"Знание - сила" №11аа 1954 год
| Замечательный номер журнала! Какая раскованность слова для 1954 года! Причём, это не 11-й номер журнала, как можно было бы подумать, а именно дополнительный, созданный вопреки всех законов плановой экономики, тотальной секретности и послевоенной нищеты. — Хл. |
| НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ РАБОЧЕЙ МОЛОДЕЖИ ГЛАВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР |
| №11а | НОЯБРЬ | 1974 |
Редакция журнала «Знание-сила» поздравляет читателей с новым величайшим достижением советской науки. 25 ноября этого года в 10 часов 00 минут отправился в полет на Луну первый межпланетный корабль с пассажирами. «Сбылась вековая мечта человечества» — так сказано в сообщении Академии наук СССР. И в самом деле, сколько ученых, писателей и читателей мечтали о путешествии на другие планеты. Все мы десятки раз мысленно совершали этот полет с героями научно-фантастических романов и авторами популярных книг и статей. И вот мечта стала действительностью. Четверо смелых путешественников покинули земной шар. Вы слышите по радио голоса советских ученых, находящихся в межпланетном пространстве на пути к Луне. За несколько дней до старта корабля «Луна-1» редакция связалась с его экипажем и участниками подготовки полета. Ниже приводятся беседы, записанные нашими корреспондентами. |
Начальник взлетной установки
Инженер К. Д. САВЕЛЬЕВ
Но в одном ущелье не прекращается движение. Нескончаемым потоком идут тяжелые машины, рычат бульдозеры, счищая снег, даже лавина прервала движение не больше, чем на полчаса. Здесь проходит дорога к новому городку у подножья Казбека, а оттуда по склону горы устремляется широкая и прямая эстакада, пересекая овраги и ледники, прорезая шершавые красноватые туфы, все выше и выше, туда, где на серебристой вершине ночуют облака.
Эта эстакада — взлетная полоса межпланетного корабля «Луна-1», а городок у подножья — первый в мире межпланетный вокзал.
Чтобы победить могучее земное притяжение, прежде всего необходимы огромные скорости. Гигантская скорость при наименьшей затрате горючего — это главное условие межпланетного полета. Будете ли вы говорить с командиром корабля, с главным конструктором, со штурманом, все они разными словами расскажут вам об одном и том же — о борьбе за высокую скорость при наименьшей затрате топлива. И я расскажу вам о том же.
Чтобы скорость корабля была возможно выше, следовало использовать вращение Земли. Лодка плывет по течению быстрее, чем против течения. Скорость межпланетного корабля будет выше, если он полетит по направлению вращения Земли, то есть, с запада на восток. Но скорость вращения Земли не везде одинакова. Она равна нулю у полюса, а у экватора достигает 465 метров в секунду. Поэтому желательно было расположить межпланетный вокзал как можно дальше от полюса, в южных районах нашей страны. Мы выбрали Центральный Кавказ — 43-й градус северной широты. Скорость вращения Земли здесь около 340 метров в секунду. Эти 340 метров в секунду — наш прямой выигрыш.
Плотная воздушная атмосфера окружает Землю. Прежде чем вырваться в межпланетное пространство, космический корабль должен преодолеть сопротивление воздуха. Поэтому лучше всего стартовать с вершины высокой горы, например, с Казбека, на высоте 5 километров над уровнем моря. Давление воздуха здесь почти вдвое ниже, чем на морском берегу. Это значит, что значительная часть воздушного слоя будет преодолена, прежде чем межпланетный корабль оторвется от твердой земли.
Корабль должен весить как можно меньше, а основной его груз — топливо. Поэтому важно посильнее разогнать его на взлетной установке и отправить в полет с наибольшей возможной скоростью — тогда в пути ему потребуется меньше топлива. Для разгона корабля и служит самое сложное сооружение нашего вокзала — эстакада, ведущая на вершину Казбека.
Старт будет дан у подножья горы. Ровно в 10.00 25 ноября командир корабля нажмет кнопку и включит сразу четыре двигателя, установленные на платформе, на которой покоится межпланетный корабль. Эти двигатели будут работать недолго, всего лишь 25 секунд. За 25 секунд они промчат платформу и тяжелый корабль по наклонной эстакаде на вершину горы. А там пути разойдутся: платформа с опустошенными двигателями скатится по рельсам вниз, а освобожденный корабль полетит вверх. Скорость его в этот момент достигнет 600 метров в секунду. Это тоже наш прямой выигрыш, потому что только в этот момент начнут работать стартовые двигатели самого корабля.
До сих пор в межпланетное пространство отправлялись только автоматические ракеты без людей. Они начинали свой путь с взлетной установки 150-метровой металлической башни. «Луна-1» обновляет более совершенную взлетную установку — кавказский межпланетный вокзал. Вслед за этим кораблем отсюда отправятся на Луну и другие ракеты. Мы надеемся, что в будущем с нашего вокзала начнут свой путь корабли «Марс-1» и «Венера-1».
