Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2010 № 04
Перегрузки при этом, показывают расчеты, будут нарастать не столь резко, как при обычном вертикальном старте. Меньше и энергетические затраты на вывод ракеты на орбиту — начальный разгон ей придают силы гравитации.
Наконец, строительство подобного старта — а предстоит проплавить тоннель нужного профиля в многокилометровых льдах — обойдется дешевле, чем сооружение эстакады высотой в 2100 м, как это предлагают сейчас японские конструкторы, или прокладка трассы по склону горы, как то собираются сделать американцы.
Правда, американцы, опираясь на патент британского профессора Эрика Лейтвейта, собираются отказаться от колес, заменив их магнитной подвеской.
На это у нас есть своя заготовка. Если проплавить во льдах Антарктиды достаточно гладкий желоб, то поначалу ракетный поезд будет скользить по нему на полозьях, словно скоростные сани по трассе бобслея. А когда состав наберет достаточную скорость, то сможет продолжить путь на воздушной подушке. Идею такого поезда тоже высказывал когда-то К.Э. Циолковский.
После отрыва от Земли, на начальной фазе полета, такому кораблю, словно крылатой ракете, помогут складные крылья. Эти же крылья помогут кораблю приземлиться на обычном аэродроме. Причем на взлете и посадке не обязательно использовать ракетные двигатели. Экономичнее будет применять авиационные турбореактивные моторы, черпающие кислород из атмосферы, как наш космический самолет «Буран».
И наконец, совсем уж «безумную» идею развивает в своей книге «Введение в космонавтику» современник К.Э. Циолковского А.А. Штернфельд. В нашей стране он мало известен, поскольку долгие годы жил за границей. Однако в 1935 году Штернфельд переехал жить в СССР, стал сотрудником знаменитого РНИИ — Реактивного научно-исследовательского института. Здесь в 1937 году и было издано его «Введение».
В книге подробнейшим образом рассматриваются все мыслимые варианты космического старта. И знаете, к какому удивительному выводу пришел исследователь? По его мнению, с точки зрения экономичности лучше всего будет, если ракета будет стартовать вертикально не вверх, а… вниз!
«Допустим, что планета имеет проходящий через ее центр прямолинейный туннель», — пишет ученый. Перевернутая «вверх ногами» ракета будет сначала свободно падать, ускоряясь по закону свободного падения. Долетев до центра, ракета включит двигатели и, продолжая постепенно набирать скорость, выскочит, наконец, из противоположного конца туннеля. Причем для облегчения разгона, ученый предлагал выкачать из тоннеля воздух.
Понятно, пока такого туннеля у нас нет. Нет пока и технической возможности просверлить земной шар насквозь. Но идея ученого окончательно не забыта. Специалисты полагают, что разработка Штернфельда вполне может пригодиться при устройстве ракетодрома, например, на астероиде, мчащемся по своей орбите по просторам Солнечной системы.
Когда такой астероид пролетает мимо Земли, можно будет десантировать на его поверхность необходимое оборудование. Затем в недрах астероида можно будет оборудовать завод по производству и монтажу межпланетных кораблей. Ну, а потом, по мере готовности и при подлете астероида к тому или иному небесному телу, готовые межпланетные зонды стартуют к Сатурну, Нептуну, Плутону или вообще за пределы Солнечной системы.
Публикацию подготовил С. СЛАВИН
Кстати…«ВАВИЛОНСКИЕ БАШНИ» XXI ВЕКА
Еще один способ доставлять грузы и людей на орбиту по цене примерно 200, а то и 20 долларов за килограмм — строительство космического лифта. Первым идею такого лифта выдвинул один из основоположников нашей космонавтики Ф.А. Цандер. Еще в 1910 году он придумал и рассчитал «космический лифт» — трос, протянутый с Луны в сторону Земли, должен был удерживаться в натянутом состоянии притяжением Земли.
В 1959 году доктор технических наук Г. Покровский опубликовал статью «Лифты в космос», в которой предлагал осуществлять запуски в космос с башни высотой около 100 км. Далее эту идею развил Ю. Арцутанов, напечатавший 31 июля 1960 года в газете «Комсомольская правда» статью «В космос на электровозе».
