Данная винтажная статья выкладывается в честь дня космонавтики.
Кто из наших читателей не интересуется проблемами астронавтики – науки, изучающей вопросы полета в космическое пространство. Особенно возрос этот интерес в последнее время, когда, по меткому выражению покойного академика С.И. Вавилова, проблема межпланетных путешествий из безответственного ведения писателей перешла в более ответственное ведение инженеров, когда, по утверждению президента Академии наук СССР академика А.Н. Несмеянова, стала реальна посылка ракетоплана на Луну, создание искусственного спутника Земли.
Недавно в Москве при Центральном аэроклубе СССР имени Чкалова была организована секция астронавтики, члены которой поставили своей задачей способствовать осуществлению космических полетов с мирными целями.
Идя навстречу интересам наших читателей и проблеме космических путешествий, редакция встретилась с деятелями секции астронавтики. В развернувшей с беседе приняли участие председатель секции астронавтики М.А. Варваров, доктор физико-математических наук профессор В.В. Добронравов, инженер-конструктор И.А. Меркулов, лауреат Сталинской премии А.Д. Серяпин, доктор технических наук профессор И.П. Станюкович, кандидат технических наук Ю.С. Хлебцевич, лауреат международной поощрительной премии по астронавтике А.А. Штернфельд и другие.
Разговор начал Н.А. Варваров. Раскрыв золотую книгу истории завоевания неба, он перелистал
СТРАНИЦЫ РУССКОЙ СЛАВЫ
Трудно найти реальную проблему, более поражающую смелостью и грандиозностью, чем полет в мировое пространство.
Сказы и былины, песни и сказки, возникшие на Руси в глубокой древности, показывают, что русский народ издревле мечтал овладеть воздушным океаном. Крылатые люди, полеты на птицах, ковры-самолеты и другие поэтичные вымыслы русского народного эпоса говорят об извечной мечте: слетать в небо!
Ныне эти мечты сбываются. И великий русский народ внес немалый вклад в мировую историю завоевания воздушного океана и межпланетного пространства.
Россия – родина воздухоплавания, как об этом свидетельствуют документы о полете на воздушном шаре в 1731 году рязанского подьячего Крякутного, опередившего на 62 года французов братьев Монгольфье.
Россия – родина самолета, как об этом свидетельствует привилегия, выданная в 1881 году А.Ф. Можайскому, на четверть века опередившему зарубежных изобретателей – американцев братьев Райт.
Россия – родина ракетоплавания. Выдающийся деятель науки К.Э. Циолковский в 1903 году опубликовал в журнале «Научное обозрение» первую часть своей работы «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в которой впервые в мире обосновал и доказал возможность полета в космическое пространство. Только через 9 лет во Франции и через 16 лет в США были опубликованы работы на эту тему. Поэтому мы по праву считаем Циолковского основоположником научной астронавтики.
Дело Циолковского продолжили и развили советские ученые Цандер, Кондратюк и другие, разработавшие отдельные вопросы астронавтики.
Над проблемой межпланетных полетов усиленно работают и за рубежом, особенно в США, но только цели, преследуемые там, резко отличаются от наших. Они ярко выражены в американском фантастическом фильме «Станция назначения – Луна», в котором показывается полет на Луну группы ученых с генералом во главе. Цель полета – урановая руда, которая, возможно, есть на спутнике нашей планеты. И американский генерал заявляет с экрана: «Кто владеет Луной, тот владеет миром!»
Стратегическое сырье для производства атомных бомб и других видов орудий массового уничтожения – вот что в первую очередь влечет их в космос. Превратить Луну и планеты в американские колонии – источники наживы для монополий, создать искусственный спутник Земли и сделать его внеземной военной базой, чтобы обрушить смерть на Землю, – такова цель этих торговцев смертью.
Мы же в другом видим назначение межпланетных полетов. Эти полеты позволят сделать шаг вперед на пути познания мира, позволят извлечь из кладовой вселенной колоссальные запасы энергии.
Уже сегодня ориентировочно можно представить себе, как будет осуществлен первый прыжок с Земли в космос.