ИТАК, летим на Луну. Приближается день, к которому мы так долго и тщательно готовились. Понятно волнение всего экипажа корабля «Луна-1». Советский народ поручил нам осуществить первый в истории межпланетный полет. Нам выпала великая честь и еще большая ответственность.
Огромная работа, проделанная за последние два десятилетия, вселяет в нас уверенность в успехе.
Развитие реактивной техники в нашей стране заложило основу межпланетных путешествий. Вы знаете, что уже несколько лет тому назад начались регулярные сверхдальние рейсы пассажирских ракетопланов в ионосфере. Обстановка полета в этих ракетопланах очень близка к условиям межпланетного рейса. И там и здесь — резкая перегрузка при взлете и отсутствие тяжести в середине пути. Недаром, тренируясь, все члены нашего экипажа неоднократно летали из Москвы во Владивосток, в Пекин и даже в Южную Америку на ионосферных самолетах.
Конечно, возможны всякие неожиданности, но вряд ли мы встретим серьезные препятствия. С межпланетным пространством наука уже познакомилась. Уже 4 года советские ученые регулярно получают сведения от своих помощников с высоты 35 тысяч километров. Я имею в виду приборы, находящиеся на искусственном спутнике Земли.
Трасса Земля-Луна тоже облетана, пика, правда, без людей, — автоматическими ракетами. Если вы помните, первый полет такой ракеты был неудачным: из-за погрешности электронного регулятора, который выключил двигатель раньше времени, ракета не долетела до Луны и теперь движется в пространстве, превратившись во второй искусственный спутник Земли. Зато вторая ракета совершила успешную посадку на Луну близ кратера Птолемея и известила об этом вспышкой специального порохового заряда.
Но больше всего дали нам последние ракеты — третья и четвертая. Одна из них облетела вокруг Луны и доставила на Землю необычайно интересный кинофильм, в котором люди впервые увидели обратную сторону Луны. Фильм этот помог выбрать и место для нашей высадки. Четвертая ракета даже совершила посадку в этом месте, и в течение двух месяцев, пока не сели аккумуляторы, на Землю четыре раза в сутки передавались по радио показания автоматических приборов.
Ученые с помощью астрономических инструментов и радиолокаторов вели наблюдения за Луной и автоматическими межпланетными ракетами. |
Итак, аппараты разведали дорогу, и теперь в путь отправляются люди. Всего нас на корабле будет четверо. К сожалению, никак нельзя было увеличить численность экипажа: мы и так с трудом отвоевали у конструкторов четвертого. Они настаивали, чтобы летели трое. Скупость конструкторов понятна — на каждый килограмм полезного груза у нас приходится 9 килограммов ракетной оболочки и 120 килограммов топлива. Попробуйте подсчитать, сколько килограммов нужно прибавить, чтобы забросить на Луну еще одного взрослого человека с запасом пищи, питья и воздуха.
Малочисленность экипажа привела к необходимости широкого «совмещения профессий». У каждого из нас будет много обязанностей. Инженер корабля конструктор Ю. Н. Тамарин будет управлять двигателем, следить за всеми механизмами, устранять их неисправности. Наш штурман А. В. Соколов — по совместительству радист, картограф, отчасти астроном, метеоролог и, кроме того, кинооператор. Доктор Т. А. Акопян будет вести биологические и физиологические исследования. Ему поручен также ответственнейший пост: он шеф-повар корабля и завхоз. В его ведении наша пища, одежда, отдых и дыхание — жизнь и здоровье. Я буду вести астрономические наблюдения, ставить физические и химические опыты, собирать минералогические и петрографические коллекции на Луне. Мне пришлось всерьез изучить почти незнакомую мне геологию. Помимо того, каждый участник полета сумеет в случае необходимости управлять кораблем. В результате, непосредственная подготовка к полету, тренировка, подбор снаряжения, проверка аппаратуры заняли больше года.
В заключение — коротко о наших планах. Мы отправляемся в 10 часов утра 25 ноября со взлетной дорожки в Кавказских горах. Через двое суток мы будем на Луне и высадимся в так называемом Море Дождей. Обширная, ровная, сухая и твердая поверхность этого мнимого моря очень удобна для посадки и уже разведана последней автоматической ракетой. Мы постараемся разыскать ее и снять самозаписывающие приборы. Море Дождей находится сравнительно близко к полюсу и дневная жара будет там значительно меньше, чем на лунном экваторе.
