"Техника-молодежи" №5-1953
 ОЗМОЖНЫ ли межпланетные путешествия?» Этот вопрос является причиной горячих споров нашего дружного коллектива.
Одни, опираясь на многовековый опыт жизни наших предков, не вылетавших за пределы Земли и не принимавших гостей извне, отрицают возможность межпланетных сообщений; другие, наоборот, окрыленные фантастическими рассказами и все растущими возможностями техники, считают путешествия на соседние планеты делом недалекого будущего. Внесите ясность, успокойте страсти спорщиков. А. Кириллин и Н. Богданов |
Настанет день, когда первый космический корабль, скользнув голубоватой звездой по небосклону, исчезнет, словно растворится в бездонной синеве. Это первые смельчаки - советские ученые и исследователи - улетят на разведку других миров солнечной системы. Перед штурманом будущего корабля ляжет план всей нашей солнечной системы с могучим светилом поcредине и с тонким кружевом пунктиров - орбит планет, их спутников, комет, роев астероидов. На черном фоне этого плана и проведет его дерзкая рука линию, которая соединит две точки — Землю и намеченную для посещения планету, перебросит мост между двумя мирами.
Как же пройдет эта линия?
Оказывается, что в космическом пространстве неприменимы многие наши привычные «земные» представления о скоростях, расстояниях, выборе наиболее экономичного пути. Оказывается, что полет на ближайшую планету, Венеру, должен занять больше времени, чем полет на более отдаленный Меркурий. Оказывается, в некоторых случаях корабль, летящий в космическом пространстве с меньшей скоростью, быстрее достигнет цели, чем корабль-экспресс. И если на Земле теперь уже нет никаких ограничений во времени для вылета самолета из Москвы в Ленинград, то время вылета с Земли космического корабля должно быть выдержано с точностью до долей секунды.
Для того чтобы мы могли разобраться во всех этих на первый взгляд парадоксальных утверждениях, мы прежде всего должны представить себе общую картину того необозримого космического пространства, по которому проложат свои дороги межпланетные путеше
К#нстру1сция космического корабля за-висит от его назначения. Ракета для полета вокруг Луны будет совершенно не похожа на ракету для спуска на Луну; корабль для полета на Марс Судет существенно отличаться от корабля, имеющего целью посещение Венеры. Здесь изображена принципиальная схема космического корабля, предназначенного для взлета с искусственного спутника, продолжительного исследования поверхности Луны с птичьего полета н возвращения прямо на Землю. На рисунке вверху и внизу показаны отдельные этапы этого путешествия.
При отлете с искусственного спутника, вращающегося вокруг Земли (1), корабль должен взвить скорость около 3,2 км в секунд} (2). Если скорость истечения газов из ракеты довести до 4 км в секунду, то ? вес топлива, необходимого для взлета, будет составлять всего 55о/„ от общего начального веса корабля.
Первые минуты пилоты проведут в кабине планера, В эту кабину они вернутся еще раз — во время спуска на Землю при планирующем полете.
В большой и малой кабинах космического корабля летчики проведут почти все время своего путешествия (5 дней — продолжительность полета на Луну, от 2 до 4 недель — время обследования лунной поверхности и б дней — возвращение). Во время излета с искусственного спутника эти каби-
ны герметически закрыты н стдллекы дэуг от друга- Они заполнены горючны и окислителем, используемыми для отлета.
Для превращения косынчесмого корабля в искусственный спутник Луны потре*у*-*сч затормаз1ггь ого скорость отноентвльяо лто-го небесного тола всего ив несколько сот метров в секунду (3). Для этоя цели нег.о.-;.-зутстся горючее и окислитель, аакзюче л :-?.?•?.? в передних круглых баках
Опорожненные бакн нэ-лод топлива ^. гут быть использованы для других нд^;. Г яостеД путешественников, пока кор*бл> ?."?-.* щается вокруг Луны 1-4). Перед отлетай Землю их отцепляют, н они првмраи^а\\ в искусственный спутник Луны (5 .-ленные в этих баках автоматнчбо: ры снетематнческн будут передав.. дно на Землю результаты ыаОдх
При возвращения космячеекгг-в посадке на нскусствевный с: необходимости, тек как доя опус . лю не требуется расходовать тс.-, можение будет осуществляться я-щью ракетного двигателя, а вовдух ннр%тощом полете.
перед посадкой будут отцвпле ?. :.. ;. шая и малая кабины корабля. кг-\ . .: ;> ?- -.
