Интересная статья из винтажного журнала, которая, думаю, заинтересует коллег.
Давно идет соревнование человека с природой. Нам стали подвластны холод космического пространства, и температуры, существующие только на раскаленных небесных телах, и давления, какие встречаются только в недрах Земли, и разрежения, близкие к абсолютному вакууму.
Грандиозные электрические разряды, подобные молнии, происходят в физических лабораториях. Химики повелевают веществами, создавая такие, каких нет в природе. Человек проник к самому сердцу атома и недалеко время, когда энергия расщепленного ядра будет приводить в движение машины и механизмы.
Перечень завоеваний науки и достижений техники можно было бы продолжать и продолжать. Соединенными усилиями теория и опыт добиваются успеха. Но он дается нелегким трудом!
Чтобы получить давление в сотни тысяч атмосфер, нужно сложнейшее оборудование лаборатории сверхвысоких давлений. Но маленький образец – стерженек лишь на сравнительно небольшое время удается сжать исполинской силой. Для того чтобы крохотную колбочку с жидким гелием опустить в область глубоких температур, в течение многих часов должны работать могучие двигатели холодильных машин. Чтобы добиться разрежения порядка миллионной и миллиардной доли атмосферы, приходится прибегать ко всевозможным ухищрениям. Насосы глубокого вакуума — чудо конструкторской мысли. Но сколько труда приходится затратить, чтобы выгнать из стеклянной трубочки последние молекулы газов, и все же их там остаются миллионы на каждый кубический миллиметр пространства.
Соревнование с природой имеет для нас не один лишь научный интерес. Чудеса природы, воспроизведенные ученым, становятся достоянием практики и из лабораторий проникают на производство.
Чем дальше будет продвигаться человек к крайним состояниям вещества, тем больше будет его могущество над природой. Однако дорогой ценой достается это продвижение! Еще более должны вырасти мощности холодильных машин, еще выше стать напряжения искусственных молний, стать еще более тонкой и сложной вакуумная техника.
А нельзя ли создать лабораторию, в которой можно было бы легко и просто получать температуры, близкие и к абсолютному нулю и к жару в недрах Солнца? Лабораторию, где можно было бы ставить вещество в такие условия, которых не удается достигнуть на Земле?
Космос открывает изумительные возможности для невиданных в истории науки исследований.
Тепло и холод, недостижимые в наших земных установках, идеальный вакуум, недоступный для сегодняшней техники, – какой физик не позавидует тем, кто будет работать на внеземной станции!
Вдали от теплого дыхания Земли экспериментатор получит наинизшую температуру без сложной и дорогой холодильной машины, только отгородившись от солнечных лучей. Он увидит, как «замирает» движение молекул вблизи абсолютного нуля. Он сможет вести опыты с любыми интересующими его веществами – газами, жидкостями, твердыми телами, замораживая их в своем природном холодильнике. Вероятно, удастся получить еще несколько тысячных долей градуса из тех, которые остались до абсолютного нуля.
В этом не один лишь теоретический интерес и не спортивное стремление к рекорду движения вниз по температурной шкале. Сейчас сверхпроводники еще не стали достоянием практики. Линии электропередач из сверхпроводящих проводов, передача энергии без неизбежных потерь на сопротивление тока – это звучит крайне заманчиво, но, увы, пока неосуществимо. Достаточно лишь небольшого нагрева – и сверхпроводник теряет свои удивительные свойства, перестает быть сверхпроводником. Не охлаждать же всю линию жидким гелием! Правда, идут поиски иных способов, ведущих к сверхпроводимости и при не столь низких «гелиевых» температурах. Но насколько легче будет вести эти поиски в холоде межпланетного пространства!
И тут же рядом, в фокусе большого зеркала, собирающего солнечные лучи, физик сумеет добиться огромных температур – в тысячи, десятки тысяч градусов. О новом виде сварки сейчас говорят инженеры-гелиотехники, заставившие Солнце на Земле плавить металлы, давать 3 тысячи градусов тепла. Пойманный зеркалом луч режет, плавит, сваривает даже тугоплавкие сплавы, кипятит и испаряет воду в паровом солнечном котле.
