Все это позволяет в настоящее время оценить потерю скорости межпланетным кораблем при взлете, связанную с воздушным сопротивлением, только приближенно. Конечно, эта потеря будет зависеть от формы и размеров корабля. Очевидно, корабль должен будет иметь, по крайней мере при взлете, форму большой крылатой ракеты. Крылья, весьма полезные при взлете в качестве стабилизатора, а также отчасти и в связи с развиваемой ими подъемной силой, оказываются необходимыми при посадке. Вероятно, они будут сделаны стреловидными и, может быть, выдвижными, как на некоторых экспериментальных самолетах. Это позволит изменять площадь поверхности и стреловидность крыльев в зависимости от скорости полета корабля — по мере разгона крылья будут убираться, а их стреловидность увеличиваться.

Различные сферические и другие плохо обтекаемые формы кораблей, которые иной раз предлагаются в связи с отсутствием воздушного сопротивления в мировом пространстве, приведут к недопустимой потере скорости при взлете и потому вряд ли найдут применение1.

Чем больше по размерам корабль, тем меньшую относительную потерю скорости при взлете вызовет воздушное сопротивление.

Расчет, произведенный для стратосферной ракеты весом 50 тонн, показал, что скорость ракеты к концу активного участка траектории, то есть к моменту конца разгона ракеты двигателем, уменьшается за счет воздушного сопротивления примерно на 5 процентов. Поэтому можно думать, что для тяжелых межпланетных кораблей, основная часть траектории полета которых пролегает в верхних, самых разреженных слоях атмосферы, потеря будет не больше этой, а даже меньше. Вряд ли мы сильно ошибемся, если предположим, что потеря скорости межпланетного корабля при взлете из-за сопротивления атмосферы не превысит 3 процентов, то есть составит примерно 300 метров в секунду2.

1 Наблюдение за одним из метеоров, произведенное в Москве, показало, что его скорость за секунду полета на высоте 40 километров уменьшилась с 56 до 14 километров в секунду. Вот как велико аэродинамическое торможение даже при полете в очень разреженной атмосфере. Иногда оно достигает 100 километров в секунду за секунду.

2 Называются даже и меньшие цифры, до 1 про­цента, которые кажутся, однако, все же слишком оптимистическими. При экспериментальных запусках наиболее высотных ракет эта потеря достигала 7 процентов.

Общая потеря скорости межпланетного корабля при взлете с Земли будет равна сумме обеих потерь, вызываемых действием земного тяготения и воздушным сопротивлением. Величина этой потери зависит от весьма многих факторов, но она, вероятно, будет близкой к 1000 — 1500 метрам в секунду. Эта скорость должна быть прибавлена к необходимой конечной скорости корабля в конце активного участка траектории, чтобы получить величину идеальной скорости, по которой должен быть подсчитан запас топлива на корабле. Следовательно, в наилучшем случае, когда должна быть получена только скорость отрыва, которую, как мы видели выше, можно принять равной 10,5 километра в секунду, идеальная скорость равна 11,5 — 12 километрам в секунду.

Для посадки межпланетного корабля на Луну или другое небесное тело, не обладающее атмосферой, но имеющее собственное поле тяготения, нужно погасить скорость корабля относительно этого тела торможением с помощью двигателя.

На строго определенном, заранее рассчитанном расстоянии от поверхности небесного тела нужно включить двигатель корабля, для того чтобы сила реакции струи вытекающих из него газов постепенно снизила скорость корабля до нуля. Если торможение начнется слишком рано, на большом расстоянии от посадочной площадки, то это приведет к значительному перерасходу топлива. Теоретически было бы выгодно погасить всю скорость корабля сразу, чтобы корабль внезапно остановился у самой поверхности планеты, но это, конечно, невозможно, и поэтому при торможении также должны быть использованы максимально допустимые инерционные перегрузки.