Самый трудный участок пути – это начало его, первые десятки и сотни километров над земной поверхностью. Надо пробить плотные слои земной атмосферы, развить большие скорости. Представляется наиболее вероятным, что на этом этапе полета придется сменить несколько типов двигателей, выбирая для каждого участка наиболее выгодный.
Взлетит с Земли космический корабль, влекомый мощными турбореактивными двигателями (ТРД). Он будет снабжен большими крыльями, которые обеспечат ему устойчивость в полете, создадут подъемную силу. До скоростей, близких к звуковым и до высоты порядка 20 км этот вид двигателя является наиболее эффективным. Он будет использовать кислород окружающего воздуха, а, значит, горючего и окислителя, необходимого для достижения космических скоростей, понадобится значительно меньше.
По достижении соответствующих скорости и высоты ТРД, уже сыгравшие свою роль, будут сброшены. В работу вступят наиболее экономичные на высоких скоростях прямоточные воздушно-реактивные двигатели. На их тяге корабль поднимется в ионосферу – на высоту порядка 50 км и разовьет скорость до 1,5 км в секунду. При переходе звукового барьера резко изменится внешний вид космического корабля: все его грани, разрезающие воздух, станут заостренными, приспособленными для сверхзвукового полета. На этом этапе полета также не будет расходоваться кислород, запасенный в баллонах.
Наконец будут сброшены воздушно-реактивные двигатели и ненужные больше крылья. Начнут работать жидкостные реактивные двигатели, которые и сообщат ракете окончательную скорость, необходимую для полета, например, на Луну…
Пусть же скорее будет осуществлена мечта о завоевании мировых пространств! Пусть быстрее придет день, когда мы узнаем о том, что пека еще скрыто в таинственных глубинах вселенной!
– Попытаюсь уточнить, – сказал заместитель председателя научно-технического комитета по космической навигации В.В. Добронравов, – учитывая сегодняшнее состояние науки и перспективы ее развития,
СРОКИ ВЫЛЕТА КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ
Многие области науки и техники развиваются сейчас исключительно быстрыми темпами, причем темпы эти все нарастают.
В виде примера можно указать на развитие наших знаний в области строения ядра атома.
Открытие радиоактивности и электрона относится к 1896–1897 годам прошлого столетия. В 1905 году было установлено соотношение между массой и энергией.
В 1932 году был открыт нейтрон, в 1939 году был найден способ разложения ядра урана с выделением анергии. Но тогда еще широким кругам научных работников возможность получения внутриатомной энергии казалась весьма далекой. Сегодня же советские ученые и инженеры имеют уже весьма значительные успехи в области мирного применения атомной энергии. А ведь атомное топливо, по всей вероятности, и будет использоваться в двигателях космических кораблей.
Таковы же темпы развития и некоторых других областей кашей техники.
Заглядывая в будущее, можно указать на три периода развития астронавтики. Первый период – создание управляемых по радио ракет (без экипажа), которые будут способны удаляться от Земли на расстояние 300–400 км. Задача эта техникой в основном уже решена.
Первый период закончится созданием искусственного спутника Земли – ракеты, которая будет двигаться вокруг Земли по эллиптической или круговой орбите. Наиболее осторожные деятели астронавтики называют приблизительно дату завершения этих мероприятий – 1965 год.
Следующим этапом в развитии астронавтики явится создание космического корабля с экипажем в два-три человека, способного двигаться по круговой орбите вокруг Земли на расстоянии около 500 км. Ориентировочная дата организации подобных полетов – 1975 год.
Второй период может закончиться полетом вокруг Луны, без посадки на нее (1980–1990 годы).
Наконец около 2000 года будет осуществлен первый космический полет на Луну с посадкой и, конечно, с обратным возвращением.
Безусловно, все эти расчеты приблизительны. Но, пожалуй, можно скорее ожидать приближения этих предположительных дат, а не отдаления их.
Председатель научно-технического комитета по ракетной технике И.А. Меркулов заметил, что сроки, названные профессором В.В. Добронравовым, слишком пессимистичны, но он не решается уточнить их. Не заглядывая в будущее, он показал в своем выступлении.