За атмосферой же зеркало соберет солнечные лучи, не ослабленные путешествием через воздушную пелену планеты. Тяжесть не ограничивает размеры зеркала – здесь она исчезла или очень мала. Поэтому сотрудники отдела высоких температур космической лаборатории оставят далеко позади своих земных коллег. Не на короткие доли секунды, а в течение любого времени можно будет иметь там температуры звезд. И не надо ехать ловить жаркое южное солнце. Оно там всегда к услугам физиков, гелиотехников, теплотехников, энергетиков «небесного острова».
Где-то, за миллионы световых лет отсюда, рождаются таинственные лучи – вестники пока неведомых явлений в мировых глубинах. Из космоса идут они, и потому космическими назвали эти проникающие всюду частицы, своеобразные снаряды, выпущенные звездным циклотроном – гигантской электромагнитной пращей. Предполагают, что некоторые звезды своим электромагнитным полом ускоряют движение космических частиц, отправляя их в далекие путешествия по вселенной. Но частичка, летящая в межзвездном пространстве, и частичка, долетевшая до поверхности Земли, — не одно и то же, В атмосфере происходят те превращения, та цепь столкновений с молекулами газов воздуха, которая приводит к появлению вторичных частиц, уже не похожих на своих первозданных предков.
Ученые, охотники за космическими лучами, стараются поднять приборы как можно выше, чтобы изучить «настоящие» частицы, а не только их потомков. На маленьких воздушных шарах-зондах всплывают к поверхности воздушного океана счетчики с радиопередатчиком. Сигналы, «голоса» частичек, отмечаемых счетчиком, слушают и записывают наблюдатели. Приборы мчатся на ракетах в стратосферу: полтораста километров – высота, где побывали ловушки космических частиц. Но недолго могут они пробыть там, немногие минуты длится подъем стратосферной ракеты.
И лишь внеземная лаборатория даст исключительную возможность изучать таинственные лучи «в полную силу», не стесняясь ни временем, ни весом приборов.
Невозможно предугадать, какой новый арсенал приборов и аппаратов для научных исследований в космической лаборатории создадут приборостроители. Исчезновение тяжести развяжет им руки. Другие условия — другие масштабы. И когда-нибудь ученые будут работать с исполинскими механизмами, конструкции которых невозможны на Земле. Эти машины помогут людям достичь таких вершин знаний, которые сейчас еще закрыты физикам Земли.
Нельзя не восхищаться изумительными достижениями астрономической техники. Нет приборов более чувствительных, более точных, чем те, которые дали астрономам физики. Оптика, фотография, спектральный анализ, тончайшие методы исследований поставлены на службу разведчикам вселенной. Им на помощь пришла теперь электроника, невиданно расширяющая наши возможности.
Чудо техники – современные сверхмощные телескопы.
Не только свет, но и тепло излучают небесные светила. Прибор астронома заметит тепло спички на расстоянии в три сотни километров, тепло человеческого тела – на расстоянии в полкилометра На астрономических фотоснимках приборы улавливают ничтожную разницу в смещении звезды.
Речь идет о тысячных долях миллиметра. Между тем за малым стоит большое!
Например, за малейшим смещением спектральных линий скрывается движение звезды со скоростью в десятки километров в секунду. Поэтому астроном, небесный фотограф, измеряющий в космосе расстояния световыми годами, на фотопластинках охотится за микронами.
Луч света – вестник из космоса – рассказывает о Солнце – ближайшей к нам звезде – и звездах, удаленных на сотни миллионов световых лет. Основное оружие астронома – собиратель света, увеличитель изображений, глаз-великан – телескоп.
В гигантский телескоп – самый большой из построенных до сих пор – можно было бы надеяться увидеть трещину на Луне шириной меньше метра и марсианский канал шириной около ста метров!
Но это не удается – препятствует атмосфера Земля. Из-за нее обсерватории взбираются на высокие горы. Из-за нее приходится ловить редкие часы, когда воздух спокоен, когда капризы погоды не мешают (вернее, меньше мешают) свету добраться до телескопа. Словно невидимая преграда стоит между сверхточным, сверхчувствительным астрономическим прибором и звездным небом.