Всего на Луне мы пробудем около 10 земных суток, то есть меньше одного лунного дня, который, как известно, продолжается почти 14 суток. Мы прибудем в Море Дождей, когда там уже начнется утро, и покинем Луну с приближением ночи. Задерживаться на Луне и пережидать 14-суточную лунную ночь со 160-градусными морозами было бы слишком сложно: такая «ночевка» потребовала бы много добавочной пищи, воздуха и топлива. Еще труднее для нас было бы переезжать на противоположную сторону Луны, освещенную в это время Солнцем. Поэтому для первого раза мы ограничимся кратковременным знакомством и отправимся в обратный путь 7 декабря, совсем незадолго до заката, когда длинные черные тени уже лягут на Море Дождей.
Но некоторое знакомство с лунной ночью у нас все же состоится: 29 ноября, когда мы уже будем на Луне, произойдет полное затмение. Для Земли оно будет лунным, а для Луны — солнечным. На Луне это событие выглядит грандиозно. Солнце заходит за Землю на несколько часов. Только красные лучи частично пробиваются сквозь земную атмосферу. На лунном небе — черный диск Земли, окруженный кровавым ореолом. Горы и скалы тонут в ржаво-красной полутьме. Палящий зной резко сменяется морозом.
На Землю мы вернемся 9 декабря. Где мы сядем? Этот вопрос давно решен. «Луна-1» снизится на Цимлянском море. Если же оно замерзнет, нас предупредят, и тогда мы долетим до Аральского моря. Посадка на настоящее водяное море имеет ряд преимуществ. Прежде всего, для посадки на воду не нужны колеса и шасси — это избавляет нас от лишнего груза. Помимо того, Цимлянское море достаточно велико, нам не потребуется особенная точность при снижении, затруднительная при наших скоростях. Наш корабль с кабиной, наполненной воздухом и с пустыми баками из-под горючего, конечно, не затонет. Специальные суда будут дежурить, чтобы поскорее доставить нас на берег, и тогда вы услышите по радио наши подробные рассказы о Луне.
МНЕ приходилось принимать участие в дальних беспосадочных полетах, летать в облаках, ночью вслепую, над океаном и в Арктике, на бреющем полете и на высоте 500 километров. Но космическая трасса Земля-Луна для штурмана неизмеримо сложнее и труднее любой земной трассы.
Мы начали штурманскую подготовку задолго до старта. Все приборы были проверены на земле, в воздухе и в вакууме, при перегрузке и при потере веса. Заново были рассчитаны пути движения ракеты, составлены специальные небесные карты, подробные таблицы и графики. Сейчас, заглянув в график полета, я могу сообщить вам, в какой точке мы должны находиться в любую секунду полета, какая у нас будет скорость, в каком направлении мы должны двигаться, по каким звездам ориентироваться. К счастью, в межпланетном пространстве неизменно ясная погода, всегда видны Луна, Земля и звезды, и мы не рискуем заблудиться.
При горизонтальном полете получается огромный выигрыш в скорости; фактическое ускорение возрастает по сравнению с вертикальным полетом. |
Почти все наши трудности связаны с экономией горючего. Ради экономии мы проделываем почти весь путь с выключенным двигателем. Из 100 часов полета до Луны и обратно наш двигатель будет работать не больше 20 минут. Мы подчиняем трассу требованиям экономии, именно поэтому она у нас получается довольно сложной.
Старт, как вы знаете, произойдет в Кавказских горах 25 ноября в 10 часов утра. Сразу после взлета начинается так называемый активный участок траектории. Активным он называется потому, что только на этом участке работает двигатель, разгоняя межпланетный корабль. На этом участке у нас два врага — притяжение Земли и сопротивление воздуха. Чтобы уменьшить затрату топлива на преодоление воздушного сопротивления, следовало бы взлетать отвесно вверх, пересекая атмосферу по кратчайшему пути. Но при этом сильнее всего тормозит притяжение. Чтобы оно не мешало нам набирать скорость, следовало бы лететь не вверх, а горизонтально — огибая земной шар. Преодолевая это противоречие, мы вынуждены были остановиться на промежуточном решении. «Луна-1» сначала поднимется наклонно, опишет сложную кривую и на высоте 100 километров, где сопротивление воздуха уже невелико, полетит почти параллельно земной поверхности.
Земля вращается с запада на восток. Чтобы использовать ее вращение, и мы полетим на восток (как бы по течению). Двигатели все еще будут работать. Увеличивая скорость и постепенно набирая высоту, наш корабль пронесется над Дагестаном, Каспийским морем, Хорезмом, пустыней Кызыл-Кум, пройдет несколько севернее Ташкента. Здесь на высоте в несколько сот километров кончается активный участок полета. Набрав необходимую скорость, мы выключим двигатель.
Какова же эта необходимая скорость? Выбирая ее, мы руководствовались следующими соображениями.
Давно известна так называемая «скорость отрыва» — 11,2 километра в секунду. При такой скорости
(если не принимать во внимание сопротивление воздуха) тела покидали бы земной шар, улетая в бесконечность. Но нам не нужно лететь в бесконечность. Мы хотим добраться только до Луны, поэтому нам достаточно иметь скорость 11,1 километра в секунду.