ДУТ ПрОДОЛ1КаТЪ КРУЖИТЬСЯ вОКруг о;-у.-:у' С;
В атмосферу же осПдет только плаи«^ (Тх Посадка соворшитсл при пеханосты нутых крыльях (8).Инструкция космического корабля зависит от его назначения. Ракета для полета вокруг Луны будет совершенно не похожа на ракету для спуска на Луну, корабль для полета на Марс будет существенно отличаться от корабля, имеющего целью посещение Венеры. Здесь изображена принципиальная схема космического корабля, предназначенного для валета с искусственного спутника, продолжительного исследования поверхности Луны с птичьего полета и вое вращения прямо на Землю. На рисунке вверху м вянау поиввавы отдельные этапы этого путешествия. «
При отлета с искусственного спутника. вращающегося вокруг Земли (1). корабль должен оаавить скорость около 3.2 км в секунду (2К Веди скорость истечения гааов на ракеты довесив до 4 км в секунду, то вес топлива. наоЯиаяямого для валета, бу дет составлять вовго об*/» от общего на чаль ного веса корабля
Первые минуты пилоты проведут в кебн не планера. В ату вайи ну они вернутся еще раа — во время, соуса» на 1вив,ю при планирующем полета.
В большой и малой кабинах копвмкпип го корабля летчика щишвду! почта вов время своего путешествия (§ жвва — п|1 л пилит тальмость полета на Луну, от] ж> 4 в> даль - время обследования мушмщ по—рас» мости м о дней — воа»(чиан|ввж)к Во время
Н.ЧЛЙТЙ С МСКУССТВ4Шно", > путмищ 9ТН НВбВЬ
ны герметически закрыты и отделены друг от друга Они заполнены горючим и окисли -гелем, используемыми для отлета.
Для преврвлввния космического корабля в тванным спутник Луны потребуете*
за ;ггь его снорость относительно это-
г.) неоъемого таяв всего на вес моль ко сот метров в секунду (3). Дна втой пали используются горючвоа оваюдигадь, ааключеимые в передних иругаыж баках.
Опорожненные баки иа под топлива могут Сыть нспольаовахы яла других надобностей путешественников, поив норвбдь вращается вокруг Луны (4К Перед о Iданом аа Землю их отцепляют, и они преарящвкугея в искусственный спутник Луны <ЛХ Устаиоа» ленные в вткх баках автоматические приборы систематически будут перадавать по радио на Землю реаультаты маЯявдаааай
При воавраиямши иосмячвеного норабяя а посадив на иску^ственсимй сяутниш ев*
ИЛО'ОЭОСмВЯвваТ'О'С^в^в ^Ннаа^в Нвв4Н янвяНВ О0лГ%внЧв\ ванв ^РЙвШ
лю не тревуется ре>сховраать товшвммк тор
ввв^дмшО 1)ан\аЧвЛ'ваЮв^О дСвв%в9в^В^Р^вв1вмТь1 в% ^кйЙкЯНВЧВЙЙМ &Ш я\^аа%
нифтвввам ваашрв. _ л,^ш^^тл^^ *_ дут_ ^уищрдиввть шрушямыт аааз чДр ЛКОНВЕРТ'-.Р
для пр^вращг-жидкого кисл в газ
?одни и л тора
Конструкция космического корабля зависит от его назначения. Ракета для полета вокруг Луны будет совершенно не похожа на ракету для спуска на Луну; корабль для полета на Марс будет существенно отличаться от корабля, имеющего целью посещение Венеры. Здесь изображена принципиальная схема космического корабля, предназначенного для взлета с искусственного спутника, продолжительного исследования поверхности Луны с птичьего полета и воа-вращения прямо на Землю. На рисунке вверху и внизу показаны отдельные этапы этого путешествия.
При отлете с искусственного спутника, вращающегося вокруг Земли (1). корабль должен оазвнть скорость около 3,2 км в секунд? (2). Если скорость истечения газов из ракеты довести до 4 км в секунду, то вес топлива, необходимого для взлета, будет составлять всего 55о/« от общего начального веса корабля.
Первые минуты пилоты проведут в кабине планера. В эту кабину они вернутся еще раз — во время спуска на Землю при планирующем полете.
В большой и малой кабивах космического корабля летчики проведут почти все время своего путешествия (5 дней — продолжительность полета на Луну, от 2 до 4 недель — время обследования лунной поверхности н 5 дней — возвращение). Во время пзлета с искусственного спутника эти каби-
ны герметически закрыты н отделены друг от друга. Онн заполнены горючим и окислителем, используемыми для отлета.
Для превращения космического корабля в искусственный спутник Луны потребуется затормозить его скорость относительно этого небесного тела всего на несколько сот метров в секунду (3). Для этой цели используются горючее н окислитель, заключенные в передних круглых баках.