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ СЕГОДНЯ
Я думаю, что проблема космических полетов едва ли будет решаться вне общего развития науки и техники, как какая-то обособленная задача. Полет в безвоздушное пространство явится закономерным продолжением, дальнейшим развитием полетов, которые начались около поверхности Земли, сейчас совершаются уже на больших высотах в стратосфере, а в дальнейшем распространятся и на безвоздушное пространство.
Поэтому, рассматривая техническую основу полетов в мировом пространстве – реактивную технику, я буду говорить о ней не в теоретическом плане, как об отрасли техники, которая послужит нам только в далеком будущем, а постараюсь остановиться на ней, как на злободневной задаче техники наших дней, которая уже сейчас обеспечила выдающиеся достижения авиации, позволила достигнуть высоких скоростей полета.
Я вижу истоки астронавтики не в легендах и фантазиях романистов, а в мощи и силе нашего воздушного флота. Поэтому я хочу начать свой рассказ о реактивной технике с успехов советского воздушного флота
В дни первомайских воздушных парадов советские люди видят эскадрильи реактивных истребителей, с колоссальной скоростью пролетающих над колоннами демонстрантов. Скорость этих машин на несколько сот километров больше, чем скорость самых быстроходных истребителей с поршневым двигателем и воздушным винтом. Реактивные двигатели стали широко применяться не только на самых быстроходных самолетах-истребителях, но вошли и в бомбардировочную авиацию. В последние годы в воздушных парадах принимает участие много реактивных бомбардировщиков. Недалек тот день, когда реактивные двигатели станут широко применяться и на пассажирских машинах.
Сейчас реактивными самолетами достигнута скорость, превосходящая скорость звука. Когда близкие к этому скорости будут освоены гражданской авиацией, пассажиры самолетов смогут покрывать весь путь от Москвы до Владивостока за 6–7 часов, а полет из Москвы в Ленинград потребует полчаса.
Более полувека развитие авиации шло по пути улучшения летных качеств винтомоторных самолетов. В процессе своего развития винтомоторная авиация накопила большие технические достижения. И на наших глазах произошло создание новой, качественно отличной, реактивной авиации. С переходом от винтомоторной авиации к реактивной скорость полета сразу, скачком возросла на 250–300 км в час. Замена поршневых двигателей реактивными явилась подлинной технической революцией в авиации.
Современная реактивная техника велика, многообразна. Ученые и конструкторы создали много различных типов реактивных двигателей.
Самыми распространенными реактивными двигателями в авиации в настоящее время являются воздушно-реактивные двигатели с турбокомпрессором, так называемые турбореактивные двигатели. Эти двигатели наиболее эффективны при полете со скоростями от 800 до 2 тыс. км в час на высотах до 20–25 км. Когда авиация подойдет к скоростям полета около 5 тыс. км в час, станет овладевать высотами выше 40–50 км, единственным двигателем, способным обеспечить полеты летательных аппаратов в этих разреженных слоях атмосферы, будет жидкостный реактивный двигатель, или, иначе, ракетный двигатель.
Ракетный двигатель является единственным известным в настоящее время двигателем, способным работать не только в сильно разреженных слоях атмосферы, но даже и в безвоздушном космическом пространстве.
Расчеты показывают, что его коэффициент полезного действия растет с ростом скорости полета, достигая максимальной величины при скорости порядка 10 000 км в час и оставаясь весьма высоким на еще больших скоростях.
Советский ученый К.Э. Циолковский математически исследовал полет ракеты и вывел знаменитое уравнение ее движения. Уравнение Циолковского показывает, что ракета теоретически не имеет границ скорости полета. Но для достижения больших скоростей ракета должна иметь большой относительный запас топлива и скорость истечения продуктов сгорания топлива из сопла ракеты должна быть очень большой.
Расчеты по формуле Циолковского показывают, что если, например, вес топлива составляет 90% от полного веса ракеты, то при скорости истечения газов 4 тыс. км в сек. ракета, двигаясь в безвоздушном пространстве, может достигнуть скорости полета в 9200 м в сек. или свыше 33 тыс. км в час.
