Борис Ляпунов - Открытие мира (Издание второе, переработанное и дополненное)
А разве не интересно географу посмотреть, как выглядит наша планета с огромной высоты? У нас есть превосходные снимки Луны. Телескоп приблизил лунную поверхность, и на фотографиях так отчетливо видны все подробности рельефа, как если бы мы наблюдали его из окна ракеты, с высоты всего нескольких сотен километров. Стратостаты привозили нам фото Земли с высоты двух десятков километров. На этих снимках Земля плоская, и надо подняться гораздо выше, чтобы убедиться в том, что наша планета — шар, что мы жители земного шара. Фотоаппарат на ракете сделал снимки земной поверхности с высоты двухсот и более километров. Сквозь вуаль атмосферы видна Земля, как на крупномасштабной рельефной карте. И ясно видно, что перед нами кусочек поверхности шара.
Поставлены были и другие интереснейшие опыты в «стране загадок», как можно справедливо назвать верхнюю атмосферу.
Давно известно о свечении ночного неба. Солнце зашло, но полной темноты нет. И в этом не повинны звезды, не только благодаря им светится небо. Предполагали, что виновник свечения — кислород. На большой высоте солнечные лучи расщепляют кислородные молекулы на атомы, а потом начинается обратный процесс, при котором выделяются свет и тепло. Но так ли это на самом деле? Окись азота ускоряет переход кислорода из атомарного в молекулярный. Ее и послали в баллоне на ракете в верхние слои атмосферы. Как только газ был выпущен из баллона, яркая вспышка озарила небосвод. Небо светилось несколько часов. Опыт, поставленный в самой атмосфере, дал ожидаемый результат.
Удалось с помощью ракеты искусственно вызвать и другое явление — метеорит. В головку ее поместили связку гранат. Взрыв — и осколки с огромной скоростью врезались в атмосферу. Наблюдая за ними с Земли, удается получать интересные данные для космической аэродинамики, которая изучает движение с большими скоростями в сильно разреженных газах.
Чтобы отмечать крошечные метеориты, множество которых носится в мировом пространстве и залетает в атмосферу Земли, в обшивке ракеты установили специальные приборы — своего рода ловушки мельчайших метеорных частиц. Стоит одной такой частичке удариться о нее — в приборе сейчас же возникают электроколебания, которые тем сильнее, чем сильнее удар. О граде этих ударов радио сообщает на Землю. Оказалось, что на некоторых высотах метеорный дождь особенно силен. Чтобы строить спутники и межпланетные корабли, знать это необходимо.
Так с появлением ракеты — нового разведчика больших высот — начался новый этап в изучении и покорении воздушной стихии и ближайших к нам областей мирового пространства.
Конечно, это все еще только начало. Трудности создания летающей лаборатории чрезвычайно велики.
Плавно поднимается вверх воздушный шар. Стратонавты могут регулировать скорость подъема, заставить стратостат остановиться, чтобы произвести наблюдения. На «потолке», в высшей точке подъема, они находятся час, полтора, два и больше. За это время многое можно успеть сделать.
Сложнее вести наблюдения с ракеты, которая мчится быстрее снаряда дальнобойного орудия, все ускоряя полет, пока работают двигатели. В распоряжении приборов считанные минуты полета. Они должны мгновенно отзываться на перемену условий. А ведь всякий измерительный прибор обладает инерцией, и его показания могут отставать, когда обстановка быстро меняется.
Приходится обходить эти трудности. Вместо одной величины, которую трудно прямо измерить, измеряют другую, связанную с нею определенной зависимостью. Так, например, известно, что скорость звука зависит от температуры среды. И вместо того чтобы измерять температуру, можно узнать, как изменяется скорость звука при полете ракеты на разных высотах. Зная это, нетрудно вычислить и температуру.
Инерцию приборов уменьшают, создавая для них все более чувствительные «органы чувств» — приемники измеряемых величин. Так используют полупроводники, реагирующие — и притом практически мгновенно — на изменение температуры в тысячные доли градуса. Ими уже можно пользоваться при полетах хотя бы и в пять-семь раз быстрее звука — с такими скоростями летают сейчас высотные ракеты.
Приходится учитывать и то, что случается в полете с самой ракетой. Она нагревается при трении о воздух, а это, несомненно, влияет на показания прибора. На большой скорости возникают воздушные уплотнения. Они могут отразиться на показаниях манометра, приемник которого обтекается сверхзвуковым потоком.