Опорожненные баки из-под топлива могут быть испольаованы для других надобностей путешественников, пока корабль вращается •округ Луны (4). Перед отлетом на Землю их отцепляют, и оия превращаются в искусственный спутник Луны (8! Установленные в втих баках автоматические прнбо ры снстаматачаскя будут передавать по ра ли о па Землю рмультаты —пиица—й.
При возвращении моем чаемого ввраОля в посадка на искусствевжыв спутапк нет необходимости так кал два (ЯГ/ока «а Звм л» не требуется расходовать топливо: тор можение будет осуществляться а* с помощью ракетного давгагаля. а воаядоом а пда нирующем полет»
Перед посадкой будут отпал ивам бовь-шая к малая кабины корабля, моторам <Я"-дут продолжать хружмться вомртг Там!» <№ В атмосферу а» «овает толпе пяваег т> Посадка совершится при полаоетыо вк..»>< ыутых крыльлх .81
ПРОДОЛЖ. ПОДЕТА 0,709 год»
/ А / *"
273И 5Ш 16.038/30.()1б/«/.9в/'
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА
Ч> СКОРОСТЬ \ ВТЛЕТД \С ЗЕМЛИ \-\15118к
\ \ \
14 242/ 15.213/ 15,897/16 ш/|г,;ЯЭ/\ СКОРО СГЬ":ОТЛЕТ-А С ЗЕМЛИ \
Наиболее экономичные траектории полетов на плане
ты, необходимая скорость взлета и время, требую
щееся для достижения соответствующих планет^
образом, для того чтобы преодолеть земное притяжение, космический корабль должен развить скорость в 11,2 километра в секунду, а для того чтобы преодолеть притяжение Солнца,-еще 12,3 километра в секунду. Таким образом, ракетные двигатели должны сообщить космическому кораблю суммарную скорость в 23,5 километра в секунду. Нет ли возможности уменьшения этой скорости?
Есть. Можно сразу с Земли сделать «прыжок», который освободит корабль от обоих полей тяготения. Математические расчеты показывают, что скорость такого «прыжка»
Кажущиеся парадоксы. Чем медленнее движется корабль в пространстве, тем короче его эллипс и тем скорее он достигнет Меркурия. Но чтобы абсолютная скорость корабля была минимальной, он должен иметь большую скорость вылета.
равна геометрической сумме обеих «скоростей ускользания», то-есть всего 16,7 километра в секунду. Поясним примером. Чтобы подняться на две ступеньки ' по 10 сантиметров, надо сделать два «прыжка» с начальной скоростью 1,42 метра в секунду. Но можно, подняв начальную скорость до 2 метров в секунду, вспрыгнуть сразу же на две ступеньки.
Но направление
«прыжка» со скоростью 16,7 километра в секунду должно быть строго определенным по отношению к направлению действия поля тяготения Солнца: оно должно быть касательным к орбите Земли и направлено по ее движению. А так как наша Земля вращается вокруг своей оси, то, следовательно, зремя «прыжка» должно быть строго определенным для каждой точки земного шара.
Это напоминает стрельбу из пушек с раскачиваемого морскими волнами судна. Орудия заряжены. Наводчюс застыл у прицельной трубки. Вот на мгновение мелькнула в ней цель. Наводчик яростно дергает спусковой шнурок: опоздай на миг - снаряд зароется в волны у самого борта или полетит высоко в небо.
Но не всегда необходимо иметь скорость, при которой корабль может вылететь за пределы солнечной системы. Для посещения планет скорость должна быть больше «скорости ускользания» относительно Земли— 11,2 километра в секунду, но может быть все же меньше 16,7 километра в секунду.
В диапазоне упомянутых Скоростей корабль будет лететь в межпланетном пространстве по эллиптическим орбитам. Математический анализ показывает, чтообразом, для того чтобы преодолеть земное притяжение, космический корабль должен развить скорость в 11,2 километра в секунду, а для того чтобы преодолеть притяжение Солнца,-еще 12,3 километра в секунду. Таким образом, ракетные двигатели должны сообщить космическому кораблю суммарную скорость в 23,5 километра в секунду.
Нет ли возможности уменьшения этой скорости?
Есть. Можно сразу с Земли сделать «прыжок», который освободит корабль от обоих полей тяготения. Математические расчеты показывают, что скорость такого «прыжка»
Кажущиеся парадоксы. Чем медленнее движется корабль в пространстве, тем короче его эллипс и тем скорее он достигнет Меркурия, Но чтобы, абсолютная скорость корабля была минимальной, он должен иметь большую скорость вылета.