Внешне все выглядит вроде бы просто. Главный элемент подъемника — трос, один конец которого крепится на поверхности Земли, другой — поднят на высоту около 100 тыс. км (это примерно четверть расстояния до Луны). Причем, несмотря на то, что второй конец троса может быть попросту оставлен в пространстве, он будет натянут, как струна. Вся хитрость в том, что, подчиняясь законам физики, трос этот окажется под воздействием двух могучих разнонаправленных сил — центробежной и центростремительной. Чтобы сократить длину этого троса, эксперты НАСА предлагают сначала соорудить башню высотой в 25 км.
Кстати, с ее вершины полезную нагрузку можно было бы выводить в космос с помощью всего одноступенчатой ракеты, а не трехступенчатой, как ныне. Кроме того, со временем подобная башня может стать основой и для космического лифта, полагает эксперт центра НАСА в Кливленде Дэвид Смитерман.
РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
Костюм силача
Недавно смотрел фильм «Железный человек» про изобретателя, который создал такой скафандр, что один мог противостоять целой армии. Кино, понятно, фантастическое. Но все-таки: будут ли созданы подобные костюмы в нынешнем веке?
Александр Бестужев,
г. Санкт-Петербург
Недавно японское телевидение показало, как рабочие на конвейере передвигаются в необычных комбинезонах. Такое впечатление, будто в брючины такого комбинезона вставлены еще какие-то штанги, соединенные перекладиной. Походка у людей в таких «штанах-самоходах», или «кибернетических брюках», не совсем обычная, зато работающий может присесть на опору в любой момент.
По-иному это устройство называется «внешним скелетом». Иными словами, это силовая система, которая поддерживает верхнюю часть тела и совершает движения вместе с нижней. Придумал ее инженер японской автомобильной корпорации «Хонда» Дзюн Эсихара.
Его изобретение — своеобразные киберкостыли, этакая вторая пара нижних конечностей для тех людей, которым сложно или утомительно передвигаться самим. Оно помогает движениям человека, снимает нагрузку с мышц ног и суставов.
Иными словами, «штаны-самоходы» представляют собой комплект из ботинок, рамы и сиденья, похожего на седло велосипеда. Ботинки надо надеть, сиденье с рамой — подогнать под свои размеры. А дальше — просто идти. Компьютер запомнит особенности вашей походки и даст соответствующую команду двум электромоторам, которые в соответствии с заданными параметрами начнут переставлять штанги устройства в такт походке человека, облегчая нагрузку на ноги.
Японские «штаны-самоходы» весят 6,5 кг, моторчики работают на литий-ионных аккумуляторах, которые надо подзаряжать каждые 2 часа. Устройство позволяет его обладателю легко одолевать лестницы, двигаться по наклонным пандусам, приседать и даже подпрыгивать. Оно может пригодиться пожилым людям с травмой позвоночника, рабочим на сборочных конвейерах, которым такие «самоходы» помогут сберечь силы до конца смены.
И это только начало…
Экзоскелетон весит пока около 70 кг — многовато!
Следующий шаг в данном направлении сделал профессор Йошиюку Санкаи из японского университета г. Тсукуба. Еще полтора десятка лет тому назад он начал разработку специального костюма под названием HAL. Его изобретение позволяет практически любому человеку увеличить мышечную силу и в первую очередь предназначено опять-таки для помощи инвалидам.
Впрочем, не только им. Последняя, наиболее продвинутая модель костюма под названием HAL-5, уже подготовлена к серийному выпуску (см. фото).
Часть первой партии в 500 робокостюмов будет отдана госпиталю г. Тсукуба, а остальные, говорят, будут переданы Министерству обороны Японии. При желании приобрести HAL-5 сможет и любой желающий, готовый выложить за костюм сумму, равную стоимости хорошего автомобиля.
За экспериментами японских специалистов с интересом наблюдают и в США, где в исследовательской лаборатории компании Raytheon, г. Солт-Лейк-Сити, штат Юта, с 2000 года тоже идет работа над костюмом, способным наделить человека мощью боевого робота.
Специалисты компании Raytheon воспользовались наработками другой фирмы — Sarcos, которая прославилась в свое время созданием роботов-динозавров для фильма «Парк Юрского периода». Киношное прошлое, наверное, повлияло и на то, что показ последней модели экзоскелетона был явно приурочен к выходу фильма «Железный человек».