Эту величину можно уменьшить, так как мы выключаем двигатель не на поверхности Земли, а на высоте в несколько сот километров: ведь чем дальше от центра Земли, тем меньше сила тяжести и соответственно меньше скорость отрыва. В итоге у нас получилось около 10,7 километра в секунду.
Покинув Землю с наименьшей возможной скоростью, мы долетели бы до Луны через 115 часов (почти 5 суток). Но мы позволили себе немножко увеличить скорость, приблизительно — на 1 процент. И это скромное увеличение сократило продолжительность полета до 50 часов. Мы прибудем на Луну 27 ноября в 12 часов дня по московскому времени.
Трасса обратного полета на Землю.
Почему же ничтожная прибавка скорости так резко изменила длительность полета?
Объяснить это можно так: разгоняя ракету до скорости отрыва, мы сообщаем ей огромную энергию. Но почти весь этот запас энергии тратится на борьбу с притяжением. Посмотрите на график скоростей. Поблизости от земли скорость велика, но велика и тормозящая сила притяжения. В полете скорость быстро падает, и почти весь путь ракета проделывает с очень скромными скоростями. (При 115-часовом полете средняя скорость — около 1 километра в секунду, а на некоторых участках ракета двигалась бы много медленнее.) Можно сравнить наш корабль с пловцом, который переправился через бурную реку, истратил все силы и по берегу в изнеможении ползет на четвереньках. Понятно, что добавочная энергия, небольшая по сравнению с той, которая необходима, чтобы победить притяжение Земли, резко увеличит среднюю скорость ракеты.
Итак, мы набрали начальную скорость, двигатель выключен. Если бы на нас не действовали никакие силы, мы мчались бы по прямой. Но притяжение Земли искривит наш путь, мы будем двигаться по параболе, огибая земной шар, все время изменяя направление. В результате мы вынуждены стартовать на Луну в тот момент, когда на Кавказе она не видна, находится под горизонтом. Наше путешествие до Луны продлится 50 часов. За это время сама Луна проделает немалый путь, около 180 000 километров, и для земного наблюдателя передвинется на небе из созвездия Рыб в созвездие Овна. Поэтому мы полетим не к Луне, а по направлению к созвездию Овна. Пройдя около 340 000 километров, мы прибудем в ту точку, где притяжение Земли и Луны одинаково. По расчету, мы прилетим туда со скоростью около 1,4 километра в секунду по отношению к Земле. Но так как Луна в свою очередь движется вокруг Земли, наша скорость по отношению к Луне будет иной. Эта разница изображена на графике скоростей ступенькой. До сих пор мы летели по правильной параболе. Притяжение Луны усложнит нашу траекторию, выгибая ее по направлению к Луне. Начиная с точки равного притяжения, мы начинаем падать на Луну с высоты 40 000 километров, все быстрее и быстрее. Атмосферы на Луне нет, ничто не задержит падения, и, если не принять специальных мер, наш корабль грохнется на поверхность Луны со скоростью около 2,7 километра в секунду. Это, конечно, нельзя назвать посадкой, скорее это стрельба прямой наводкой, и, конечно, такой спуск привел бы к катастрофе.
 Схема посадки корабля «Луна-1» на Луну и на Землю. |
Следовательно, падение нужно затормозить. Когда корабль будет подлетать к Луне, мы повернем его кормой вперед и включим двигатель, который постепенно погасит скорость падения. Посадка на Луну должна быть очень плавной. Корабль опустится на специальное выдвижное шасси с амортизатором.
Что рассказать вам об обратном пути? На Луне взлетные установки для нас не приготовлены. Придется стартовать с того же шасси. Но так как притяжение там в 6 раз меньше земного, покинуть Луну гораздо легче. Воздуха на Луне нет, атмосфера нам не помешает, поэтому почти сразу мы можем перейти на горизонтальный полет. Когда корабль достигнет скорости 1,7 километра в секунду, двигатель будет выключен. При этой скорости мы превратимся в искусственного спутника Луны. Летя с выключенным двигателем на высоте 50 километров над поверхностью Луны, мы совершим почти полный оборот вокруг нее и посмотрим ее обратную сторону, большая часть которой к этому времени будет освещена Солнцем. Правда, автоматическая ракета уже сняла на кинопленку эту часть лунной поверхности, но как не воспользоваться случаем и не взглянуть на Луну с «запрещенной» стороны.
Когда путешествие вокруг Луны закончится, двигатель снова будет включен на короткое время, и корабль устремится к Земле. Обратный полет будет совершен по такому же пути и продлится столько же времени, но потребует гораздо меньше горючего. Чтобы добраться от Луны до точки равного притяжения, нужна сравнительно небольшая скорость — 2,4 километра в секунду. От этой точки корабль начнет падать на Землю, и скорость его будет расти за счет земного притяжения.