Если планета обладает атмосферой, хотя бы даже разреженной, то значительная часть общего торможения корабля при посадке может быть осуществлена путем использования сопротивления, которое оказывает эта атмосфера летящему кораблю. Разреженность атмосферы не служит большим препятствием, ибо торможение происходит на значительных высотах, где давление все равно невелико. Так, например, атмосфера Марса намного разреженней земной, и давление у поверхности Марса соответствует земному давлению на высоте 15 — 16 километров. Но уже на высоте примерно 28 — 30 километров давления в марсианской и земной атмосферах одинаковы, а на еще больших высотах давление в атмосфере Марса становится даже больше земного. Поэтому торможение в атмосфере при посадке на Марс вполне возможно. Таким образом может быть сэкономлено значительное количество топлива, но...

Но такая посадка — это в буквальном смысле слова игра с огнем, ибо незначительная ошибка в расчете, ошибка пилота — и корабль может вспыхнуть ярким факелом, так что в лучшем случае поверхности планеты достигнут обугленные и оплавленные остатки того, что было кораблем Вселенной. Судьба метеоров, как говорят, «сгорающих» в атмосфере, то есть разрушающихся в ней под ударами молекул воздуха, встанет грозным призраком перед командиром межпланетного корабля, осмелившимся на риск подобной посадки1. И все же возможность такой посадки нельзя не использовать. Точные знания науки в сочетании с безошибочным автоматическим управлением должны сделать эту посадку абсолютно безопасной.

1 Надо, конечно, иметь в виду, что скорость корабля, приближающегося к Земле, будет примерно в 5 раз меньше скорости испаряющихся метеоров и, следовательно, его воздушное сопротивление, даже при одинаковой форме, в 25 раз меньше. Кроме того, лобовое сопротивление метеоров, имеющих неправильную форму, конечно, и по этой причине во много раз больше.

С явлением нагрева в полете приходится считаться уже сейчас в скоростной авиации. Этот нагрев происходит в результате того, что мчащийся с большой скоростью самолет набегает на неподвижный воздух и сжимает его. Эффект получается такой же, как если бы поток воздуха с большой скоростью набегал на неподвижную поверхность и внезапно останавливался, тормозился этой поверхностью. Кинетическая энергия воздушного потока при таком торможении переходит в тепло, которое подводится к поверхности самолета, увеличивая ее температуру. При малых скоростях полета нагрев практически отсутствует — как известно, кабины самолетов приходится даже искусственно обогревать, потому что на больших высотах царит сильный мороз. По мере роста скорости аэродинамический нагрев самолета становится все бóльшим1 наконец он не только устраняет необходимость в отоплении кабины, но становится столь значительным, что приходится скорее думать о ее охлаждении.

1 Так как кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости движения, то аэродинамический нагрев также увеличивается с ростом скорости полета пропорционально ее квадрату.

Уже сейчас в кабинах скоростных реактивных самолетов в некоторых случаях температура поднимается до 100° и более.

Тут, очевидно, уже никакой тренировкой делу не поможешь. Проблема охлаждения кабины летчика становится очень грозной.

Нагрев самолета при полете в воздухе заставляет подумать не только о летчике, но и о самом самолете. Как известно, самолеты строятся из легких и прочных сплавов алюминия и магния. Но прочность таких сплавов очень быстро уменьшается с ростом их температуры. Применять нагруженные детали из этих сплавов можно только до сравнительно невысоких температур, не превышающих примерно 200°. Поэтому дальнейшее увеличение скорости полета с соответствующим увеличением нагрева самолета может заставить отказаться от применяющихся теперь в самолетостроении легких сплавов и перейти на другие, более жаропрочные, но, увы, и более тяжелые материалы.

Вот почему на новейших скоростных самолетах начинают все шире применяться сплавы титана, легкие и сохраняющие прочность при гораздо более высоких температурах. Не зря титан называют иногда металлом будущего в авиации. Вот почему некоторые новейшие самолеты построены из нержавеющей стали. Вот почему в кабинах некоторых из таких самолетов установлены рефрижераторные, холодильные, установки для охлаждения летчика, а заодно и важнейших частей самолета. Подобные установки мало похожи на комнатные холодильники. Их холодопроизводительность достаточна, чтобы охладить в жаркий день средних размеров театр, создав в нем приятную прохладу1.