ОРБИТА' МЕРКУРИЯ
V . \ \ 105.5
\ Л с
/ -/ ?? ..? К \ \ N . Л Суток \ ? " ??< \\ '-ч
1 СОЛНЦЕ ^В \ \ IV ' *= \
\ • 1 ?' Л л
\ V Л 1 1 ??•? ?..?:??! ,: \ / \; 77,9 \^ СУТОК <^1
п р о а
С К 0 Р ЭЛЛИП
1
',?*. ТРАЕКТОРИЯ! НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ^
^ "Мй ? ' I КОРАБЛЯ ^.
УПРАВЛЕНИЕ ВЗЛЕТА КОРАБЛЯ
бу из пушек с раскачиваемого морскими волнами судна. Орудия заряжены. Наводчик застыл у прицельной трубки. Вот на мгновение мелькнула в ней цель. Наводчик яростно дергает спусковой шнурок: опоздай на миг — снаряд зароется в волны у самого борта или полетит высоко в небо.
Но не всегда необходимо иметь скорость, при которой корабль может вылететь за пределы солнечной системы. Для посещения планет скорость должна быть больше «скорости ускользания» относительно Земли—11,2 километра в секунду, но может быть все же меньше 16,7 километра в секунду.
В диапазоне упомянутых скоростей корабль будет лететь в межпланетном пространстве по эллиптическим орбитам. Математический анализ показывает, что космическому кораблю требуется самая малая скорость разгона и минимальная посадочная скорость, если он летит по полуэллиптической траектории, касательной к орбитам планет.
Космический корабль должен вылететь с Земли не только в строго определенное время суток, но и в строго ' определенный день, соответствующий необходимому взаимному положению планет. Иначе может случиться, что корабль не застанет в точке встречи планеты назначения. А такие взаимно удобные положения планет бывают не слишком часто. Возможны целые месяцы и годы, когда ни один корабль не сможет покинуть Земли, взаимное положение планет не будет благоприятствовать перелетам.
22„.Пилот космического корабля, взявшего курс на Меркурий, выключил ракетные моторы, и корабль, как брошенный из пращи камень, полетел по инерции. Тяжесть исчезла, пассажиры устремились к иллюминаторам. Совсем недалеко, в абсолютно черном пространстве висит зеленовато-голубой, медленно поворачивающийся шар — наша планета. Отчетливо видны очертания материков. Расстояние между планетой и космическим кораблем с каждой секундой увеличивается на 7,5 километра. Земля стремительно улетает от покинувшего ее корабля: ведь скорость взлета была направлена в «торону, обратную ее движению вокруг Солнца. Поэтому корабль, скорость которого относительно Солнца стала значительно меньше, летит в пространстве вокруг этого светила по меньшему эллипсу, чем Земля.
Проходят месяцы. Пассажиры корабля занимаются научными наблюдениями, опытами, текущими работами. Давно превратилась в яркую голубую звезду далекая Земля. Стало заметно ощутимее горячее
Кажущиеся парадоксы космонавтики: а) полет на соседнюю Венеру занимает больше времени, чем на более отдаленный Меркурий; б) перелет возможен только при строго определенном взаимном положении планет, которое повторяется два-три раза в год. Следовательно, отлет возможен только в точно
но, еще далеко от Меркурия начать тормозить корабль обратной работой ракетных моторов, уменьшая ту составляющую скорости встречи, которая вызывается солнечным притяжением (9,5 км в секунду). Это дает возможность приблизиться к планете очень медленно. А затем, когда началось бы падение корабля на Меркурий, пилот мог бы погасить и эту скорость, равную 4,3 километра в секунду.
Таким образом, всего он затратил бы столько горючего, сколько необходимо, -чтобы затормозить скорость, равную 13,8 километра в секунду.
Но пилот начал- торможение обеих этих скоростей непосредственно на подходе к планете. В этом случае ему пришлось преодолеть скорость всего в 10,4 километра в секунду.
...Несколько поворотов рукоятки, и корабль повернулся дюзами к сине-стальяому диску Меркурия. Снова с грохотом заработали ракетные моторы. На пассажиров, привыкших к состоянию почти полной невесомости, снова навалилась свинцовая тяжесть. А стремительно приближающийся диск планеты занял уже полгоризонта и вдруг из шара превратился в чашу, в центре которой находится корабль. Еще несколько мгновений-замедленный плавный спуск, и земной корабль приземлился на почву ближайшей к Солнцу планеты.
Стремительно бегут дни, занятые важными наблюдениями, опытами, сборами коллекций и другими научными работами. Пришло время подумать и об отлете на Землю. Но совершенно очевидно, что корабль должен был выждать соответствующего взаимного расположения планет, а оно повторяется только через 115,9 земных суток.
