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

Только спутники и автоматические ракеты разведают, как встретит космос человека, а он придет туда — сначала как гость, потом как хозяин. Только они всесторонне разведают трассы будущих небесных кораблей — и тех, которые устремятся в космос, чтобы вскоре вернуться обратно, и тех, которые покинут планету надолго, чтобы посетить иные миры.

Уже сейчас выдвигаются проекты ракет—орбитальных кораблей. На таком корабле, представляющем собой обитаемый спутник, человек сможет совершить более или менее длительный полет в прилегающей к Земле области космического пространства. Помимо чисто исследовательских целей, полеты орбитальных кораблей будут преследовать и цели тренировки к будущим межпланетным перелетам. Выход на круговую орбиту позволит также со временем приступить к постройке внеземной станции — постоянного обитаемого спутника, который будет использоваться для научных исследований и в качестве базы межпланетных кораблей.

Обогатятся науки «земные», но и «небесные» не останутся в стороне. Еще до первого космического полета спутники, вероятно, вынесут за пределы атмосферы глаз астронома — телескоп. И когда ученые получат кассету с пленкой — записи, снимки, сделанные на заатмосферной обсерватории, — для них такой опыт будет значить не меньше, чем полет Лайки для биологов и врачей.

Еще не спустившись на дно океана, люди многое узнали о тайнах больших глубин. Нет сомнения в том, что скоро глубоководный снаряд доставит туда человека. Так и с неизведанными просторами космоса. Еще не побывав там, мы ныне за несколько месяцев узнали о нем столько, сколько не могли узнать за века.

Вот почему справедливо называл Циолковский великим этот первый шаг в космос. Даже если бы все ограничилось только разведкой, «великий» — не преувеличение. Но дело не в одном настоящем. Быть может, важнее будущее, ставшее теперь словно ближе, а главное — реальнее для нас. Просто вере приходит на смену твердая уверенность: космические полеты человека — наше близкое завтра! Вчерашняя сказка становится сегодняшней былью!

Вот почему поистине велик сделанный нами первый шаг.

ОТ СПУТНИКОВ — К ПЛАНЕТАМ, ОТ ПЛАНЕТ — К ЗВЕЗДАМ

Что будет дальше? За первым спутником последовали второй и третий. К ним присоединились их младшие американские собратья. Целый хоровод крошечных лун носился вокруг нашей планеты. Постепенно он таял, потому что едва ощутимые следы атмосферы со временем все же давали о себе знать. И, сослужив свою службу, спутники погибали один за другим. Но всегда ли будут спутники сгорать как метеоры? Мы уверенно говорим о будущих искусственных небесных телах в окрестностях Земли, так как твердо знаем: первые — только начало. Предстоит решить немало новых и еще более интересных задач.

Поговорим прежде всего о возвращении спутников. Этот вопрос, естественно, уже сейчас волнует ученых. Снимки земного шара, сделанные из мирового пространства, с огромнейших, пока еще не достигнутых высот, снимки звездного неба, Луны и планет, фотографии со следами космических частиц — вот что хотелось бы получить нам со спутника. Итак, кассета с пленкой должна вернуться из космоса целой и невредимой. И, наконец, вслед за приборами человек должен покинуть Землю и возвратиться на нее!

Скорость входа спутника в атмосферу — несколько километров в секунду. При такой скорости даже в сильно разреженном газе нагрев от трения будет чрезвычайно велик. Недаром вслед за скоростным — «звуковым» — барьером авиация встретила барьер тепловой. Из ракет с ним столкнулись прежде других крупные ракеты, межконтинентальные и носители спутников Земли. Им ведь приходится преодолевать всю толщу атмосферы. С тем же столкнемся мы и здесь, причем условия будут еще тяжелее: судьба метеоров, гибнущих у нас на глазах, показывает, что ждет спутник, если предоставить ему просто упасть.

Даже при скорости примерно десять тысяч километров в час обшивка ракеты нагревается более чем на семьсот градусов! Нагрев снижается, но не уничтожается, благодаря выбору наиболее удобообтекаемой формы и тщательной обработке всех наружных поверхностей. Приходится отдельные части изготовлять из жаростойких сплавов, или пластмасс, да притом обшивку устраивать слоистой: жертвовать одними слоями для спасения других. Можно также охлаждать стенки корпуса, изготовив их из пористого материала и пропуская через поры жидкость, отнимающую тепло.

