Борис Ляпунов - Открытие мира (Издание второе, переработанное и дополненное)
Никто до Циолковского так ясно, четко, неопровержимо не доказал, что ракета и есть давно искомый корабль вселенной. И никто так полно и всесторонне не раскрыл ее возможности, поистине изумительные по грандиозности будущих применений.
Циолковским выведены основные формулы. Они объясняют закономерности полета ракеты, утверждая основу основ — возможность достижения космических скоростей. Ему сразу же хочется представить себе, как это будет, и он берется за перо, чтобы не только математическими выкладками, но и взором писателя проникнуть в будущее. У мечты есть теперь прочный фундамент. Повесть «Вне Земли», начатая им еще в 1896 году, тем и характерна, что точный расчет определяет ее содержание. Фантастика стала подлинно научной.
Небесный корабль — ракета — приобрел для ученого, наконец, конкретные формы. В 1903 году он публикует первое в мире исследование, посвященное проблеме ракетного полета. В нем он дает описание будущей межпланетной ракеты.
Длинный обтекаемый корпус — нельзя забывать, что в начале пути сотни километров воздушной среды. Двойная обшивка с жидким кислородом внутри, чтобы охлаждать стенки, раскаленные трением о воздух. Герметически закрытая пассажирская каюта со всем необходимым для жизни и наблюдений. Хранилища жидкого топлива, насосы, подающие топливо в камеру сгорания, и расширяющаяся труба—сопло. Через него вытекает поток газов — та опора, отталкивание от которой движет ракету. Наконец рули из несгораемого тугоплавкого материала, поставленные на пути газовой струи. Поворот руля отклоняет струю и вызывает поворот самого корабля. Вот устройство ракеты, уносящей человека во вселенную.
Ракетой можно управлять — это не снаряд, который, вылетев из пушки, становится беспомощной игрушкой тяготения. Скорость, направление полета, ускорение при взлете — все в руках пилота.
Более полувека назад опубликовал Циолковский описание своего корабля.
Техника за полвека шагнула далеко вперед. Еще нет пассажирской каюты в современной ракете, но эта ракета, предугаданная Циолковским, уже поднялась в мировое пространство. Она не только совершает путешествие вокруг Земли, не только поднимается с приборами за атмосферу, но и путешествует в межпланетном пространстве.
Современная наука и техника осуществили то, что предначертал Циолковский.
Необходимы автоматические приборы, управляющие по заранее намеченному плану движением ракеты и силой взрывания, писал ученый. Они созданы теперь: ракеты-автоматы стали частыми гостями в высоких слоях атмосферы. Автоматические лаборатории подняты ракетами в преддверие космоса, и один за другим появляются спутники у нашей планеты. Появился искусственный спутник и у Солнца.
Необходимо также найти наиболее подходящие вещества для взрывания, указывал Циолковский. Такие вещества найдены, но химия ракетных топлив еще не сказала своего решающего слова. И в перспективе — ядерная энергетика, обещающая ракете невиданные космические скорости.
Опыты должны руководить нами, подчеркивал ученый, говоря о создании двигателя, о выборе материалов. И то и другое создано уже не только для высотных, но и для межпланетных ракет. Но металлургия и ракетная техника тоже не сказали еще своего решающего слова.
Много трудностей предстоит одолеть, прежде чем человек отправится во вселенную, предупреждал Циолковский. Мы знаем это, но мы помним и другие его слова: все данные науки за то, что победа рано или поздно будет одержана!
РАКЕТНЫЕ ПОЕЗДА
Языком математических символов выразил Циолковский свое величайшей важности открытие. Он установил непреложный закон, которому подчиняется движение ракеты: скорость ее возрастает до огромных величин, если запас топлива достаточно велик.
Сколько, однако же, понадобится топлива ракете, чтобы превратиться в спутника Земли? Сколько его требуется для перелета на Луну? В первом случае топливный запас должен в пятьдесят раз превышать вес самой ракеты, во втором — в двести.
Таковы результаты приближенных расчетов. На практике эти цифры еще более возрастут. Кроме того, нельзя забывать о возвращении на Землю — для этого тоже нужно топливо. Оказывается, цифры угрожающе велики.