Но вот настал и этот день. Пилот при взлете сразу развил скорость, равную той, которую он затормозил при посадке - 10,4 километра в секунду, и корабль полетел по полуэллипсу, касательному к орбитам Меркурия и Земли.
В земную атмосферу корабль
Кажущиеся парадоксы космонавтики: а) полет на соседнюю Венеру занимает больше времени, чем на более отдален-ный Меркурий; б) перелет возможен только при строго определенном взаимном положении планет, которое повторяется два-три раза в год. Следовательно, отлет возможен только в точно определенные дни.
лучистое дыхание Солнца. И за окнами, стремительно вырастая, возник новый, неведомый мир -сверкающий синевато-стальным отливом Меркурий.
Корабль догоняет эту планету, каждую секунду сокращая расстояние до нее на 9,5 километра. Надо уравнять скорости, иначе космический корабль, подобно гигантскому метеору, летящему в 10 раз быстрее орудийного снаряда, врежется в поверхность Меркурия. При этом столкновении сталь корпуса, бронза приборов, грузы и запасы - все взорвется, как динамит. Кинетическая энергия перейдет в тепловую, и взрыв испарит металлы, так что не останется и следа от корабля — ничего, кроме гигантской воронки, разворочавшей металлическую почву негостеприимной планеты. Даже атмосфера не смягчит силы удара - Меркурий не имеет газовой оболочки...
Но пилот корабля применил все свое искусство, чтобы избежать удара о планету. Он мог бы, конеч-
иша И ВДРУГ ИЗ
шара препратился в чашу, п центре которой находится корабль. Еще несколько мгновений-замедленный плавный спуск, и земной корабль приземлился на почву ближайшей к Солнцу планеты.
Стремительно бегут дни, снятые важными наблюдениями, опытами, сборами коллекций и другими научными работами. Пришло время подумать и об отлете на Землю. Но совершенно очевидно, что корабль должен был выждать соответствующего взаимного расположения планет, а оно повторяется только через 115,9 земных суток.
Но вот настал и этот день. Пилот при взлете сразу развил скорость, равную той, которую он затормозил при посадке — 10,4 километра в секунду, и корабль полетел по полузллипсу, касательному к орбитам Меркурия и Земли.
В земную атмосферу корабль влетел со скоростью в 13,5 километра в секунду. Планирующий полет сначала в высоких разреженных слоях атмосферы, а затем в более плотных затормозил, погасил эту скорость.
Космические путешественники, первые люди, посетившие ближайшую к Солнцу планету, благополучно приземлились на одном из космодромов в центральной части нашей страны.
...Еще не наступил день отлета с Земли первого межпланетного корабля. Еще лежит в недрах уральских гор руда, которая превратится в его стальную оболочку, а будущие пилоты-космонавты постигают за школьными партами премудрости элементарной математики и физики.
А дерзкая мысль советских ученых уже продумывает мельчайшие детали будущих полетов, рассматривает все новые и новые варианты устройства космического корабля, прокладывает уверенной рукой на плане вселенной межпланетные маршруты.
нечнои сии«ии. ~.»« неподвижно в пространстве, но стремительно — со скоростью 29,8 км в секунду, в тридцать раз быстрее пули — мчится по своей почти круговой орбите вокруг дневного светила. Приблизительно в плоскости этой же орбиты совершают свой бег вокруг Солнца и остальные восемь крупных планет и бесчисленное количество малых — астероидов.
По сравнению с необозримым пространством, охватываемым траекторией самой отдаленной планеты — Плутона, находящегося от Солнца на расстоянии около 6 миллиардов километров, даже крупнейшие планеты - Юпитер и Сатурн -кажутся мельчайшими песчинками, витающими в воздухе колоссального зала — со стадион «Динамо» величиной. Между ними - космическая пустота, пронизываемая яркими световыми лучами центрального светила. В этом безбрежном океане, преодолевая или используя могучее солнечное притяжение, которое можно сравнить с сильным течением, сносящим мирской корабль, . минуя подводные скалы и рифы метеорных потоков и малых планет, и должны будут проложить свои пути космические ракеты будущего—от планеты к планете, от песчинки на южной трибуне стадиона «Динамо» до кесчинки на северной его трибуне.
шагом в покорении мирового пространства будет, очевидно, создание искусственного спутника Земли.
Представим себе, что на несуществующей очень высокой горе, где воздух уже совершенно не препятствует движению снаряда, установлена фантастическая пушка, стре-
Гипотетические формы искусственных спутников. Искусственный спутник может вращаться вокруг Земли только в плоскости большого круга.