На высоте около 1000 километров мы повернем корабль кормой к Земле и включим двигатель, чтобы затормозить падение примерно до 5 километров в секунду. Затем корабль повернется носом к Земле, и оставшуюся его скорость почти целиком погасит сопротивление воздуха. Для этого придется, между прочим, совершить кругосветное путешествие. Таким образом весь Земной шар превратится в наш аэродром, и над этим «аэродромом» мы сделаем «круг» перед посадкой. Мы учитываем, что наш «аэродром» вращается вокруг своей оси, поэтому нам легче погасить скорость, снижаясь с запада на восток. Посадка, как известно, будет произведена на воду.
Изучать организм человека в условиях, которые приближались бы к условиям космического полета, мы начали давно. Уже в 1952-1954 годах летчики, совершавшие полеты в ракетных самолетах, потребовали пристального внимания физиолога. Когда самолеты стали подниматься выше 15-20 километров, возникла необходимость оградить пилота от потока космических частиц, несущихся из межпланетного пространства. Космические лучи, подобно ультрафиолетовым, рентгеновым, радиоактивным лучам губительны для живых организмов. Но количество их в общем ничтожно, и, как показали полеты в ионосфере, надежной защитой от них служит металлическая кабина. Температурные условия в межпланетном пространстве невыносимы для живых существ. С одной стороны ракета накаляется потоком жгучих солнечных лучей, с противоположной стороны — ледяной мрак мирового пространства. Нам предлагались сложные устройства, выравнивающие температуру: нагревающие теневую сторону за счет солнечной и охлаждающие солнечную сторону за счет теневой. Но в нашей ракете мы отказались от этой громоздкой системы. В герметической оболочке кабины есть теплоизоляционный слой, надежно защищающий от жары и от холода, а в самой кабине имеется установка для кондиционирования воздуха, электрическое отопление и электрическое охлаждение.
 Чтобы легче перенести перегрузку, возникшую при разгоне, мы перед стартом, будем привязаны ремнями к своеобразным лежанкам. |
Наиболее опасны для пассажиров ракеты короткие минуты взлета, когда стенки ракеты при быстром движении сквозь земную атмосферу сильно нагреваются. Поэтому, не надеясь на охладительную систему, мы еще до вылета наденем специальные костюмы — скафандры из нового теплонепроницаемого материала с герметическим шлемом. Даже если температура в кабине поднимется до 75 градусов, что почти немыслимо, — мы не почувствуем жары. Скафандры с поднятыми прозрачными щитками мы не будем снимать всю дорогу. Эта предосторожность предпринимается на тот почти невозможный случай, если стенки ракеты будут пробиты значительным по величине метеоритом, и из кабины улетучится в пространство весь воздух. Нам достаточно будет опустить щиток герметического шлема, чтобы оказаться в полной безопасности и не торопясь приступить к починке. При быстром взлете возникают также неприятные перегрузки. Это ощущение известно и тому, кто никогда не летал в ракетах, а путешествовал лишь в поезде или автомобиле. Когда машина начинает резко набирать скорость, пассажир чувствует, что его как бы отбрасывает назад, прижимает к спинке сидения. В ракете перегрузка несравненно больше. В течение нескольких минут, пока работает двигатель, мы будем ощущать утроенную силу тяжести. В эти минуты человек, весящий на твердой Земле 75 килограммов, потянул бы на весах в ракете 225 килограммов.
Перегрузки — вредное явление. Они разрушительно влияют на нервную и сердечно-сосудистую систему человека, на органы слуха, зрения. Впрочем, трехкратная перегрузка, если она продолжается всего несколько минут, вполне допустима. Поэтому все расчеты двигателя и трассы строятся так, чтобы перегрузка не превосходила трехкратной. Значительно сложнее приучить человека к полной невесомости. В теле человека одновременно работает много мускулов, между ними существует координация — сложная взаимная связь, без которой невозможно сохранять устойчивость, соразмерять силы, выполнять сложные движения — ходить, прыгать, писать, управлять машиной. Однако мышечная координация рассчитана на существование у человека его нормального «земного» веса. В межпланетном полете вес исчезнет, но координация движений не должна быть нарушена. Ведь она необходима для того, чтобы люди в кабине могли не только двигаться, питаться, отдыхать, но и наблюдать за приборами, вести научные исследования. Пришлось серьезно поработать, чтобы у экипажа космического корабля путем длительной тренировки создать вторую координацию для полетов без веса.
Корабль «Луна-1» заботливо приспособлен для жизни без тяжести. Внутренние стены кабины, так же как и пол и потолок, покрыты мягким упругим материалом. Умение вести себя в невесомой кабине придет не сразу, и некоторое время мы будем, забывая о потере веса, делать слишком резкие движения, которые будут отбрасывать нас к стенам или к потолку. Смягчить неизбежные удары и должна мягкая обивка.
