Открытие мира (Издание второе, переработанное и дополненное) - Борис Ляпунов

По небосводу, поблескивая, проносится яркая звезда. Вот она скрывается, затем появляется снова, и вдруг вместо нее уже тянется блестящий след, тянется и пропадает где-то у горизонта. На смену ей взлетает другая…

Впрочем, здесь мы уже забежали в будущее, охватив, правда, далеко не все, что будет. Будут не только спутники-крошки. Путь, несомненно, ведет к спутникам-гигантам, орбиты которых опояшут нашу планету и приблизятся к Луне. Этот путь начат первыми спутниками — пионерами будущих космических путешествий. Построив их, мы вступили в тот удивительный век, когда и до самой далекой планеты, оказывается, не так уже далеко.

НА СЛОВАХ И НА ДЕЛЕ

«В результате большой напряженной работы научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли…»

«Произведен успешный запуск первого спутника…»

«Ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8000 метров в секунду…»

«Накоплен большой материал радиотехнических и оптических измерений…»

«Произведен запуск второго искусственного спутника Земли…»

«По данным измерений, полученных с борта спутника, функционирование научной аппаратуры и контроль за жизнедеятельностью животного протекают нормально…»

Так просто, буднично, лаконично звучали сообщения, которым жадно внимал мир.

На словах — просто. Но что скрывается за ними? Раскроем их, и тогда глубже поймем справедливость многих слов, произносившихся в те дни и вызванных одним чувством — гордостью, восхищением. «Величайший подвиг» — так оценили наша партия и правительство запуск спутников. Почему подвиг?

Воскресим несколько страничек недалекого прошлого.

Год 1930-й. Был сконструирован первый советский жидкостный ракетный двигатель. Организована Группа изучения реактивного движения (ГИРД), из которой вышло немало инженеров — активных деятелей советской ракетной техники. В работах ГИРД нашло отражение многое из того, что впоследствии получило широкое развитие в современном ракетостроении. Применение жидкого кислорода, охлаждение двигателя топливом, насосная подача, ракеты на жидком топливе, ракетный самолет и прочее — все эти проблемы практически разрабатывались работниками группы.

Эти и многие другие работы советских ученых имели большое значение для развития ракетной техники.

Следующая страница: наступил день рождения первой советской ракеты.

Год 1933-й, место действия — где-то под Москвой. Сегодня здесь, на огороженном забором участке, собралась группа людей. Они взволнованы — это видно по их лицам, чувствуется по их голосам. Около блиндажа, у пускового станка, тоже люди. В станке — серебристое удлиненное тело ракеты.

Окончена заливка топлива. Медленно нарастает давление. И бесконечным кажется ожидание всем: и тем, кто остался у ракеты, и тем, кто следит за стрелкой манометра, и тем, кто укрылся в блиндаже, и тем, кто уселся поблизости на деревьях, чтобы лучше увидеть первый взлет.

Наконец раздается долгожданное: «Контакт!» — «Есть контакт!» У основания станка показывается пламя. Двигатель ревет, но… ракета не трогается с места. Неужели неудача?! Вдруг она начинает медленно двигаться и, будто удлиняясь, скользит вдоль направляющих, вырывается в голубое небо. Летит! Летит, поворачивает и скрывается среди деревьев в лесу.

К ней бегут радостно возбужденные люди — участники запуска первой советской ракеты, о которой мечтал Циолковский.

Давно ли, кажется, это было? Всего четверть века отделяет нас от тех дней. Робкий прыжок, проба, разведка будущего.

А теперь… Ракета стала одной из самых совершенных и мощных машин на свете.

Миллионы киловатт развивает ее двигатель за короткое время подъема. Это больше, чем мощность самой крупной в мире гидростанции.

Со скоростью нескольких тысяч метров в секунду вытекают газы из сопла. Температуру в несколько тысяч градусов выдерживает камера сгорания.

Согласованно действуют тысячи деталей, которые составляют конструкцию и от каждой из которых зависит успех.

С величайшей точностью работает автоматика: она управляет полетом, отделяет отработавшие ступени ракетного поезда, выводит ракету на заданную орбиту, включает необходимые механизмы и приборы.

Достигнута была первая космическая скорость. Еще ни один летательный аппарат не мог двигаться так быстро: в пять раз быстрее артиллерийского снаряда сверхдальнобойной пушки, в десять раз быстрее самого скоростного современного самолета.