В современном ракетном самолете, предке будущего межпланетного корабля, топливо весит столько же, сколько машина, — единица на единицу. В современной крупной ракете — втрое больше. Разница, как видим, огромная. Казалось бы, опять безнадежный тупик! Ибо вместить такое колоссальное количество топлива не в состоянии никакая ракета, как бы велика она ни была.
Океанский теплоход берет на борт топлива всего десятую долю своего водоизмещения. Крупнейший в мире самолет весит сто восемьдесят тонн, из них на долю горючего приходится примерно половина, и лишь на рекордных скоростных самолетах удавалось запасать его в количествах двух третей от полетного веса.
Примеры, пожалуй, не очень удачные, так как самолет, корабль и ракета друг на друга не похожи. Но они показывают, каким может быть относительный запас топлива у транспортных сооружений XX века. Сколь бы легкими материалами мы ни располагали, никакие ухищрения не помогут построить гигант, сверх всякой меры начиненный горючим.
Есть, правда, и другой путь. Его подсказывает тот же основной закон механики ракетного полета. Оказывается, наибольшая скорость ракеты зависит еще и от того, как быстро вытекают газы из двигателя. Она тем больше, чем быстрее движение газовой струи.
Сейчас скорость истечения газов достигает двух с половиной километров в секунду. Стоит увеличить ее вдвое, и ракета достигнет круговой скорости при всемеро меньшем запасе топлива. В десять раз снизится запас топлива, необходимый для перелета на Луну. Запаса, в пятьдесят раз большего, чем вес конструкции, вполне хватит тогда для вылета из солнечной системы, для полета к звездам.
Так теория межпланетных путешествий подходит к решению проблемы скорости.
Работы Циолковского дали результаты столь грандиозные, что о них ранее не могли даже и думать. Человечество накануне полета во вселенную. Ясна задача, намечены средства ее решения, готов эскиз межпланетного корабля.
Казалось бы, трудности позади, инженерам остается только воплотить эскизы в чертежи, чертежи — в металл. И топливо для ракет есть — ведь ракетный двигатель создан давно, и люди будут готовы к космическому рейсу. Летают же они с огромными скоростями на реактивных самолетах! Но громадный запас топлива, который надо взять с собой, лишает всякой надежды достигнуть заветной цели. Она остается такой же далекой, как и раньше, словно не было мучительных поисков, словно не помогали математика и механика найти единственно верное решение, словно не преодолевались человеком одно за другим препятствия, поставленные природой.
Все дело в мощном источнике энергии. И хотя в наши дни энергетика ставит на службу человеку скрытые природой колоссальные силы, ведет наступление на атомное ядро, атомной ракеты пока все еще нет.
Те, кто складывал оружие без боя, говорили: «Забудьте о дороге к звездам, ждите, пока сила, скрытая в недрах атома, не будет поставлена на службу технике». Но те, кто верил в могущество разума, продолжали поиски.
Почти четверть века назад инженер Цандер, последователь Циолковского, предложил смелую идею — соединить межпланетную ракету с самолетом, который поднимет ее, а потом будет отдан в жертву во имя скорости. Части самолета, расплавленные в особом котле, добавятся к топливу и пойдут в пищу ракетному двигателю. Металлическое топливо даст возможность сэкономить общий запас горючего, необходимый для вылета в мировое пространство.
Позднее Цандером был разработан проект межпланетной ракеты, соединенной с двумя самолетами. Один из них, большой, должен был поднять ракету с Земли и послужить частично в качестве дополнительного топлива. На другом, малом, путешественники возвратились бы на Землю.
Цандер пробовал сжигать металлы, измельченные в порошок, искал способы практически доказать осуществимость своей идеи. На страницах его сочинений за сухими выкладками скрыта страстная уверенность в правоте этого дела, ставшего делом всей его жизни. «По моему убеждению, — пишет он, — ракеты, использующие большую часть своей конструкции в качестве горючего, будут первыми, при помощи которых удастся… отделиться от земного шара…»
Нельзя забывать, что эти слова писались в начале тридцатых годов нашего века, когда только начинали по-настоящему крепнуть крылья у самолета, а до ракеты, которая совершила бы прыжок за атмосферу и стала чемпионом скорости, было еще далеко. Новаторская идея Цандера и до сих пор остается в арсенале ракетостроения. Время покажет, что даст она технике космического транспорта.
