Тесным строем взлетела по другому проекту К. Э. Циолковского космическая армада. На лету происходило переливание горючего в баки соседних ракет.
В 1895 году К. Э. Циолковский напечатал научно-фантастическую повесть «Грезы о земле и небе». Эта небольшая книжечка, всего в несколько десятков страниц, с увлечением читается и учениками 8-го класса средней школы, еще не знающими ни тригонометрии, ни логарифмов, и седовласыми учеными, стоящими на вершинах современного знания. Написанная в занимательной беллетристической форме, эта книга является по существу глубокой научной работой. В частности, в ней К. Э. Циолковский впервые выдвинул идею создания искусственных спутников Земли.
Сегодня астронавты предполагают, что такой спутник будет иметь большое значение во всей проблеме космического полета. Что же такое искусственный спутник?
Выводя из данных нескольких тысяч наблюдений свои законы движения планет вокруг Солнца, Иоганн Кеплер вряд ли хоть на мгновение мог подумать, что настанет день, когда человечество своими руками создаст новые планеты, которые двинет по путям, рассчитанным в соответствии с открытыми им, Кеплером, законами.
А именно о создании таких искусственных планет и идет сейчас речь.
Трудно сразу с Земли отправить космическую ракету, даже состоящую из многих ступеней, на Марс или на Венеру. Значительно легче и проще отправить ракету в полет вокруг Земли, сообщив ей круговую скорость.
Эта летящая вокруг Земли ракета и является первым искусственным спутником. Предположим, что она достаточно велика и на ней есть люди. Тогда она станет первым поселением человека в космическом пространстве. С этим поселением принципиально не очень сложно будет установить регулярную связь, направляя туда автоматически действующие грузовые ракеты. Материал, из которого сделаны эти ракеты, и все то, чем они нагружены, может пойти на расширение искусственного спутника.
Конечно, недешево будет стоить отправка каждого килограмма груза с Земли на искусственный спутник. Его обитателям придется стремиться к тому, чтобы ограничить список грузов, идущих для их личного пользования. Тем более что там, в пространстве, можно получать все, необходимое для жизни, в неограниченном количестве. С помощью гигантской оранжереи, которую создадут на искусственном спутнике, его жители установят полный круговорот воды, кислорода, пищевых веществ.
С помощью грузовых же ракет на искусственном спутнике можно будет создать большие запасы горючего и, наконец, по частям собрать ракету для полета на Луну, на Марс, даже к Юпитеру или Сатурну.
Эта ракета не будет похожа на те тяжелые, массивные, обтекаемые ракеты, которые прибывали на искусственный спутник с Земли. Ведь там, в космическом пространстве, нет тяжести, нет сопротивления воздуха. Ракета, которая полетит с космического спутника, сможет иметь любую форму, которая окажется наиболее целесообразной для размещения в ней экипажа, горючего, двигателей.
Скорость, которую должна будет развить ракета, отлетающая с искусственного спутника в дальний рейс, будет значительно ниже скорости ракеты, улетающей в этот же рейс с Земли.
Действительно, для того чтобы отправиться с Земли, например, на Марс, необходимо развить (не учитывая скорости вращения Земли вокруг оси) скорость около 11,6 километра в секунду. А для такого же рейса с искусственного спутника будет достаточно развить скорость всего около 3,6 километра в секунду. Ведь искусственный спутник уже имеет космическую скорость, которая и используется при отлете с него.
Таким образом, искусственный спутник — пересадочная станция на пути к звездам — может значительно облегчить осуществление космических путешествий.
В каком же состоянии находится сегодня ракетная техника, каковы ее предельные достижения, как близко мы подошли к осуществлению вечной мечты человечества?
На эти вопросы мы постараемся ответить в следующей главе.
«Пассажир» тяжелой ракеты «ФАУ-2» — легкая ракета «Вак Корпораль» достигла рекордной высоты — свыше 400 километров.
Вслед за эрой аэропланов винтовых настанет эра аэропланов реактивных.