ляющая в строго горизонтальном направлении. Выстрелим из нее. Снаряд, описав крутую дугу, упадет на Землю. Уявпм« *>
А. ШТЕРНФЕЛЬД
толщу атмосферы, которой, как пышной шубой, одета наша планета. Он должен обладать могучим
р
Чудовищш инерции хксра&ш
А. ШТЕРНФЕЛЬД
толщу атмосферы, которой, как пышной шубой, одета наша планета. Он должен обладать могучим мотором, способным сообщить ему скорость около 8 километров в секунду. Следовательно, он должен иметь на себе относительно большой запас горючего для питания моторов. Именно такого типа корабль и изображен на обложке нашего журнала.
Космический корабль для второй части полета может иметь почти произвольную форму - в межпланетном пространстве не встретится сопротивление материальной среды. Он может иметь сравнительно слабый двигатель — ему не угрожает опасность падения на Землю. Коли-
Рис. Н. БЫЛОВА, А. ЛЕБЕДЕВА и Н. СМОЛЬЯНИНОВА
...Взревели ракетные моторы. Чудовищная сила преодолеваемой инерции налила свинцом тела пилотов. Малейшее движение требует огромного усилия. Но зато все к большим и большим цифрам ползет стрелка указателя скорости.
Вот она на мгновение заслонила первую красную черту, которой отмечена на указателе круговая скорость. Выключить в этот миг моторы, и корабль, если скорость его направлена параллельно Земле, полетит вокруг нашей планеты по круговой орбите.
Вот стрелка перешла за эту черту, но Земля еще не отпустила корабль. Если выключить моторы, он будет вращаться вокруг нее по
жения - могучее притяжение Солнца. Оно сначала изогнет расходящиеся ветви параболы и, наконец, замкнет их кольцом вокруг себя. Корабль начнет вращаться вокруг Солнца по орбите, сходной с орбитой Земли.
Предположим, что корабль, освободившись от поля притяжения нашей планеты, движется вокруг Солнца по окружности со скоростью Земли — 29,8 километра в секунду. Чтобы теперь он мог преодолеть поле тяготения Солнца и уйти в межзвездное пространстоо, ему необходимо приобрести абсолютную скорость (скорость относительно Солнца) в 42,1 километра о секунду, то-есть дополнительно развитьпышной шуооя, одета наша планета. Он должен обладать могучим мотором, способным сообщить ему скорость около 8 километров в секунду. Следовательно, он должен иметь на себе относительно большой запас горючего для питания моторов. Именно такого типа корабль и изображен на обложке нашего журнала.
Космический корабль для второй части полета может иметь почти произвольную форму - в Межпланетном пространстве не встретится сопротивление материальной среды. Он может иметь сравнительно слабый двигатель - ему не угрожает опасность падения на Землю. Количество горючего, которое он должен, будет захватить, будет зависеть от поставленной задачи. В некоторых случаях оно может быть очень небольшим.
Конечно, с прогрессом техники мощные космические корабли смогут отправляться в рейс и прямо с поверхности Земли. Так, современные самолеты дальнего следования не приземляются на промежуточных аэродромах.
Достигнув абсолютной скорости 11,2 км/сек., космический корабль, независимо от угла взлета, будет двигаться по ветви параболы, центр которой располагается в центре Земли.
Чудовищная сила преодолеваемой инерции налила свинцом тела пилотов. Малейшее движение треОует огромного усилия. Но зато все к большим и большим цифрам полтот стрелка указателя скорости.
Вот она на мгновение заслонила первую красную черту, которой отмечена на указателе круговая скорость. Выключить в этот миг моторы, и корабль, если скорость его направлена параллельно Земле, полетит вокруг нашей планеты по круговой орбите.
Вот стрелка перешла за эту черту, но Земля еще не отпустила корабль. Если выключить моторы, он будет вращаться вокруг нее по эллиптической орбите.
Еще растет скорость — вытягивается и вытягивается воображаемый эллипс. И вдруг — в бесконечности — его тонкая кривая рвется: стрелка указателя скорости перешагнула через вторую красную черту. Корабль летит по одной из ветвей параболы - линии, которая никогда не замыкается сама на себя. Порваны прочные цепи земного притяжения.
Смолк грохот взрывов. Наступила абсолютная тишина и непонятная легкость во всем теле. Пилот выключил моторы...
Чему же равна эта «скорость ускользания», «параболическая скорость», достигнув которой корабль разорвет цепи земного тяготения?
