Г. ПОКРОВСКИЙ, генерал-майор инженерно-технической службы
Мысль о межпланетных путешествиях давно волновала человечество. Известные писатели Жюль Верн и Герберт Уэлльс посвящали этой теме свои прекрасные научно фантастические произведения. Однако в действительности идея межпланетных путешествий до последнего времени оставалась технически необоснованной мечтой. Так, например, Жюль Верн предполагал выбросить соответствующий снаряд в космическое пространство путем выстрела из грандиозной пушки. Это средство явно не годится для такой цели, потому что предельные скорости, достигаемые при стрельбе из пушек, совершенно недостаточны, чтобы выбросить снаряд в космическое пространство. Действительно, для достижения такого результата необходима скорость около 11 000 м/сек. Между тем практически артиллерия не дает скоростей более 1 500-1 700 м/сек. В лабораторных условиях достигнуты, правда, скорости порядка 2 700 м/сек. Теоретически возможны скорости порядка 3000-4000 м/сек. Однако все это совершенно недостаточно для выхода снаряда из пределов тяготения земли.
После работы известного революционера Кибальчича и Циолковского и его последователей в области ракет и реактивного движения возникли новые идеи о межпланетных путешествиях. Предполагалось, что земное тяготение можно будет преодолеть с помощью ракеты. Действительно, исходя из общей теории реактивного движения, можно предполагать, что ракету удастся выбросить в космическое пространство. На этом основании возникло огромное количество различных исследований, проектов, популярных статей о космических ракетах. Изобретатели торопились установить свое первенство в предложении тех или иных новых деталей устройства ракеты. Ученые изощрялись в разных остроумных расчетах и обобщениях в области реактивного движения. И это дало, конечно, свои практические результаты, но в несколько другом направлении. Так, например, были созданы мощные боевые средства, действующие на этом принципе.
В частности, любопытным примером новейших применений реактивного двигателя является самолет-истребитель, недавно описанный в газете «Британский союзник». Этот самолет имеет дополнительные реактивные двигатели, включаемые в моменты, когда необходимо максимально форсировать скорость самолета. Путем применения этих реактивных двигателей можно достигнуть таких скоростей (на небольшие промежутки времени), каких не могут дать обычные винтомоторные установки.
Однако вместе с этими успехами практика, показала, что пока еще не удалось получить при помощи ракеты даже скоростей, уже достигнутых в артиллерии. Оказывается, даже небольшие скорости, как 1000 м/сек, являются здесь пределом, который практически превзойти в настоящее время весьма затруднительно.
Правда, ракета для выхода за пределы земного притяжения вовсе не требует значительных начальных скоростей. Дело в том, что вся энергия, необходимая для выхода в космическое пространство, может быть сообщена движущемуся телу или сразу в начале движения или же может сообщаться этому телу постепенно во время его полета.
Первый случай мы имеем в артиллерии, когда снаряд получает при выстреле значительную скорость, а потом движется вперед по инерции.
В случае же ракеты, истекающие из нее назад газы своей реакцией (отдачей) толкают все время ракету вперед, и ее движение происходит не только за счет инерции, но и за счет силы реакции. Именно поэтому движение ракеты называется реактивным движением.
Опыты по высоте и дальности полета ракет показывают однако, что, несмотря на особенности реактивного движения, все же достигаемые результаты совершенно недостаточны для выхода в космическое пространство.
Этот вывод представляет собою итог очень многих разнообразных опытов, проводившихся как в лабораториях, так к в открытой атмосфере. Здесь мы имеем неудачу, обусловленную не принципиальной невозможностью решить этот вопрос, а влиянием очень многих различных технических трудностей, преодоление которых пока невозможно.
При таком положении дел возникает мысль, что космические полеты являются вообще чем-то недостижимым, ибо нет реальных способов решить подобную задачу.
Однако это не так!
Последние исследования в области направленного взрыва, о которых уже было рассказано на страницах журнала «Техника-молодежи» (№ 12 за 1943 г.), показали, что рекордно высокие скорости все же достижимы: устроив особый заряд из мощного бризантного взрывчатого вещества с выемкой соответствующей формы, можно при взрыве получить очень высокие скорости потока взрывных газов, выходящих из этой выемки. Такие скорости (12 000 м/сек и при особых условиях даже 20 000-25 000 м/сек) более чем достаточны, чтобы выбросить некоторую массу в космическое пространство.
Явление, вызывающее эти рекордно высокие скорости, называется кумуляцией. Сущность его довольно проста. Если в заряде имеется выемка, то при взрыве внутрь этой выемки устремляются тазы. Так как газы движутся частично навстречу друг другу, то она сильно сжимаются, образуют мощную струю, головная часть которой движется чрезвычайно быстро и достигает при определенных условиях таких скоростей, которые были указаны выше.
Но вот какая трудность возникает при этом, если поместить на пути столь быстрого потока газов какое-либо тело, состоящее даже из наиболее прочных веществ, например вольфрама, то это тело неизбежно будет разрушено, а не увлечено струей.
Чтобы преодолеть такую трудность, необходимо сделать следующее.
Вещество, которое предполагается забросить в космическое пространство, следует расположить в виде оболочки выемки заряда и возможно плотнее прижать к поверхности взрывчатого вещества. Взрывные газы постепенно вовлекут такую оболочку в движение и выбросят по направлению получающейся струи. В этом случае масса не будет распылена и приобретет весьма большую скорость. Очевидно, что при подходящих условиях можно достигнуть скоростей, превышающих 11 000 м/сек, в тогда рассматриваемая нами масса улетит в космическое пространство.
Таким образом, первая задача о выходе за пределы нашей планеты решается сравнительно, просто.