К. Э. Циолковский
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ДВИГАТЕЛИ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ
Инженер-конструктор И. А. Меркулов, один из создателей первого прямоточного воздушно-реактивного двигателя, считает, что решение задачи космических сообщений явится логическим развитием сегодняшней скоростной авиации. Постепенный рост скоростей и высот, достигнутых человеком, приведет к созданию сначала сверхвысотных самолетов, способных летать в ионосфере, затем — искусственного спутника, а после этого и к созданию аппарата, который сможет совершить полет к Луне или даже к Марсу.
С этим утверждением можно согласиться только отчасти. Космический полет по самой своей сути принципиально отличается от полета в атмосфере Земли. Космическим полетом называется полет, при котором созданный человеком аппарат движется вне атмосферы под влиянием сил двоякого рода: во-первых, сил инерции, сообщенных аппарату работой реактивных двигателей, во-вторых, сил всемирного тяготения. Современные летательные аппараты всегда в большей или меньшей степени используют для полета атмосферу, как аэропланы, или испытывают сопротивление воздуха, как высотные ракеты. Поэтому все эти полеты принципиально отличаются от полета космического.
Поэтому и нельзя ожидать постепенного перерастания авиации атмосферной в авиацию космическую. Пути развития той и другой по временам сближались, перекрещивались, но уже сегодня разошлись, и чем дальше, тем больше будут расходиться. Генеалогическую линию самолета надо начинать с идей Леонардо да Винчи и модели вертолета М. В. Ломоносова, проводить через аэродинамические исследования Н. Е. Жуковского, через реальные конструкции турбомоторных и реактивных самолетов вплоть до сегодняшних сверхзвуковых машин.
Развитие же космического корабля начинается с пороховой ракеты — всем известной игрушки, изобретенной в Китае в незапамятные времена — проходит через работы К. Э. Циолковского и ведет через сегодняшние составные жидкостные ракеты, которые уже далеко перекрыли достижения авиации и по скорости и по высоте полета и которые нельзя считать логическим развитием авиации. Видимо, эти ракетные аппараты и явятся прямыми предками грядущих космических кораблей.
Вместе с тем было бы неправильно считать, что развитие авиации не способствовало развитию высотной ракетной техники, что авиация не осуществила своим опытом разведку полета вообще, что целым рядом интереснейших технических решений, найденных в авиации, не пользуются конструкторы высотных ракет и не воспользуются конструкторы космических кораблей. И в этом плане развитие авиации, ее современное состояние и главным образом современное состояние реактивного двигателя, принятого на вооружение современной авиацией, не может не представить огромного интереса для астронавтики.
Авиация и астронавтика — родственные области науки и техники. Было время, когда развитие первой подготовляло путь для второй; настанет время, когда вторая поделится своими достижениями с первой и поможет ее дальнейшему развитию.
Развитие авиации было стремительным, торжество ее — беспримерным в истории. Ни одна отрасль науки и техники никогда до этого не развивалась с такой быстротой и размахом.
За кратчайший исторический срок в авиации сменился целый ряд двигателей. Первые изобретатели пытались ставить на свои самолеты паровую машину. Ее скоро сменил двигатель внутреннего сгорания, достигший значительного совершенства. В последнее десятилетие он был вытеснен со скоростных самолетов реактивным двигателем. А в настоящее время в ряде стран ведутся работы по использованию в качестве самолетного двигателя атомного реактора.
Соответственно изменялась и предельная высота полета — так называемый «потолок» самолета.
Семейство реактивных двигателей (снизу вверх): 1 — пороховые ракеты и сегодня применяющиеся как дополнительные двигатели при взлете тяжело нагруженных воздушных кораблей. 2 — турбокомпрессорный реактивный двигатель — самый распространенный двигатель современной скоростной авиации. Встречный воздух сжимается компрессором а; в него в камере сгорания б впрыскивается горючее; газы горения вращают турбину в и, вылетая через сопло г, создают реактивную силу. 3 — в прямоточном реактивном двигателе встречный воздух, пройдя решетку а, попадает в камеру сгорания б, и газы горения выбрасываются через сопло в. 4 — жидкостный реактивный двигатель — двигатель будущих космических кораблей. Горючее а и окислитель б подаются турбонасосами в в смесительную камеру г. Горючая смесь сгорает в камере д, и газы горения вырываются в сопло е. Для привода турбонасоса используется перекись водорода ж.