У спутника, который надо приземлить, есть все же одно преимущество: он начинает свой путь в почти полной пустоте. Атмосфера же не становится плотной сразу. Выход напрашивается сам собой: пользуясь атмосферой как тормозом, постепенно снижать скорость, а затем с помощью выдвижных крыльев осуществить плавный планирующий спуск. Спутнику придется на время стать самолетом, вернее — планером. Впрочем, можно и полностью уподобить его самолету, если снабдить соответственной силовой установкой — тормозным ракетным двигателем, который будет управляться автоматически.

Есть много предложений доставки на Землю наиболее ценной пленки с результатами наблюдений, в то время как спутник будет продолжать полет. Вот наиболее известное из них.

Закончены съемки, и пленка целиком заснята. Автомат вкладывает ее в кассету-патрон, тот, в свою очередь, попадает в парашют, сложенный в виде шара, соединенного с газовым баллоном. У шара имеется маленькая тормозная ракета. Сначала на этой ракете, потом на заполненном газом шаре и совершит приземление кассета с пленкой. Радиопередатчик-маяк известит, куда она опустилась.

Конечно, и спутник и шар-парашют придется покрыть защитной тепловой изоляцией. Тут пригодятся жаростойкие сплавы или керамика, а также охлаждение.

Скоро наступит время, когда так же, как сейчас из высотного полета, будут прибывать на Землю пленки, приборы и пассажиры после многих кругосветных путешествий на спутнике, у порога космического пространства.

Вырастет семья спутников, расширится и станет многообразней их служба. Одни будут помогать метеорологам: летая по разным орбитам, они смогут «видеть» погоду сразу на всем земном шаре. Те, чей путь пройдет над полярными областями, сообщат также о дрейфе льдов в арктических морях.

Спутники — охотники за космическими лучами, наблюдающие за Солнцем, за метеорами… Спутники — физические лаборатории, где можно изучать межзвездное вещество, ставить опыты, проверять теории и догадки… Спутники с фотоаппаратами, кинокамерами, телевизионными передатчиками… Спутники с телескопами… Спутники-радиомаяки — ориентиры для морских и воздушных кораблей, спутники—отражатели коротких радиоволн, которые обеспечат дальнюю связь и телевещание на всю планету… Этот перечень будущее еще увеличит, но и сейчас нетрудно понять, что даст постоянный рой лун, кружащихся на разных высотах и с разными целями над нашей планетой. Человек как бы обретет новое зрение — сетью наблюдательных постов опояшет свою Землю.

Он создаст и настоящее подобие Луны: вечные спутники, пролетающие уже не на границах атмосферы, а на огромных высотах, в космической пустоте. И астрономы занесут в «инвентарную книгу» солнечной системы рожденных Землею новых членов планетной семьи.

Будет меняться и конструкция спутников. Новые источники электроэнергии — атомные батареи — позволят питать током приборы и передатчики в течение нескольких лет. Долговечными будут и полупроводниковые гелиоустановки с аккумуляторами, дающими ток, когда спутник попадет в тень Земли. Научную аппаратуру приспособят к необычным условиям космоса, и получать оттуда всевозможные сведения уже станет будничным делом геофизиков, астрономов, географов, врачей. А затем от автоматических лабораторий перейдут к внеземным станциям, к обитаемым спутникам — о них у нас пойдет отдельный разговор.

Со временем появятся и такие спутники, которые придется повысить в астрономическом ранге. Пока что создания наших рук хотя и залетают за атмосферу, но не слишком удаляются от нее. Управляемые спутники, снабженные двигателями, смогут переходить с орбиты на орбиту. Мы привыкли к сочетанию слов: «управляемый снаряд», привыкнем и к словам: «управляемый спутник». Спутники можно будет заставить описывать более удаленные орбиты, забираться все дальше и дальше в космос для все более глубокой его разведки. По существу, спутник — ближайший родственник межпланетного корабля, если, конечно, им управлять. Ведь выбравшись в пустое, свободное от тяжести пространство, легче направиться дальше — и к Луне и к планетам. Главное уже позади. Еще раз приходит на ум справедливость слов Циолковского о спутнике — это поистине великий шаг!

Ракета с силой тяги в сотни тонн нужна для того, чтобы забросить спутник на орбиту. Ракета-малышка весом всего в пять с половиной килограммов может «столкнуть» с кругового пути шар-парашют и помочь ему спуститься на Землю. И из окрестностей Земли, с постоянной круговой орбиты за атмосферой, имея двигатель, нетрудно уйти, — во всяком случае, гораздо проще, чем сразу отправиться в космический полет. Тут можно обойтись значительно меньшей тягой — не на сотни тонн, а на килограммы и даже на граммы может пойти тогда счет.