Ракета может отклониться в полете, а приемник солнечных лучей должен быть обращен все время к солнцу. Автоматическое устройство с фотоэлементом — «искатель Солнца» — помогает непрерывно ловить солнечные лучи.
Приборы для исследования излучений или автоматические фотоаппараты помещают в головку ракеты, которая отделяется от нее «на потолке» и отдельно на парашюте спускается на Землю.
Мы сказали, что ракетные исследования верхней атмосферы еще только начинаются. Это и верно и неверно в одно и то же время. Верно, так как не в пример шарам-зондам подъемы ракет еще не слишком часты и недостаточно систематичны. Ведь каждый полет ракеты — дорогое и сложное дело. Но они поднимаются все выше и чаще, их потолок достиг многих сотен километров, и сотни высотных полетов уже совершены во всем мире.
Можно думать, что со временем геофизики станут регулярно зондировать ракетами атмосферу, систематически изучая самые высокие области воздушного океана. Это расширит наши знания о «кухне погоды». Человек будет не только наблюдателем, но и хозяином воздушной стихии, повелителем грозных сил природы.
ЧЕТЫРЕСТА СЕМЬДЕСЯТ ТРИ КИЛОМЕТРА
До недавнего времени выше стратостатов забирались лишь маленькие воздушные шары-зонды. Шарик всплывал в воздушном океане, оставляя под собой девяносто девять сотых всей массы воздуха. Поднимаясь в стратосферу, во все более разреженные слои, он рос и рос от раздувающего оболочку газа, пока, наконец, не лопался как мыльный пузырь.
Огромный воздушный шар-стратостат в самые последние годы сделал новую попытку угнаться за своим собратом — крошечным шариком-зондом. Американцы поднялись на нем на высоту в тридцать с половиной километров. И это, вероятно, не предел, можно было бы еще улучшить рекорд. Но и так высотные подъемы людей стоят пока огромных усилий и жертв. Трагически погиб экипаж советского стратостата в 1934 году. Последний американский стратостат также потерпел аварию.
Теперь на вооружении исследователей атмосферы, появилось новое могущественное средство. Ирония судьбы: его развитие оказалось связанным с войной. История техники знает подобные примеры. Вспомним хотя бы, что покоренный атом был прежде всего использован для массового уничтожения людей. Радиолокация, ныне обогатившая науку, пришла в нее с полей сражений. На военную службу призвали сначала и ракету.
Пятнадцать лет назад впервые в истории человечества летательный аппарат поднялся на высоту в сто километров. На нем был установлен самый мощный на свете двигатель, который на максимальной скорости развивал мощность в полмиллиона лошадиных сил. Автоматические механизмы и приборы управляли движением этой машины, летевшей по заданному пути.
Но не было зрителей на старте. В глубокой тайне, прячась от посторонних взглядов, готовили ракету к полету люди в защитной военной форме. Никто не стремился к месту ее падения, там происходил взрыв. Смерть и разрушение несло с собой через стратосферу очередное достижение ракетной техники гитлеровской Германии. Ракета, впервые совершившая стратосферный перелет, закончила его разрушительным взрывом в далеком тыловом английском городе, населенном мирными людьми.
Гонка вооружений в капиталистическом мире продолжалась и в послевоенные годы. Рос интерес к изучению больших высот — этих «белых пятен» в науке о Земле и… областей, где пройдут пути далеко летающих боевых снарядов будущего. На американских полигонах привезенные из-за океана немецкие специалисты начали приспосабливать трофейные немецкие ракеты к полетам не на дальность, а в высоту. Вместо тонны взрывчатки в них помещали арсенал всевозможных измерительных приборов, радиопередатчики, фотоаппараты, а потом и камеры для подопытных животных.
Можно было подумать, что возобновилась война: при первых пусках ракет гремели взрывы, снаряды, падая, оставляли огромные воронки. Неполадки и неудачи следовали одна за другой. Вот несколько эпизодов из практики американских инженеров.
Был случай, когда взлет произошел удачно, но через несколько секунд ракета начала так быстро вращаться вокруг своей оси, что один из стабилизаторов оторвался и упал. На стабилизаторе была прикреплена антенна радиопередатчика. Когда все это полетело на Землю, радиосигналы с ракеты должны были, конечно, прекратиться. Но они продолжались! Оказалось, что кусок антенного провода зацепился за корпус, и корпус сам сделался антенной, излучателем радиоволн. Так ракета и продолжала сигналить все время полета.
