Страница 12 из 22
Мы описали, разумеется, в самых общих чертах устройство первых спутников Земли.
В настоящее время существует уже несколько конкретных технических проектов спутников Земли.
Так, например, в одном из них спутник представляет собой алюминиевый шар поперечником около 60 см. Внутри спутника размещены приборы для измерения магнитного поля Земли, космических лучей и солнечного излучения. На спутнике имеются также радиоаппаратура и солнечная силовая установка.
При запуске спутника с помощью трехступенчатой ракеты спутник приводится во вращение. Скорость вращения подбирается так, что спутник будет обращен к Солнцу всегда одной и той же стороной. Это облегчит фотографирование солнечного спектра и работу солнечной установки.
Предполагаемая высота полета спутника — 300 км, скорость движения — 27 800 . Плоскость орбиты спутника будет проходить через ось вращения Земли, так что каждые 45 минут спутник будет появляться то над северным, то над южным ее полюсами. Так как приборы спутника очень компактны, его общий вес не превысит 5 кГ.
Постройка спутника по предварительным расчетам обойдется в 1 миллион долларов, что дешевле стоимости реактивного самолета — истребителя.
Насколько ценны для науки спутники Земли, насколько они оправдают неизбежные затраты, можно судить по тем результатам, которые уже сейчас получены с помощью высотных ракет.
Как уже говорилось, современные ракеты взлетают до высот, на которых будут двигаться первые искусственные спутники Земли. К сожалению, их пребывание на этих высотах очень непродолжительно и исчисляется минутами. Тем не менее полеты ракет обогатили науку новыми сведениями. Вот некоторые из них:
1) Проверено распределение температуры до высоты 100 км. Оно совпало с тем, которое было известно по другим данным.
2) Измерена плотность воздуха до высоты 200 км. Взятые пробы воздуха показали, что газы в атмосфере располагаются в соответствии со своим удельным весом — тяжелые в нижних слоях, более легкие — в верхних. Отмечено, в частности, значительное количество редких газов (гелия, неона, аргона) на больших высотах. Выявлена концентрация озона на высоте 30–40 км.
3) Исследована невидимая с Земли ультрафиолетовая часть солнечного спектра. Обнаружены новые, ранее неизвестные линии спектра, которые принадлежат железу, магнию, кальцию и другим элементам.
Выяснилось, что Солнце излучает значительное количество рентгеновских лучей.
4) Фотоэлементы измерили освещенность неба на разных высотах. Оказалось, что уже на высоте 25 км фон неба темнее, чем на поверхности Земли, в 20 раз.
5) Наблюдения за клубами дыма, выпущенного с борта ракеты, позволили изучить скорости и направления ветров в стратосфере.
6) Получены новые данные о космических лучах, о магнитном поле Земли и о так называемой ионосфере — слоях земной атмосферы, отражающих радиоволны.
Спутники, которые будут пребывать в безвоздушном пространстве несравненно дольше, чем теперешние ракеты, станут еще более ценными космическими лабораториями, чем стратосферные ракеты.
И все-таки это будет только начало, только первый этап наступления человека на космос. Человек не успокоится на создании радиоуправляемых спутников Земли. Рано или поздно, но он сам пожелает совершить на космической ракете полет вокруг земного шара. Тем самым будет положено начало той колонии «эфирных жилищ», о которой в свое время писал Циолковский.
«Эфирные» жилища
Мы переходим к проектам, которые еще многим кажутся утопическими. Это объясняется как смелостью идей, так и огромными трудностями их практического осуществления. И все же история науки и техники полна примеров того, как казавшееся невозможным становилось затем реальностью.
Когда Леонардо да Винчи чертил проекты летательных машин, даже его смелый ум не мог себе представить, что будущие самолеты сумеют за десятки минут преодолевать расстояние от Рима до Парижа.
Еще в начале прошлого века плавание под водой на специальных лодках казалось дикой фантазией, а видение на расстоянии, ныне доступное каждому владельцу телевизора, в течение многих веков относилось к области «сверхестественных» явлений.
Фантазия, которую В. И. Ленин называл «качеством величайшей ценности», всегда была и будет важным двигателем научного творчества.
«Исполнению предшествует мысль, точному расчету — фантазия», — так характеризовал Циолковский последовательные этапы всякой изобретательской работы.
Создание заатмосферных станций, населенных людьми, есть дело настолько сложное, что пока мы можем представить его себе лишь в самых общих чертах.
Научная и техническая разработка всех деталей этих проектов есть дело будущего. Самый простой вариант «эфирного жилища» — пассажирская ракета — по своему устройству напоминает существующие стратосферные ракеты (рис. 19). Различие заключается в том, что в передней, головной части такой ракеты, наряду с приборами, аппаратами для дыхания и запасами продовольствия будут находиться первые межпланетные путешественники.
Рис. 19. Пассажирская ракета-спутник.
Каюта ракеты должна быть оборудована в соответствии с условиями космического полета. В частности, в ней будут окна, сквозь которые путешественники смогут вести различные наблюдения. По своей конструкции окна сходны с иллюминаторами. В случае необходимости их можно будет прикрыть внешней металлической заслонкой. Возможно, что некоторые из окон будут напоминать перископ подводной лодки.
Для превращения ракеты в спутника Земли потребуется, по-видимому, две или три вспомогательных ракеты. Иначе говоря, пассажирская ракета явится третьей или четвертой ступенью составной, многоступенчатой ракеты. Взлет ракеты с Земли, переход ее на круговую орбиту произойдет, по-видимому, так же, как и у автоматических ракет. Однако наличие внутри ракеты людей осложнит как конструкцию ракеты, так и характер ее полета.
Для того чтобы путешественники не погибли уже в начале полета, ускорение ракеты не должно быть чрезмерно большим. Человек, как и все другие живые существа, может перенести любую скорость без каких бы то ни было особых ощущений. Так, например, вместе с Землей мы несемся по ее орбите со скоростью 30 и совершенно не ощущаем этого движения. Так же незаметно и другое, еще более быстрое движение — полет всей солнечной системы в пространстве, который совершается со скоростью 250 !
Другое дело с ускорением — величиной, характеризующей изменение скорости в единицу времени. Увеличение ускорения человек воспринимает как увеличение собственного веса, поскольку при движении с ускорением вверх давление человека на опору будет больше, чем в обычных условиях. Возможности человека переносить движение с повышенным ускорением весьма ограничены.
Если в мире животных есть рекордсмены (например, рыжие тараканы, свободно выдерживающие трехсоткратное увеличение собственного веса), то для человека ускорение, в 5–6 раз превышающее нормальное, вызывает неприятные болезненные ощущения. Появляется тяжесть в голове, нарушается кровообращение, возникает кровотечение из ушей и носа, а при очень больших перегрузках человек теряет сознание, и наступает смерть.
Интересны опыты, проделанные над человеком и животными с целью выяснения влияния перегрузки. Обычно для создания повышенной тяжести используются центробежные машины.
Они напоминают известный аттракцион «колесо смеха». Чем быстрее вращается центробежная машина, тем сильнее прижимаются испытуемые существа к ее стенкам, тем большую нагрузку они испытывают.