На полюсе, если допустить, что скорость будет сообщена кораблю мгновенно, она равна 11,2 километра в секунду. На экваторе можно использовать окружную скорость вращения Земли, и тогда при взлете ракеты в восточном направлении достаточно скорости 10,7 километра в секунду. При взлете в западном направлении потребуется скорость в 11,7 километра в секунду.
Но, победив силу притяжения Земли, космический' корабль попадет в еще более сильное поле притя-Рис. Н. БЫЛОВА, А. ЛЕБЕДЕВА и Н. СМОЛЬЯНИНОвА
1.И ракетные моторы. I сила преодолеваемой лила свинцом тела пи->йшее движение требует усилия. Но зато все к большим цифрам ползет аателя скорости, на мгновение заслонила гную черту, которой от-указателе круговая ско-ючить в этот миг мото-ль, если скорость его параллельно Земле, по-уг нашей планеты по )бите.
1ка перешла за эту чер-я еще не отпустила ко-выключить моторы, он аться вокруг нее по уй орбите.
:ет скорость — вытяги-ытягивается воображае-. И вдруг - в бесконеч-> тонкая кривая рвется: аателя скорости пере-ерез вторую красную бль летит по одной из аболы — линии, которая замыкается сама на се-I прочные цепи земно-гая.
:молк грохот взрывов, гупила "абсолютная ти-[а и непонятная лег-ъ во всем теле. Пилот лючтсл моторы... 1ему же равна эта «ско-*ь ускользания», «пара-1ческая скорость», до-'нув которой корабль >рвет цепи земного тя-:ния?
1а полюсе, если допу-рь, что скорость будет >щена кораблю мгновен-она равна 11,2 километ-в секунду. На экваторе :но использовать окруж-I скорость вращения ли, и тогда при взлете еты в восточном направ-ии достаточно скорости километра в секунду. : взлете в западном на-злении потребуется ско-гь в 11,7 километра гкунду.
1о, победив силу притя-[ия Земли, космический абль попадет в еще бо-: сильное поле притя-
жения — могучее притяжение Солнца. Оно сначала изогнет расходящиеся ветви параболы и. наконец, замкнет их кольцом вокруг себя. Корабль начнет вращаться вокруг Солнца по орбите, сходной с орбитой Земли.
Предположим, что корабль, освободившись от поля притяжения нашей планеты, движется вокруг Солнца по окружности со скоростью Земли — 29,8 километра в секунду. Чтобы теперь он мог преодолеть поле тяготения Солнца и уйти в межзвездное пространство, ему необходимо приобрести абсолютную скорость (скорость относительно Солнца) в 42,1 километра з секунду, то-есть дополнительно развить скорость 42,1 — 29,8 = 12,3 километра в секунду. В этом случае он будет двигаться по параболе, в центре которой находится Солнце. Таким
Для получения параболической относительно Солнца скорости нужны весьма различные, в зависимости от направления полета, скорости взлета с Земли. Соответственно, ракеты должны быти различных мощностей.
ДЛИ "ОДАМИ ОКИСЛИТЕЛЯ
?'РОСКОП-
ЮТА
КАМКРА СГОРАНИЯ
ОДОГРАФ ДПЯ ЗАПИСИ ПРОЙДЕННОГО ПУТИ
в Г: 11ТИЛЯТОР
КОНВЕРТГ-.Р
для пршращкнич
НЧИДКОГО КИСЛОРОЛА \ П ГАЗ
г
жпроскоп-ще;автопилота
ДЛЯ ПОДАМИ ОКИСЛИТЕЛЯ
НАСОС ,Д/1Я ПОДАЧИ ГОИОЧПГО
ВЕМТИЛЯТЫ»
?иа
:зл к к т рогенератор
ЧОГОДМО КИСЛОРОДНАЯ ПЛИТА
АКЦЕЛЕРОГРАФ
^>
Предполагаемая космическая обсерватория будущего, находя- ния. Такой рефлектор изображен справа. Слева —в проэ-
щаяся «близи искусственного спутника. Здесь, в мире без рачном шаре ученые проводят исследования спектров далеких
тяжести, возможно сооружение огромных рефлекторов, кото- звезд. В третьей части лаборатории, вверху, установлены ги-
рые покажут астрономам мельчайшие подробности поверх- гантские радиотелескопы. Сообщение между отдельными частя-
иости планет нашей солнечной системы. В этих идеальных ми космического острова поддерживается с помощью прозрач-
услоаиях пелена воздуха ие затуманит, не исказит изображе- ных одноместных шаров, снабженных реактивными двигателями.
РОЖДЕНИЕ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ!
