пор, пока не произойдет встреча с Землей, т. е. полтора — три года.
Другой выход: долетев до Марса, превратиться в его нового спутника и, кружась на расстоянии, скажем, 1 000 км от Марса дожидаться там момента нового «соединения». После чего, выключившись в известный нам уже эллипс, в один прием достичь Земли.
Второй способ принадлежит австрийскому физику Хефту и назван им способом «искусственной Луны».
Сущность вопроса сводится к тому, чтобы выпустить (со скоростью 8 км в сек.) в обращение вокруг Земли вспомогательную ракету — «вторую луну», которая послужила бы «межпланетным вокзалом» для космических ракет. Причалив к этому вокзалу, пассажиры могли бы пополнить там запасы горючего и — что самое важное — получили бы возможность «отчалить» дальше, преодолевая земное тяготение уже со скоростью не 11 км в сек., но в 11 — 8 = 3 км в сек. и даже меньше (если учесть ослабление силы тяжести на расстоянии, допустим, 1 000 км, отделяющим «луну №2» от Земли. Стоимость «искусственной луны» со всем оборудованием исчисляется в 1-2 миллиона рублей.
Первоначальным этапом работ по межпланетным сообщениям должна явиться разрабатываемая сейчас (в Европе и Америке) посылка пассажирской или беспассажирской ракеты в верхние (50-250 км над земной поверхностью слои атмосферы, стратосферу. Разрешение этой задачи, осуществление «страторакеты», имеет большое практическое значение. Такую ракету можно использовать для перебрасывания почты на огромные расстояния и для быстрых трансокеанских и траясматериковых сообщений.
 Рис. 3. Схема ракетного перелета из Москвы во Владивосток. |
В частности, трансатлантическая ракета на 4 пассажира спроектирована в июле 1928 г. Гуго Хефтом. Ее топливом явятся 27 тонн бензина (из общего веса ракеты в 30 тонн), смешиваемые распылителем в особой камере с жидким кислородом. Специальная турбина прогоняет эту смесь в камеру воспламенения, где зажигание происходит с помощью раскаляемой током проволочки. Горение 13 тонн смеси способно сообщить ракете ускорение в 35 см в сек. Сжигание производится в течение двух минут. К этому моменту ракета приобретает скорость в 4 км в сек. и оказывается на высоте 50 км, где, в чрезвычайно разреженном и практически не оказывающем сопротивления воздухе, она будет двигаться по инерции, описав кривую, упирающуюся в земную поверхность на расстоянии 6 000 км от места старта. Эти 6 000 км покрываются за 22 минуты. Потратив еще 2 минуты на замедление движения и плавную посадку выпуском «контрпара» (при этом сжигаются остальные 14 тонн горючего), ракета доставит своих пассажиров из Берлина в Нью-Йорк, в общей сложности, за 26 минут.
Рассмотрению этого проекта была посвящена статья в серьезном немецком физико-техническом журнале «Умшау» — проф. Шлера. Эта статья озаглавлена буквально так: «В Америку — за 26 минут. Отчет о полете на ракете 22 ноября 1938 г.». Трудно сомневаться в том, что срок, в шутливой форме поставленный проф. Шлером, оправдается на деле; скорее, можно ожидать, при современных темпах технического развития, выполнения предприятия раньше указанного срока. Мы не сомневаемся, что 25-летие нашей революции сможет быть отпраздновано перелетом ракеты из Москвы во Владивосток за 52 минуты (тут придется подняться на высоту 150 км). Еще живущее ныне (комсомольского возраста) поколение, — мы твердо уверены в этом, — исполнит в реальном смысле завещание Лафарга, ринувшись «на штурм небес».
В.Львов