Но, конечно, такие меры не являются радикальными, ибо это не борьба с аэродинамическим нагревом самолета в полете, а приспособление к нему. Грядущее увеличение скорости полета может сделать все эти меры несостоятельными. Ведь уже сейчас в полете стратосферных ракет достигаются температуры во многие сотни градусов. Так, дальняя ракета, о которой мы говорили в главе 6, на нисходящей ветви траектории своего полета нагревается до 700°2.

1 Эти установки обычно делаются турбинного типа — воздух охлаждается в них, расширяясь в специальной турбине, которая делает иной раз более 100 тысяч оборотов в минуту. Применяются и такие рефрижераторные установки, в которых воздух охлаждается, передавая тепло испаряющемуся теплоносителю, обычно фреону, как это делается и в некоторых комнатных холодильниках.

2 Кинетическая энергия ракеты весом 20 тонн, движущейся со скоростью 10 километров в секунду, равноценна теплу, выделяющемуся при сгорании 20 тонн высокосортного бензина. Тонна на тонну! Это показывает, как трудно затормозить ракету, рас­сеивая выделяющееся при этом тепло.



Посадка межпланетного корабля с торможением двигателем.

Совершенно очевидным становится единственно возможный путь устранения перегрева самолета в полете — этот путь, по существу, во многом определяет направление дальнейшего развития авиации. Он заключается в увеличении высотности самолетов. Летать быстро можно только на большой высоте, и чем быстрее, тем, вообще говоря, выше. На больших высотах воздух разрежен. Это уменьшает его сопротивление и, значит, потребную мощность двигателя, которая при полетах с большой скоростью у Земли могла бы стать несоразмерно большой. Вместе с тем на больших высотах нагрев самолета уменьшается. Разреженный воздух сообщает ему меньше тепла, а излучение его самолетом в окружающее пространство увеличивается, поэтому температура поверхности самолета снижается. При космических скоростях полет должен совершаться на очень больших высотах, чтобы не было перегрева. Вероятно, полностью эта опасность будет исключена на высотах порядка 100 километров. Именно на этих высотах появляются обычно вспышки метеоров. Холодные небесные камни врываются в атмосферу со скоростью в десятки тысяч километров в час. В результате аэродинамического нагрева камни сильно раскаляются и в большинстве случаев испаряются, превращаясь в раскаленный, светящийся сгусток газов и паров, который мы и видим как «падающую звезду». Точнее говоря, светится главным образом подушка уплотненного и раскаленного воздуха, мчащаяся перед метеором. Температура в ней достигает 200 000°, давление — сотен атмосфер. Только наиболее крупные метеориты, или же обладающие меньшей скоростью, достигают поверхности Земли. Поэтому так сравнительно редки случаи падения на Землю метеоритов, в колоссальном количестве врывающихся ежедневно в земную атмосферу.



График зависимости температуры нагрева самолета от скорости полета и высоты.

Кстати сказать, если до последнего времени метеоритами интересовались только астрономы, работающие в области метеоритики, то теперь они привлекают большой интерес специалистов по ракетной технике и астронавтике. Это неудивительно, ведь метеориты — единственные пока «космические корабли», совершившие «посадку» на Землю. И нужно сказать, что в общем эта посадка происходит довольно благополучно. Как установлено специальными исследованиями, железные метеориты теряют сравнительно небольшую массу на испарение, да и прогрев их оказался неожиданно малым, всего на глубину нескольких миллиметров, хотя поверхность метеорита нагревается до нескольких тысяч градусов и оплавляется. Чем это объясняется? Может быть, секрет заключается в специфической структуре, то есть строении, железных метеоритов? Не зря этим так интересуются сейчас металлурги, которым предстоит создавать сплавы для ракет и космических кораблей.