По пути, указанному Циолковским, пошли сотни ученых и изобретателей во многих странах мира. И, наконец, наступил долгожданный день первого полета человека на аппарате с жидкостным реактивным двигателем. Этот полет был совершен в нашей стране. Управлял самолетом с «ЖРД» советский летчик В.П. Федоров. Самолет представлял собою планер, на котором был установлен жидкостный реактивный двигатель конструкции инженера Л.С. Душкина. Успешные летные испытания первого опытного самолета с «ЖРД» явились важной ступенью на пути создания скоростного реактивного истребителя.
В 1942 году по проекту конструктора В.Ф. Болховитинова был построен самолет с жидкостным реактивным двигателем Л.С. Душкина. Испытывавший этот самолет летчик Г.Я. Бахчиванджи поднялся в воздух, блестяще совершил полет и благополучно приземлился.
За истекшие после этих полетов полтора десятилетия авиация достигла весьма серьезных успехов в постройке и испытании самолетов с «ЖРД». Созданы эффективные, надежно работающие жидкостные реактивные двигатели. Современные авиационные «ЖРД» при весе порядка 150 кг способны развивать силу тяги до 3 тыс. кг. При скорости самолета в 2 тыс. км в час такой двигатель разовьет полезную тяговую мощность в 22 тыс. л.с. Значит, на каждый килограмм веса такого двигателя придется 150 л.с., то есть в 75 раз больше, чем у лучших поршневых двигателей с воздушным винтом, которые на один килограмм веса развивают всего около 2 л.с.!
Эти громадные мощности, развиваемые «ЖРД», позволяют реактивным самолетам достигнуть скоростей, которые были бы немыслимы при использовании поршневых двигателей.
В авиационной печати имеются сведения о том, что самолеты с «ЖРД» уже достигли скорости полета более двух с половиной тысяч километров в час. В ближайшие годы от реактивных самолетов можно ожидать еще больших успехов. Так, например, если конструкторам жидкостных реактивных двигателей удастся повысить скорость истечения газа из сопла двигателя до 4 тыс. м в сек., то можно будет построить самолет с максимальной скоростью полета более 10 тыс. км в час. Для движения с такой скоростью самолету потребуется громадный расход топлива. Поэтому запасы топлива на борту самолета должны будут составлять примерно 75% от его взлетного веса. Общий вес такого самолета будет порядка 40 т.
Характер полета таких самолетов с «ЖРД» существенно отличается от полета винтомоторных самолетов.
В начале движения, чтобы избежать чрезмерно большого сопротивления воздуха в нижних плотных слоях атмосферы, ракетный самолет будет набирать высоту. В разреженных слоях атмосферы перед ракетным самолетом откроются возможности движения с невиданными скоростями. При этих скоростях ракетный двигатель будет работать с высокой эффективностью. Полет с набором высоты в ряде случаев будет продолжаться до тех пор, пока не окажется израсходованным все топливо. После этого начнется безмоторный полет. Благодаря тому, что к моменту выключения двигателей самолет успеет набрать большую высоту и скорость, он сможет при дальнейшем движении пройти огромные расстояния – в несколько тысяч километров.
Полеты на подобных реактивных самолетах будут иметь большое значение для развития хозяйственных и культурных связей надежду городами нашей необъятной Родины. В то же время они являются преддверьем к полетам в безвоздушном космическом пространстве. Поэтому мы с полным основанием можем сказать, что путь к осуществлению величественных проблем астронавтики лежит через всемерное развитие и укрепление нашего воздушного флота, нашей замечательной реактивной авиации.
Среди энтузиастов астронавтики есть группа людей, специальность которых далека от точных математических наук, от техники. Это врачи. Они объединяются в специальном научно-техническом комитете по биологии космического полета. Председатель этого комитета А.Д. Серяпин рассказал о том, что встретит
ЧЕЛОВЕК В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Предыдущие товарищи, говоря о возможностях космических путешествий, рассматривали только техническую сторону вопроса. Между тем биологические проблемы играют здесь не меньшую роль. Сможет ли человек посетить соседние планеты, сможет ли он жить в условиях космического пространства, какие меры для его защиты надо будет принять в полете? Еще далеко не на все из этих вопросов может ответить современная медицина.
В земных условиях человек подвержен действию определенных факторов, к которым он привык и приспособился в течение своего эволюционного развития. К этим факторам следует отнести земное тяготение, вращение Земли, определенное давление атмосферных газов с парциальным давлением кислорода 159 мм ртутного столба и солнечную радиацию.