На стенах, полу и потолке — множество удобных ручек, держась за которые человек сможет двигаться по кабине. Ведь ходить так, как на Земле, для людей, не имеющих веса, невозможно, В межпланетном корабле перемещаться можно только отталкиваясь от предметов, или подтягиваясь к ним. Само собой разумеется, все предметы в кабине наглухо крепятся к стенам и полу. На наших скафандрах имеются ремни с застежками. Работая, мы будем пристегиваться к креслам, а отдыхая — к любой стене. И даже пуховые перины показались бы жестче воздуха, в котором мы сможем расположиться в любой позе — стоя, сидя, лежа и даже вниз головой.
Обеды, завтраки и ужины в летящей ракете будут значительно отличаться от земных. Невероятно трудно, например, в условиях полета вскипятить электрический чайник, налить чай в чашку, а затем выпить его. Неприятности при этом начались бы с того, что возле дна чайника вода кипела бы, а выше оставалась бы холодной, так как из-за отсутствия силы тяжести в чайнике не было бы конвекции — обмена слоев воды: нагретая вода не поднималась бы вверх, а холодная — не опускалась бы ко дну. Из-за отсутствия веса, наклонив чайник, мы не извлечем из него ни капли — воду ничто не притягивает вне чайника. Даже сильно встряхнув чайник, мы все же не сумеем наполнить чашку: огромная круглая капля воды, вырвавшись из носика, повиснет в воздухе. Приблизившись к какому-нибудь предмету, эта капля облепит его и растечется по поверхности.
Чтобы избежать всего этого, наша столовая (если так можно назвать откидной стол и буфет в стене) оборудована с учетом отсутствия тяжести. Все предметы в шкафу и на столе закреплены. Вместо чашек у нас бутылки с узким горлышком, жидкое содержимое их придется высасывать с помощью стеклянной трубки. Переливать жидкость из одного сосуда в другой удастся лишь приспособлением, напоминающим пульверизатор с резиновой грушей. Сварить чай, кофе и какао, если это потребуется, можно будет в специальном электрическом котелке. Для того чтобы слои жидкости перемешивались и нагревались равномерно, сосуд вращается. При этом создается центробежная сила, которая заменяет для жидкости изчезнувшую силу тяжести.
Путешественники на Луну обеспечены запасом пищи по самым строгим, научно-обоснованным нормам, Суточная потребность человека, как установлено многими опытами, зависит от выделяемой им теплоты, а теплота — от выполняемой работы. При интенсивной работе человек выделяет около 3 700 больших калорий в сутки. Исходя из такого расхода тепла строятся, например, рационы летчиков и водолазов. Пользуясь этим же расчетом, мы составили для экипажа космического корабля меню из наиболее калорийных и питательных продуктов. Путешествие продлится 14 дней, но на всякий случай корабль обеспечен пятинедельным запасом продовольствия.
 После старта наши лежанки превратятся в удобные кресла. |
Умывание оказалось сложной проблемой в невесомой кабине. Водопроводные краны, ванны, души непригодны в обстановке, где вода теряет столь привычное для нас свойство — течь, перемещаться сверху вниз... Правда, под напором можно заставить ее фонтанировать, но выброшенная из сосуда, она, как мы уже говорили, немедленно примет шарообразную форму и повиснет в воздухе. Поэтому для умывания мы будем пользоваться смоченной губкой. Губка втягивает в себя жидкость из-за того, что внутри ее создаются многочисленные полости с разреженным воздухом. А давление воздуха существует вне зависимости от силы тяжести.
Дыхание в межпланетном пространстве также требует и заботы и выдумки. Мы берем с собой запас жидкого кислорода, который хранится в особых сосудах при низкой температуре. Удельный объем жидкого кислорода невелик. Одного литра его достаточно для того, чтобы обеспечить человека в течение целых суток. Но люди не только вдыхают воздух, но и выдыхают. Специальный конденсатор будет непрерывно очищать воздух в ракете. Очистка производится при температуре сжижения углекислого газа, то есть при минус 78 градусах. Жидкая углекислота удаляется, а воздух пополняется кислородом и возвращается в кабину.
Мы будем все время привязаны, к креслам, так как управлять кораблем и вести наблюдения, кувыркаясь из-за невесомости в воздухе, не совсем удобно. |
В ракете, оборудованной автоматическими приборами для подачи, очистки и увлажнения воздуха, будет поддерживаться все время свежая атмосфера, какая бывает в лесу после грозы. Это достигается тем, что вместе с кислородом будет подаваться некоторое количество озона. Озон — газ, обладающий сильным обеззараживающим действием. В герметически замкнутой кабине приток его будет особенно приятен и полезен.
С помощью конденсатора удастся, между прочим, извлекать из воздуха также воду, которая испаряется человеческим телом. Влага эта, насыщенная затем воздухом и дополненная некоторым количеством солей, сможет полностью покрыть суточную потребность человека в воде — примерно 2,5 килограмма. Это очень важно, так как позволит нам взять с собой минимальный запас воды.