В 1838 году по Неве впервые в мире проплыла шлюпка, приводившаяся в действие электрическим двигателем, изобретенным русским ученым Б. С. Якоби. Испытания первого в мире электрохода прошли успешно, но многие были разочарованы тем, что показанная шлюпкой скорость была слишком мала — всего около 4 км в час.
Тогда один из членов специальной комиссии, проводившей испытания, выступил в защиту электродвигателя. Подчеркнув, что перспективы двигателя неизмеримы, этот докладчик — русский корабельный инженер — заявил, что причиной малой скорости является не электромотор, а недостаточно эффективный движитель — гребные колеса, взамен которых он рекомендует... «приложить его (т. е. электромотор) к механизму, давно известному по теории, но которого еще никто не применял на практике... Если провести беспрерывный ток воды сквозь корабль с носа на корму, то корабль получит тем большую скорость, чем больше скорость водяного тока». И далее: г <о^л «Число фунтов выбрасываемой во- СхеМа ^лро реактивного двигателя 1840 го-ды и скорость, с какою она вы- Да: *-*<*™°™щие трубы, б-насос. брасывается, определит силу ма- в ~ °™™киеающиг труоы. шины». Это было первое предложение практически применить принцип гидрореактивного двигателя, теоретически предсказанного еще в XVIII веке членом Российской Академии наук знаменитым математиком Даниилом Бернулли. К докладу был приложен чертеж, поясняющий устройство гидрореактивного двигателя.
Как видно из рисунка, от носа к середине корабля идут две трубы. Они ведут в центральный резервуар, в котором помещается вращаемое электромотором Якоби гидравлическое колесо, то-есть нечто вроде центробежного насоса, всасывающего воду. Втянутая через носовые трубы в центральный резервуар вода выбрасывается за корму через задние трубы.
В конце доклада сообщалось, что для практической проверки этого предложения строится специальная большая шлюпка и что, «вероятно, не позже первых чисел июля (1840 г.) начнутся испытания».
Затем на протяжении целых 20 лет нигде в литературе об этом изобретении не упоминалось ни слова, и лишь в 1860 году в журнале «Морской сборник»
Сы°Ва п°явилась статья о гидрореактивных двига- ;
гелях. Из этой статьи выяснилось, что в 1840 году из-готовления большой
вестным изобретателем А. А. Саблуковым действительно был практически испытан на шлюпке гидрореактишшй двигатель, но что, оказывается, «нашлись люди, к сожалению, незаслуженно пользовавшиеся авторитетами «знатоков», — они успели погасить это предприятие в самом его удачном начале». Эти «авторитеты» утверждали, что «если бы тут было что-нибудь полезное, давно бы в Англии это было испытано и введено, а так как там ничего этого нет, стало быть все это вздор».
В статье говорилось: «Генерал-лейтенант Саблуков производил в 1840 году опыт над этим (водопроточ-ным) движителем, приспособив его к двойке (маленькая двухвесельная шлюпка). Отверстие в ней было углублено менее V* фута. Диаметр водопротоков был в 2 дюйма... Он употребил одно общее горизонтальное колесо, такое, как в его вентиляторах; колесо приводили в движение двое матросов».
Из текста видно, что Саблуков, не дождавшись из-шлюпки, решил испытать гидрореактивный двигатель на «двойке», с использованием мускульной силы для вращения насоса. Но, как показали позднейшие подсчеты, диаметр труб водопротоков был взят слишком малым. Поэтому шлюпка хотя и обнаружила способность итти против течения Невы, но двигалась медленно.
Как это случалось со многими русскими изобретателями, выдача средств на дальнейшие опыты была прекращена. Но передовые русские люди не дали погибнуть интересной идее. Так, например, по свидетельству той же статьи, «преподаватель практической механики в Корабельно-инженерном училище полковник Божерянов в 1853 году сделал небольшую модель, которая этими водопротоками получала поступательное и вращательное движение...»
В Западной же Европе первые опыты с водопротоками на моделях были проведены лишь в 1856 году. Однако главное значение изобретения гидрореактивных двигателей заключалось в том, что их принцип был использован для авиации.
7 (19) мая 1884 года на заседании 7-го воздухоплавательного отдела Русского технического общества изобретателем Н. И. Якубинским был впервые в мире предложен для летательных аппаратов проект воздушно-реактивного двигателя.
Принцип этого двигателя был прямо заимствован от «водопротоков», с той лишь разницей, что, действуя в воздушной среде, он должен был вместо воды «всасывать воздух спереди и выбрасывать его сзади».
Так было положено начало созданию воздушно-реактивного двигателя.
Подполковник в отставке Е. Бурче
по двигателя 1840 ю-г трубы, б — насос. вающие трубы.