При полетах на современных самолетах даже в области стратосферы воздействие некоторых из этих факторов резко изменяется и, кроме этого, возникает ряд новых факторов, специфических только для труда летчика.
Так, например, при подъеме на высоту 12 тыс. м, где барометрическое давление ниже 160 мм ртутного столба, даже замена воздуха чистым кислородом не предохраняет человека от кислородного голодания. Полеты выше 12 тыс. м могут совершаться только в герметической кабине.
При полетах в межпланетное пространство человек встретится с рядом совершенно новых факторов. Только некоторые из них мы можем учесть и предвидеть сегодня. К ним относятся: отсутствие атмосферы, которая в обычных условиях обеспечивает человека воздухом для дыхания и защищает его от воздействия космической и вредных компонентов солнечной радиации, уменьшение силы земного тяготения, перегрузки, возникающие от воздействия ускорений в полете, и т.д..
Задача обеспечения экипажа космического корабля воздухом, необходимым для дыхания, должна решаться за счет запаса на борту корабля жидкого кислорода, один литр которого при испарении превращается в 789 литров газообразного. Необходимо будет также осуществлять химическую регенерацию воздуха, имеющегося в кабине.
Есть предположения использовать для этой цели зеленые растения. 1 кв. м поверхности листа тыквы, освещенной солнцем, вырабатывает кислорода столько, сколько нужно двум человекам при умеренной работе, а 1 кв. м поверхности водорослей вырабатывает количество кислорода, достаточное для одного человека.
Этот способ регенерации воздуха потребует своеобразной конструкции корабля, так как растениям необходимо много свободной площади и света, не говоря уже о ряде других условий оптимального их произрастания.
Вторым важным фактором, с которым экипаж может встретиться в межпланетном пространстве, является воздействие солнечной и космической радиации. Если первая и не представляет серьезной опасности, так как оболочка корабля полностью защищает от ее вредных компонентов, то космическая радиация может оказаться опасной.
Биологическое воздействие космической радиации на организм человека изучено очень мало. Работа в этом направлении является важнейшей задачей для биологов.
Тем не менее, можно надеяться, что современная техника найдет возможности защитить человека от воздействия как первичной, так и вторичной радиации, возникающей при воздействии первичной на воздух, оболочку космического корабля и т.д..
Очень важным, но малоизученным является влияние на организм человека уменьшения веса или полной невесомости. Сложность изучения этого вопроса состоит в том, что создать даже частичную потерю веса в земных условиях чрезвычайно сложно.
В последнее время соответствующие эксперименты были произведены на животных. Состояние невесомости создавалось при «свободном» падении ракеты с высоты 149 км до вхождения ее в плотные слои атмосферы.
В качестве экспериментальных животных использовались обезьяны и мыши. Обезьяны закреплялись неподвижно в растянутом положении на подстилках из губчатой резины. Мыши помещались в двухсекционный цилиндрический барабан с гладкой поверхностью.
Опыты дали очень обнадеживающие результаты. У обезьян во время уменьшения силы тяжести, продолжавшегося от 2 до 3 минут, не отмечено значительных расстройств со стороны сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Поведение мышей во время 2-3-минутного понижения силы тяжести также говорит о том, что повреждения каких-либо органов не произошло. По-видимому, живые организмы могут выносить состояние невесомости даже и более длительное время.
Не менее важной проблемой при полетах в космическое пространство является воздействие перегрузок на организм человека. Перегрузки встречаются при наборе космическим кораблем скорости, изменении направления полета и при торможении при посадке. Эти перегрузки будут значительными как по величине, так и по времени их действия.
Доказано, что некоторые виды перегрузки, например, действующие от груди к спине, могут достигать восьмидесятикратной величины без вреда для человеческого организма.
Таковы основные факторы, с которыми встретится человек при полете в космическое пространство. Подробное их изучение потребует еще очень значительных усилий биологов, медиков. Несомненно одно: советская медицина в содружестве с советской техникой обеспечат безопасные условия для жизни человека в космическом корабле. И настанет время, когда перелет с планеты на планету с медицинской точки зрения будет таким же безопасным, как полет из Москвы в Ленинград на пассажирском самолете.