Интересно отметить, что человек выделяет воды больше, чем он поглощает с питьем и пищей. Это происходит оттого, что в недрах нашею организма некоторая часть кислорода, вдыхаемого с воздухом, и водорода, содержащегося в продуктах питания, соединяются, образуя воду. Количество такой синтезированной воды доходит в сутки до 400 граммов.
Во время полета и на Луне я буду непрерывно наблюдать за состоянием здоровья и самочувствием своих товарищей. Для точного учета работы человеческого организма созданы очень небольшие электроприборы. Они вшиты в стенки скафандров или держатся, подобно ручным часам, на ремешках. Эти приборы записывают кровяное давление, пульс, биение сердца, содержание кислорода в крови, температуру тела, учитывают газообмен, дыхание клеток. Для того чтобы аппараты давали показания, члены экипажа, сидя на своих рабочих местах, будут вставлять шнуры, идущие от приборов, в специальные штепсели.
Таким образом, мы будем и наблюдателями и объектами наблюдений. Кроме того, для опытов мы берем с собой морских свинок, белых мышей и собаку.
25 НОЯБРЯ — долгожданный день нашего старта. Это будет итог многих лет напряженного труда и творческих дерзаний, вершина, восхождение на которую было начато свыше 70 лет назад нашим замечательным соотечественником Константином Эдуардовичем Циолковским.
Оглядываешься сейчас на проделанную работу и видишь, какие небывалые трудности стояли на этом пути. Поистине нелегок прыжок в мировое пространство. Только замечательные достижения последних десятилетий в области физики, химии, астрономии, металлургии, теплотехники, сопротивления материалов и в других науках позволили мам преодолеть все трудности и, прежде всего, самую главную из них — силу тяжести.
Чтобы победить земное притяжение и отправиться в полет на Луну или на планеты солнечной системы, межпланетному кораблю необходимо сообщить колоссальную скорость отрыва. Скорость эта, как вам уже известно, равна 11,2 километра в секунду или 40 000 километров в час.
 Межпланетный корабль должен обладать огромной скоростью — 40 000 километров в час. С такой скоростью можно за час облететь вокруг земного шара по экватору |
Основоположник реактивной техники и звездоплавания Циолковский еще в самом начале 20 века указал единственное средство для достижения такой огромной скорости — жидкостный ракетный двигатель. В этом величайшая заслуга Циолковского перед человечеством. Без его открытия наш полет был бы невозможен. Но и с помощью жидкостного ракетного двигателя разогнать корабль до скорости отрыва совсем не просто. И вот почему. Ведь двигатель межпланетного корабля должен быть очень мощным, следовательно, он будет потреблять много топлива. Это топливо приходится запасать в баках корабля, из-за чего взлетный вес корабля получается очень большим. Это в свою очередь увеличивает потребную мощность двигателя и снова возрастает необходимый запас топлива и вес корабля. Получается как бы заколдованный круг. За счет топлива взлетный вес корабля становится колоссальным, причем большая часть топлива нужна по существу для того, чтобы разогнать до большой скорости само топливо. Вот почему ученые и конструкторы в течение десятилетий бились над проблемой уменьшения потребного запаса топлива.
Запас этот можно определить с помощью знаменитой формулы Циолковского. По этой формуле конечная скорость любой ракеты, значит и межпланетного корабля, зависит от той скорости, с которой газы (продукты сгорания) вытекают из двигателя, и от того, какую долю общего веса корабля при взлете составляет вес топлива. Чем больше скорость истечения, тем меньше может быть запас топлива.
Но в действительности он должен быть гораздо больше, чем это нужно только для достижения скорости отрыва. Возьмем к примеру наш полет. Когда корабль будет взлетать, ему придется преодолевать сопротивление воздуха. На это тоже придется затратить некоторое количество топлива. Добавочное топливо понадобится и на то, чтобы с помощью двигателя затормозить корабль, стремительно падающий на Луну. Придется расходовать топливо и при взлете с Луны и при посадке на Землю. Да и какой-то резерв тоже нужно предусмотреть. Без него наш корабль может стать игрушкой случайностей.
Если бы все топливо, имеющееся на корабле, предназначенное на два взлета и на две посадки, на торможение и управление, мы израсходовали бы на разгон нашей ракеты в безвоздушном пространстве, мы получили бы скорость гораздо выше скорости отрыва — не 11,2 километра в секунду, а около 26 километров в секунду. Подсчитанная таким путем скорость носит название идеальной. Она наглядно показывает, сколько топлива надо взять для полета на луну и обратно.