Приборы для спутника, его оборудование — это множество проблем, причем таких, какие еще никогда не решались инженерами. Необычайные условия работы — вот с чем прежде всего приходится здесь столкнуться. Резкие перемены давления и температуры, усиленная тяжесть и полное отсутствие ее, вредное действие излучений, метеоров и космической пыли, и в конце концов все-таки неизвестность: ведь это только первая вылазка в таинственный космос! Требовалось сочетание самых противоречивых свойств: легкость, малые размеры, малое потребление энергии, прочность, выносливость, точность и надежность в работе. И всего этого добились инженеры.

Нет, не просто запустить в космос даже «кусок железа» — каждый шаг вверх дается с боя. Взрывы американских ракет, которых много было за последнее время, красноречивее слов говорят об этом. Вот почему мы искренне приветствовали ученых Америки, сумевших все-таки справиться с величайшими трудностями запуска искусственных спутников Земли. Вот почему мы приравняли к подвигу труд наших ученых, инженеров, рабочих.

Но ведь топливо, материалы, двигатель, ракета — это еще не все. Для того чтобы обеспечить успех, надо было в буквальном смысле слова заглянуть в будущее. Ракета еще не поднималась с Земли, а в научных институтах занимались космической аэродинамикой, изучали явления, происходящие в разреженной атмосфере при огромных сверхзвуковых скоростях. Ракета только готовилась к подъему, а ее путь — наивыгоднейший из всех возможных, — ученые определяли сложнейшими расчетами.

Спутник нужно было сначала поднять на заданную высоту, а потом точно вывести на круговую орбиту. Как лучше это сделать с наименьшими потерями энергии — вопрос труднейший, и его предстояло решить, привлекая математику и механику, используя всю мощь вычислительной техники. Небольшое, хотя бы в один градус, отклонение направления полета — и путь сместится на сто двадцать километров над Землей! Ошибка в скорости на несколько десятков метров в секунду отзовется более чем стокилометровым изменением орбиты. В результате спутник может войти в плотные слои атмосферы и сгореть, не начав своего обращения вокруг планеты.

И эта труднейшая задача была решена.

Когда же спутник появился над планетой и целая сеть станций, разбросанных по всему миру, повела наблюдение за ним, вычислительные машины, тоже техническое чудо наших дней, обрабатывали обширный материал, точно предсказывая путь маленькой луны.

А какая гигантская работа предшествовала полету первого космического путешественника — Лайки! Сколько упорства, самоотверженности — того, что не измеришь обычными мерками, потребовало снаряжение летающей лаборатории, которая пробыла в космосе почти полгода!

Мало того, что нужен был целый приборный арсенал, который позволял бы вести различные измерения и наблюдения, переводя их затем на язык электрических колебаний и далее в радиоволны. Понадобилось обеспечить уверенную передачу и прием сигналов сквозь ионосферу — броню для электромагнитных волн. Конечно, имелся уже некоторый опыт, ракеты летали на сотни километров ввысь, но одно дело — кратковременный взлет, другое — недели полета.

Однако и это еще не все. Приборы и передатчик без источников электроэнергии годны только для того, чтобы любоваться ими на выставке, удивляясь искусству рук и ума, их создавших. Остроумнейшие приспособления позволяли получить и передать по радио на Землю ответ на любой вопрос. Как чувствует себя в космосе живое существо? Каковы там космические лучи? Насколько сильно рентгеново излучение Солнца? Но если не будет тока — откажет связь. Спутнику нужна электростанция — тоже крошка, батарея фотоэлементов — преобразователей солнечных лучей или радиоактивных излучений. Скоро нас не удивит уже такой электрогенератор размером с небольшую пуговицу, способный летать пять лет подряд. А если вдуматься — какой гигантский в эту маленькую батарейку будет вложен труд! Полупроводники и солнечные батареи только начали входить в жизнь, и они уже получают крещение в космосе — на спутнике, будут они и на межпланетных кораблях.

Солнце вне Земли всегда ярко светит, но все-таки надо, чтобы батарея неизменно была повернута к нему, чтобы лучи отвесно падали на нее. Движение спутника тут серьезная помеха: он в полете беспорядочно поворачивается, хотя и летит по заданной ему кривой. Поэтому необходимо сконструировать специальное следящее устройство — астроориентатор, который сможет постоянно удерживать батарею направленной на Солнце. Еще одна и сложная проблема! Решить ее совершенно необходимо. И над ней успешно работают. Будущим спутникам с фотоаппаратами или телевизорами на борту нельзя кувыркаться как попало.