Даже тепло, идущее от нашего тела и нагревающее воздух, даже дыхание человека может помешать. Не зря говорят о своеобразных скафандрах для астронома, не пропускающих тепла и воздуха.
Изучая Луну, приходится пользоваться увеличением всего в несколько сот раз, хотя современные телескопы могут дать гораздо большее. Где уж тут трещина меньше метра шириной! Где уж тут марсианский канал!
Мы боремся – и успешно! – с несовершенством астрономических инструментов.
Мы добиваемся того, чтобы стекла как можно меньше искажали изображение. Мы изготовляем их с величайшей тщательностью, – контролер на оптическом заводе проверяет форму стеклянной поверхности с точностью до миллионных долей сантиметра. Мы строим телескопы с гигантским «зрачком» – диаметром в несколько метров.
Но атмосфера не побеждена. Она постоянно мешает астрономам.
Каков же выход? Подняться туда, где нет воздуха, а с ним – воздушных течений и облаков, туманов и пыли, где нет погоды! Туда, где мир виден не со дна воздушного океана, а таким, какой он есть! Туда, где ничто не мешает использовать всю мощь астрономической техники!
Солнце и звезды, планеты и наша родная Земля покажут свое истинное лицо. Свет, которому ничто не будет мешать, раскроет многое, что сейчас скрыто от нас. Радиоволны, которым не надо пробивать ионизированные слои земной атмосферы, чтобы вырваться в межпланетное пространство, проникнут е глубины космоса.
Звездная астрономия получит возможности, о которых сейчас трудно и мечтать. Немало ведь есть еще загадочного в мире звезд и на нашем Солнце, что требует глубоких исследований.
Далеко вперед продвинется изучение планет. Вооруженный глаз астронома – телескоп, очутившись за атмосферой, поможет раскрыть тайны небесных миров, столь не похожих на наш собственный.
Наблюдать во всеоружии науки жизнь звезд, открывать новое, неизвестное, неизученное во вселенной, находясь не на планете, а среди планет, – вряд ли можно теперь оценить полностью все величие вылета за атмосферу!
Внеземная станция позволит решать не только вопросы науки.
Земля получает меньше одной двухмиллиардной части энергии, излучаемой Солнцем, По дороге через атмосферу до земной поверхности теряется более половины и этой доставшейся Земле энергии. В использовании солнечной энергии за атмосферой состоит величайшей важности задача.
Сначала, вероятно, Солнце будет давать энергию только для собственных нужд ракеты, идущей в далекий рейс, или внеземной станции, ставшей независимой плакеткой.
Высокие и низкие температуры легко доступны за атмосферой. Используя эту разницу температур, будут работать турбогенераторы силовых установок, а затем – фото- и термоэлементы. Когда энергетическая техника создаст совершенные солнечные машины и – что очень важно — найдут, наконец, давно искомый сверхмощный аккумулятор, – гелиостанция в мировом пространстве заработает не только для себя. Реки энергии хлынут на Землю. Новый, неслыханный рост производительных сил, новое изобилие материальных благ, новый шаг вперед не только в открытии, но и в переделке мира, «бездну могущества» сулит нам развитие «техники вне атмосферы», о которой мечтал Циолковский.
Отправляясь в путешествие по небесным дорогам, мы не пройдем мимо внеземной станции. Ведь она превосходно сослужит службу межпланетного вокзала, заправочной базы космических кораблей. В этом – важнейшая задача станции вне Земли. Каждый километр в секунду значит немало в технике получения космических скоростей. Примерно восемь километров нужно, чтобы достигнуть искусственного спутника, и одиннадцать с лишним, чтобы улететь, например, на Луну. Трудно взлететь с нашей планеты и значительно легче со спутника, когда основной, самый трудный этап борьбы с земным притяжением уже позади.
Пополнив запасы топлива, ракеты отправятся в далекие края солнечной системы.
Самый трудный шаг –
«…вылететь за атмосферу и сделаться спутником Земли, – подчеркивал Циолковский. – Остальное сравнительно легко».