Сколько же именно? Если произвести расчет по формуле Циолковского, станет ясно, почему невозможны были межпланетные путешествия лет 20-25 тому назад, в самой середине нашего века. В те времена скорость истечения газов из жидкостных ракетных двигателей не превосходила трех километров в секунду. В этом случае, как показывает формула Циолковского, для достижения идеальной скорости 26 километров в секунду, вес топлива при взлете должен был превышать вес самого корабля... в 5900 раз! Это, конечно немыслимо.
Какие же способы решения этой главной задачи были в нашем распоряжении, какой из них мы избрали?
 Фотография полета одного из пробных автоматических лунных кораблей. Справа — укрытие, из которого с помощью специальных приборов ведут наблюдение. |
Один из способов был указан еще Циолковским — использование искусственного спутника Земли в качестве топливо-заправочной станции в мировом пространстве. Если бы такая станция существовала 20 лет назад — уже тогда можно было бы совершить полет на Луну. Сейчас у Земли есть искусственный спутник с автоматическими приборами, который оказывает немалую службу науке. Но и теперь этот скромный спутник еще очень далек от того, чтобы стать межпланетным транзитным вокзалом. Заправка топливом в мировом пространстве все еще связана с огромными трудностями. Другой способ был тоже предложен Циолковским и развит его учеником и последователем советским инженером Ф. А. Цандером. Речь идет об идее ракетных поездов, то есть составных ракет. Эта идея уже давно используется в реактивной технике, в частности, искусственный спутник был заброшен в межпланетное пространство с помощью составных ракет. Однако этот способ, уменьшая трудности, все же не снимает их целиком.
Оставался один путь: поиски более совершенного топлива, с большей скоростью истечения газов. На первых порах нас ожидало разочарование. Ракетная техника использует сейчас гораздо лучшее топливо, чем 20 лет назад. Это позволяет современным ракетным самолетам перелетать из Москвы в Пекин за полчаса. Скорость истечения газов на этих самолетах доходит до 4-5 километров в секунду. Это большой успех, замечательная победа авиационной техники, но для межпланетного полета этого недостаточно.
Помощь пришла со стороны атомной техники. Ее новые успехи позволили создать атомный ракетный двигатель со скоростью истечения 10 километров в секунду. Это была грандиозная по трудности задача, но она решена. На нашем корабле установлен именно такой двигатель. При скорости истечения 10 километров в секунду вес топлива* должен превышать вес самого корабля с пассажирами и всем прочим всего в 12 раз. Конечно 12:1 по сравнению с 5900:1 — это большая удача. Но все же не так просто построить и снарядить корабль, который был бы в 12 раз легче его содержимого. Напомню вам, что самое обыкновенное ведро весит только в 7 раз меньше, чем налитая в него вода. Здесь отношение 7:1, а на нашем корабле 12:1, то есть относительный вес сложного корабля со всеми механизмами и оборудованием должен быть меньше чем у простого ведра.
* Точнее, в данном случае имеется в виду не топливо, а рабочее вещество — вода. Об этом рассказано в статье «Атомный Двигатель.»
Создание такой экономной, сверхлегкой и вместе с тем прочной конструкции корабля было сложнейшей задачей. О том, как создавалась эта конструкция, расскажет наш главный «прочнист». Как вы уже знаете, предварительный разгон ракета получит еще на эстакаде. Атомный двигатель вступит в строй на сравнительно большой высоте. Это нужно, в частности, и потому, что работающий атомный двигатель — источник радиоактивного излучения, вредного для людей; команда же корабля защищена от этого излучения и топливными баками и специальными перегородками. Пустые баки будут сбрасываться, что также облегчит корабль. И все же «Луна-1» будет весить при взлете примерно 650 тонн. Из них около 600 тонн придется на долю различного топлива — для атомного двигателя, для стартовых ракет, для добавочных ракетных двигателей, установленных на крыльях и служащих для управления в полете. Из оставшихся 50 тонн — 45 тонн весит корпус корабля, двигатели и баки. Всего 5 тонн — полезный груз, в том числе мы сами: четверо мужчин, весящих 270 килограммов, пятинедельный запас пищи — по 1 кило в сутки на человека (всего 140 килограммов на четверых), столько же воды, по одному литру жидкого кислорода (около 150 килограммов). Прибавьте к этому посуду, одежду, скафандры, установки отопления, охлаждения, очистки воздуха, конденсации воды, аптечку, необходимые инструменты, механизмы управления, радиостанцию, радиолокаторы, телескоп, киноаппарат и фотоаппараты со всеми материалами, книги, карты, таблицы и справочники, приборы для физических, химических и физиологических опытов и наблюдений, генератор, который снабжает все приборы, аппараты и механизмы энергией, подопытных животных с запасом пищи, воды и воздуха для них и так далее. Можете представить себе, как трудно было ограничиться 5 тоннами, сколько споров было вокруг каждого предмета, как мы старались урезывать себя во всем, чтобы взять еще одного товарища, чтобы выкроить еще несколько дней для пребывания на Луне.
Но теперь все споры позади. 25 ноября в путь.