Член научно-технического комитета по астрономическим и физическим проблемам К.П. Станюкович рассказал о том, какие опасности таят
«ПОДВОДНЫЕ КАМНИ» НА МАРШРУТАХ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ
– Я не совсем согласен с А.Д. Серяпиным и со всеми, кто считает осуществление космических перелетов таким уж простым делом. На пути будущих астронавтов, которые, бесспорно, скоро ринутся в черные бездны космического пространства, может встать много препятствий. Некоторые из них мы не можем себе сейчас даже представить. Совершенно неясно, например, как скажется влияние магнитных полей вселенной, которые будут наводить в металлическом теле межпланетной ракеты паразитические вихревые токи, на ее скорость и точность соблюдения заданного курса. Но я остановлюсь только на одной из этих опасностей, наиболее очевидной в настоящее время, – возможности столкновения космического корабля с метеором.
В околосолнечном пространстве, по которому в первую очередь отправятся в путешествие наши космические корабли, кроме крупных небесных тел – планет, имеется огромное количество малых астероидов, комет, метеоров. На первый взгляд плотность заполнения пространства этими телами невелика – метеор массой в 1 г находится в 100 км от другого метеора такой же массы. Но космический корабль с внешней поверхностью в 100 м² каждые несколько месяцев полета должен будет столкнуться с таким метеором. Что будет означать для космического корабля такая встреча?
Известно, что грамм вещества, летящего со скоростью в 3-4 км в сек. и мгновенно заторможенного, взрывается, как грамм тола. При увеличении начальной скорости соответственно возрастает и взрывное действие. Метеоры движутся в космическом пространстве со скоростями 20–50 км в сек. При столкновении с таким метеором в точке соударения развивается очень высокое давление – порядка 100 млн. атмосфер. При таких давлениях металл ведет себя, как жидкость и даже как газ. Метеор весом в 10 г не сможет задержать стальная броня метровой толщины!
Для защиты от метеоров будет целесообразно делать стенку космического корабля двухслойной. Однако взрывная волна от удара метеора о первую стенку, пройдя через воздушный промежуток и вторую стену, может быть внутри корабля еще достаточно сильной, чтобы сделать невозможным присутствие там человека. Видимо, целесообразно будет создавать в промежутке между стенками вакуум. Но считать эту проблему решенной не следует ни в коем случае.
Учитывая метеорную опасность, по новому надо взглянуть и на проблему искусственного спутника Земли.
В различных американских журналах часто печатаются полунаучные статьи об искусственном спутнике. Создание такого спутника, как это утверждает журнал «Кольерс», на страницах которого подвизается Вернер фон Браун – один из создателей «Фау-2», необходимо для атомной бомбежки земных объектов.
Создать такой спутник можно, хотя это и трудно. Но сбить его будет значительно легче, чем создать. Кроме того, по моему мнению, его будут периодически – один раз в несколько лет – разрушать хотя бы частично метеоры.
Я рассказал о мелких метеорах. Значительно реже встречаются метеоры более крупные – весом от нескольких килограммов до сотен тонн. Встреча с такими метеорами значительно менее вероятна, но забывать об этой опасности не следует. Меры борьбы с этими метеорами, кроме заблаговременного обнаружения и умелого маневрирования кораблем, в настоящее время указать трудно.
Плавание на море, полет в воздухе сопряжены со своими опасностями – рифами, воздушными ямами, неблагоприятными метеорологическими условиями. И корабль в порту и самолет на аэродроме часто ждут хорошей погоды для полета и плавания. Для космических полетов также должна быть создана своя «служба погоды», которая бы следила за распределением метеорных потоков и скоплений в пространстве и давала прогнозы «летной» и «нелетной» «погоды в космосе».
Хочу выразить надежду, что полет на Луну ракеты с экипажем может состояться. Говорить же о полетах на другие планеты сейчас еще несколько преждевременно. Надо сначала научиться бороться с метеорной опасностью.
Выступление председателя научно-технического комитета по радио-телеуправлению Ю.С. Хлебцевича открыло новые перспективы для осуществления космических полетов в ближайшее время.