Остальное – это освоение мирового пространства, полеты к планетам, изучение других небесных миров. Ракетодром поэтому – непременная принадлежность станции вне Земли. С него будут стартовать ракеты, поддерживающие связь станции с Землей, и корабли, отправляющиеся в межпланетные путешествия.
Сооружение станции в мировом пространстве облегчит межпланетные перелеты. Без нее трудно достигнуть даже близкой к нам Луны.
Мы не знаем пока, каким, будет штатное расписание научно-исследовательского института, расположенного «где-то в солнечной системе», сначала скромной базы потом – города науки. Несомненно, понадобятся специалисты разных отраслей знаний, – дела хватит всем, не одним астрономам.
Как повлияет усиленная тяжесть или невесомость, интенсивный солнечный свет, ультрафиолетовые и космические лучи на растения и животные организмы? Слово – биологам. Как влияет Солнце на жизнь Земли, что делается в самых верхних слоях атмосферы, куда влетают потоки заряженных частиц – посланцев космоса, что происходит в окрестностях нашей планеты, что влияет на погоду, на радиосвязь? Слово – геофизикам, метеорологам, астрофизикам.
Со временем форпосты науки появятся на Луне, возможно, на астероидах.
Будут благоустраиваться небесные дороги, станции-маяки и заправочные колонки появятся на путях в далекие миры…
Постепенно спутник Земли будет изучен так же хорошо, как и сама Земля. Земные музеи, где пока лишь осколки метеоритов являются единственными представителями чужих миров, пополнятся лунными экспонатами.
Обсерватории, оборудованные по последнему слову астрономической техники, возникнут на лишенной воздуха и потому идеально удобной для наблюдателей небесной станции. Отсюда телескопы станут ловить свет далеких звезд, фотографировать Солнце; мощные радиолокаторы – обшаривать поверхности планет; радиостанции – слушать сигналы из мирового пространства.
В городке в недрах Луны расположатся склады горючего, жилые и служебные помещения научной лаборатории. А в застекленных оранжереях, под солнечным светом – днем, под искусственным – ночью, будут выращивать овощи и фрукты. Огромные зеркала поймают энергию Солнца, гелиоэлектростанции дадут ток, нужный, чтобы отапливать и освещать жилища путешественников в морозные лунные ночи. Ракетодромы послужат для приема и отправки ракет с Земли и на Землю, на планеты» на спутники планет. Радио и солнечный телеграф свяжут Луну с остальным миром.
Так когда-нибудь будет создана межпланетная станция на Луне. Но первой будет все же станция в окрестностях Земли, которая позволит обосноваться за атмосферой и повести штурм неба.
Поэтому велика заслуга Циолковского, который первым указал путь во вселенную и выдвинул идею ракеты – спутника нашей планеты, идею заатмосферных поселений.
Не сегодня, так завтра ракеты посетят иные миры, побывают и у самого Солнца, и на окраинах солнечной системы, среди планет-гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна.
Человек будет любоваться огромным пылающим диском Солнца на небе Меркурия и увидит разгул стихии на утренней звезде Венере – ослепительную гладь океана, бури и грозы, какие нельзя вообразить на Земле. На Марсе встретятся ему необыкновенные голубоватые растения, желтые пески пустынь и темное небо с двумя лунами – спутниками этой планеты. И, быть может, человеку доведется наблюдать со спутника Сатурна опоясывающее планету блестящее ожерелье-кольцо, увидеть в безмолвии ледяного царства, как восходит яркая звездочка – солнце на Плутоне…
Бесспорно, колоссальные сдвиги произойдут во многих отраслях науки, когда осуществится вылет за атмосферу и наше небо украсит новый спутник, созданный руками человека. Пройдет время -и не одна, а много таких маяков вселенной засияют в небе. Это первая разведка далеких миров. Пройдет время, и не одна ракета и не одни приборы, а эскадрильи пассажирских космических кораблей взлетят, чтобы вписать в летопись грядущих побед науки и техники одну из самых блестящих ее страниц – станцию вне Земли, спутник, с которого человек будет изучать планеты и звездный мир.
источник: инженер Б. ЛЯПУНОВ; Рис. К. АРЦЕУЛОВА и А. ЛЕБЕДЕВА «Лаборатория в космосе» «Техника-молодежи» 08/1953