Однако возникает следующий вопрос: для чего вообще нужен такой опыт? Ведь описанным способом, можно выбросить в космическое пространство только комок раскаленного металла. Ни приборов, ни людей тем более таким способом направить в космическое пространство нет возможности. Все будет уничтожено при тех колоссальных ускорениях, которые здесь неизбежны,
Таким образом, пока речь идет только о забрасывании в космическое пространство каких-то неорганизованных масс металлов. С первого взгляда кажется, что в этом нет особенного смысла.
Но не следует слишком узко смотреть на такие возможности. Прежде всего их научный интерес несомненен. Наблюдая за движением таких масс в высоких слоях атмосферы, можно иметь суждение о плотности газа.
Можно поставить также и ряд других задач научно-исследовательского характера.
Естественно, что решение всех подобных задач связано с преодолением весьма различных теоретических, технических и экономических, трудностей. Поэтому необходимо начинать с каких-то таких вопросов, которые отличаются возможной простотой и четкостью.
...Рождение нового спутника среди грома и пламени невиданного взрыва было бы грандиозным научным опытом. |
Пока еще преждевременно было бы давать какие-либо окончательные формулировки тех вопросов, которые подлежат решению в первую очередь.
Однако для того чтобы наилучшим образом наметить и отработать такие вопросы, необходимо некоторое предварительное их обсуждение.
Вот в порядке такого обсуждения можно, между прочим, рассмотреть следующее.
Выбрасывая какое-либо тело в космическое пространство, вовсе не обязательно, чтобы это тело ушло на значительное расстояние от Земли. Для начала можно было бы поставить иную задачу — создать искусственный спутник Земли, летящий возможно ближе к поверхности нашей планеты. Минимальное расстояние, на котором такой спутник мог бы двигаться, определяется наличием земной атмосферы. Очевидно, что искусственный спутник Земли должен итти на такой высоте, чтобы атмосфера ни в какой мере не тормозила бы его движения. Ориентировочно для этого достаточна высота около 1 000 километров.
Искусственный спутник должен быть удобно наблюдаем на такой высоте при помощи не слишком сложных астрономических приборов. Исходя из этого требования, искусственный спутник должен был бы иметь диаметр порядка метра. Учитывая то, что этот спутник получится из массы металла спрессованным направленным взрывом, можно считать, что металл, заполняющий объем спутника, не будет вполне массивным. При таких условиях масса этого нового спутника будет равна всего нескольким тоннам.
Любопытно отметить, что новому спутнику Земли может быть сообщено движение по различным направлениям. Его можно направить с севера на юг или обратно или даже с запада на восток. Скорость движения этого спутника будет такова, что расстояние от Москвы до Ленинграда он будет проходить примерно в одну минуту. Очевидно, что спутник будет виден (в слабые телескопы) утром и вечером. Ночью он будет закрыт от Солнца тенью Земли и поэтому невидим. Новый спутник без сомнения может служить отличным эталоном времени.
Чтобы забросить такую массу на указанную высоту и сообщить ей необходимую скорость движения, можно прибегнуть к помощи особого заряда весом в несколько тысяч тонн.
...Новый спутник Земли будет лететь на высоте около 1000 километров над поверхностью Земли. В минуту он пройдет расстояние от Москвы до Ленинграда, и его движение будет заметно невооруженному глазу. На рисунке показана схема |
Такой заряд следовало бы заложить где-либо в пустынных горах Памира, на возможно большей высоте над уровнем моря. Это необходимо, чтобы уменьшить толщу атмосферы, пробиваемой при выбросе нового спутника. Кроме того, в пустынной горной местности можно избежать катострофических последствий огромного взрыва для людей, зданий и разных предметов.
Могут возникнуть такие возражения: целесообразно ли тратить большое количество взрывчатого вещества бесполезно для народного хозяйства нашей страны? На этот вопрос имеется следующий ответ. Конечно, не вся энергия указанного заряда уйдет на выброс массы металла в космическое пространство. Значительная часть энергии рассеется вокруг и вызовет разрушения тех горных массивов, среди которых этот заряд будет заложен.
Известно, что горы Средней Азии изобилуют полезными ископаемыми; их разработка сейчас быстро развивается. Вот этот мощный взрыв и можно использовать для вскрытия каких-либо пластов каменного угля или ценных руд. Потом можно и было бы эти богатства горных недр разрабатывать весьма эффективным открытым способом.
Таким образом, рождение нового спутника среди грома и пламени невиданного взрыва было бы вместе с тем рождением нового горного комбината среди пока еще пустынных хребтов Центральной Азии.
Кроме этого, такой мощный взрыв следовало бы использовать для изучения недр земли и строения атмосферы. Возникающие от этого взрыва колебания земной коры будут аналогичны колебаниям при землетрясении. В этом случае условия возникновения такого искусственного землетрясения будут точно известны. Поэтому можно будет методы сейсмической разведки земных недр применить в особенно широком масштабе.
Звуковые волны, возникающие в воздухе, также должны подвергнуться изучению и могут дать интересные сведения о строении атмосферы.
Следовательно, рождение нового спутника будет вместе с тем грандиозным опытом, научное значение которого превосходит все известное до сих пор.
Сейчас, конечно, еще нельзя утверждать, что все изложенное было бы бесспорным и до конца разработанным проектом.
Все эти идеи должны подвергнуться весьма тщательной проверке путем различных расчетов и некоторых предварительных опытов.
Но все-таки сейчас мы имеем уже некоторые реальные надежды, что когда-либо новая звезда украсит небо над мирной Землей и будет освещать путь мирного строительства на долгие годы.