– Дорогу в космос, – сказал он, – откроют человеку
УПРАВЛЯЕМЫЕ ПО РАДИО РАКЕТЫ
Напоминаю две исторические даты, связанные с двумя крупнейшими открытиями.
Первая дата – 7 мая 1895 года. Александр Степанович Попов на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества продемонстрировал грозоотметчик – приемник для регистрации электромагнитных волн, возбуждаемых при грозовых разрядах. Этот день празднуется как день рождения радио.
Вторая дата – 1903 год. Константин Эдуардович Циолковский издал работу – «Исследование мировых пространств реактивными приборами». С этого времени началась разработка проблем, связанных с полетами в космическое пространство.
Оба русских ученых и не предполагали, насколько тесно в дальнейшем эти новые области техники будут связаны друг с другом.
Покойный академик Н.Д. Зелинский говорил, что новое сейчас часто открывается на стыке нескольких наук Вот о том новом, что дает радиотехника, автоматика и телемеханика при использовании их для решения задач космического полета, я и расскажу в своем сообщении.
Конечно, профессор Станюкович обоснованно остановился на тех трудностях и опасностях, которые могут встретиться человеку при полетах в космическом пространстве. И, конечно, эти трудности и опасности настолько многообразны, что если бы мы начали сразу создавать ракеты для полетов в пределах Земли или на Луну с человеком, то мы, пожалуй, на долгое время отложили бы осуществление полетов таких ракет. Ибо прежде чем послать человека в космический полет, необходимо получить многие данные о космическом полете, о физических условиях, существующих на других планетах. Ведь только основываясь на этих данных, можно будет обеспечить безопасность взлета, полета и посадки для жизни пассажиров ракеты, отправившейся на исследование других планет. Как же получить эти недостающие данные?
Радиолокация и радиотехника, телевидение, автоматика и телемеханика подготовят научные данные для полетов пассажирских космических кораблей будущего. Они позволят по-иному подойти к осуществлению первых полетов космических ракет и значительно сократить сроки осуществления полетов ракет на ближайшие планеты.
Уже сегодняшние достижения этих отраслей техники позволяют осуществить полет космических ракет без человека. Управлять этими ракетами – их взлетом, поведением в полете – можно будет по радио с Земли с помощью автоматических устройств. По радио же автоматы будут передавать на Землю все данные, получаемые приборами в космическом пространстве.
После того как посредством многих автоматически управляемых по радио ракет будут получены все необходимые данные, человек сам сможет совершить полет на Луну и планеты солнечной системы, будучи уверен в возможности вернуться на свою родную планету – Землю.
Мне представляется, что даже первые полеты космических ракет в пределах Земли, например таких, как Москва – Пекин, сначала также будут произведены посредством управляемых по радио ракет без человека.
Космические ракеты, предназначенные для полетов в пределах Земли, как известно, будут летать по эллиптическим траекториям.
Математический анализ траекторий полета ракет показывает, что для того, чтобы достигнуть заданного пункта посадки, необходимо строго выдерживать величину расчетной конечной скорости на участке взлета. При ошибке в величине конечной взлетной скорости на 1% при полетах в пределах Земли космическая ракета достигнет заданного пункта посадки с ошибкой более чем в 2% от дальности полета. Иными словами, космическая ракета Москва – Пекин, сделав ошибку в конечной взлетной скорости на 1%, совершит посадку в районе Пекина с ошибкой более чем в 100 км. Взлет и посадка длятся всего несколько десятков секунд. Из этого следует, что управление космической ракетой без специальных автоматических устройств невозможно. За немногие секунды взлета и посадки астронавт не успеет сориентироваться.
Поэтому для взлета и для посадки таких ракет должны быть разработаны автоматически действующие приборы и устройства для контроля за полетом и передачи соответствующих команд управления.
Наука и техника космических полетов, пройдя этот этап своего развития, может затем перейти к освоению полетов ракет и на Луну. Хотя к этому времени полеты космических ракет в пределах Земли с человеком не будут новинкой, первая ракета по маршруту Москва – Луна будет также автоматической, управляемой по радио. За ее полетом будет следить специальная радиолокационная станция, непрерывно измеряющая координаты ракеты в пространстве. Как только будет обнаружено существенное отклонение действительной траектории полета ракеты от расчетной, с Земли будут посланы радиосигналы для воздействия на органы управления ракетой.
При подлете ракеты к Луне наступит самый ответственный момент полета – момент автоматической посадки на поверхность Луны.
В это время вступит в действие сверхмощная земная радиолокационная станция, параболическая антенна которой грандиозного размера нацелена на Луну.
Короткие импульсы этой радиолокационной станции, отраженные от лунной поверхности, принимают бортовые высотомеры ракеты. Они определят расстояние между ракетой и лунной поверхностью путем замера интервала времени между моментом пролета облучающего импульса мимо ракеты и приемом отраженного от Луны радиоэха. Автоматический прибор посадки, находящийся на борту ракеты, используя данные лунного высотомера, своевременно поворачивает ракету хвостовой частью к Луне и по специальной программе управляет реактивным двигателем её в режиме торможения. Наконец ракета достигает цели своего путешествия и опускается на лунную поверхность.
Радиопередатчик ракеты сообщает об этом торжественном событии с Луны многочисленным радиослушателям Советского Союза. Наступает будничная работа по раскрытию тайн вечного спутника Земли.
От космической ракеты отделяется маленькая танкетка, которая, повинуясь радиокомандам, досылаемым с Земли, начинает свое путешествие по лунной поверхности. Над танкеткой на управляемой штанге располагается передающая телевизионная камера. При помощи этой камеры ученые смогут осматривать детали строения лунной поверхности, выбирать путь безопасного движения танкетки. На борту танкетки размещены специальные измерительные приборы, позволяющие ученым на Земле получить все необходимые данные о свойствах лунной атмосферы, о ее поверхности. Изображение в телевизионной камере и данные, полученные приборами, будут передаваться по радио на Землю.
Для решения всех этих задач требуется еще, конечно, очень много работать. Но в настоящее время радиотехника, автоматика и телемеханика уже достигли такого состояния, что решить эти задачи можно.
Аппаратура радиотелеуправления и радиосвязи может выдержать значительно большие ускорения и большие перепады температур и давлений, чем человек, для нее не нужно многих условий, которые требуются человеку для нормальной жизни. Все это значительно упрощает решение задачи посылки первых ракет на Луну и ускоряет срок вылета космического корабля с человеком.
В заключение взял слово наш старейший деятель астронавтики, лауреат международной поощрительной премии по астронавтике председатель научно-технического комитета по космической навигации А.А. Штернфельд. Он остановился на вопросе маршрутов космических кораблей и навигационных периодов (смотри журнал «Техника – молодежи» №5 за 1952 г., №2 за 1953 г. и №1 за 1954 г.).
Подводя итоги выступлениям своих товарищей по секции астронавтики, он сказал:
В конце следует отметить, что авторы научно-фантастических произведений очень обогнали практическую деятельность нашей секции. Не только фантасты, но и ученые становились к рулям волшебного корабля мечты и побывали на Луне, на Марсе и у солнечных систем далеких Галактик. Совсем недавно, в марте этого года, читая статью академика Фесенкова, я присутствовал вместе с многочисленными читателями журнала при рождении «звездных миров».
Но сегодня, после этого разговора, я могу констатировать, что скоро напряженный труд инженеров, врачей, ученых разных специальностей завершится созданием первого космического корабля. Вслед за мечтой вылетит он в черные бездны космоса, ощупывая пространство вокруг себя невидимыми чуткими пальцами радиолокаторов.
Я убежден, что это произойдет на глазах у сегодняшнего поколения. Среди первых людей, свинцовые подошвы которых оставят следы на покрытой вековечной пылью почве Луны, будет человек, дневниковую запись которого опубликует журнал. И я убежден, что эти реальные сухие беглые записи будут увлекательнее, интереснее, фантастичнее самых смелых фантазий, вышедших из-под пера человека, никогда не покидавшего Землю.
в иллюстрировании принимали участие художники К. Арцеулов, А. Петров, Л. Смехов
источник: «На пути к звездам» // Техника-молодежи 1954-07, с.1-7