Технику посадки корабля на Землю можно представить себе следующим образом, хотя, конечно, окончательная разработка этой проблемы может быть сделана только после получения гораздо большего опыта полета самолетов и ракет в верхних слоях атмосферы. Корабль должен приближаться к Земле под малым углом к ней, чтобы поле земного тяготения вначале мало сказывалось на его скорости. Вот почему посадка, как указывалось в предыдущей главе, должна напоминать горизонтальный выстрел из пушки. Затем включается двигатель, и скорость корабля в результате торможения его реактивной струей постепенно снижается. В связи с уменьшением скорости корабля траектория его становится более крутой, и двигатель выключается. Этому может соответствовать высота порядка 50 — 100 километров. Дальнейший спуск происходит с использованием аэродинамического торможения, в чем большую роль играют крылья корабля. Дополнительное увеличение тормозящего эффекта может быть получено с помощью аэродинамических тормозов, широко применяющихся в авиации закрылков, и т. п. Могут быть применены и специальные парашюты для торможения, которые уже применяются в авиации.



Траектория посадки межпланетного корабля. Скорость гасится торможением в атмосфере.



Посадочный планер, предложенный Кондратюком, входит в земную атмосферу.

Когда скорость корабля уменьшится до 100 — 150 метров в секунду, он начинает вертикальный спуск на парашюте, кормой вперед, причем скорость снижения постепенно падает до 10 — 15 метров в секунду. Вблизи Земли летчик корабля на короткое мгновение снова включает двигатель, последний толчок, гасящий остатки скорости, — и корабль тихо и плавно садится на амортизированные опоры.

Вместо первоначального гашения скорости корабля при приближении к Земле с помощью двигателя можно и его осуществить, используя сопротивление атмосферы, как было предложено еще Циолковским, а затем Кондратюком, Цандером и другими. Для этой цели корабль должен совершать многочисленные полеты вокруг Земли по все укорачивающимся эллиптическим орбитам. Пролетая вблизи Земли, он будет постепенно гасить свою скорость в результате сопротивления атмосферы. Для необходимого снижения скорости должно быть сделано много таких кругосветных облетов, и хотя они не связаны с расходом топлива, но опасны и утомительны. Может оказаться, что одним только аэродинамическим торможением вообще нельзя будет ограничиться, в особенности в первое время, из-за нагрева, который может привести к расплавлению металлических стенок корабля.

Вероятно, целесообразнее будет при посадке на Землю примерно половину всей скорости корабля погасить с помощью двигателя, а остальную половину — в результате аэродинамического торможения. Реально будет, в особенности на первое время, если мы увеличим идеальную скорость межпланетного корабля при взлете с Земли на 5 — 6 километров в секунду, имея в виду обратную посадку, то есть, попросту говоря, возьмем с собой соответственно больше топлива.

Эта затрата топлива будет сведена к минимуму, когда в будущем — по мере развития науки, изучения явлений теплопередачи в условиях полета межпланетного корабля в верхних слоях атмосферы, получения более жаропрочных конструкционных материалов и усовершенствования систем охлаждения — можно будет осуществить всё или почти всё торможение корабля только за счет аэродинамического сопротивления. При этом не будет необходимости строить весь корабль из особо жаропрочных материалов. Достаточно будет изготовить из этих материалов только определенные участки поверхности крыла.

Для такой посадки корабль должен иметь совершенные аэродинамические формы, что возможно будет осуществить, вероятно, только при использовании идеи Кондратюка о посадочном планере. По этой идее межпланетный корабль при приближении к Земле освобождается от всех ставших ненужными частей конструкции, превращаясь в небольшой посадочный планер, имеющий кабину для экипажа, крыло и органы управления. Возможно, что рациональной окажется посадка корабля на поверхность какого-нибудь большого водоема.

Конечно, при конструктивной разработке посадочного планера будут использованы все достижения, которые к тому времени накопит авиация. В частности, не исключена посадка планера на тяжелый самолет-носитель, как это уже осуществляется в авиации для легких самолетов-истребителей, которые могут в полете отделяться от несущих тяжелых самолетов-бомбардировщиков и снова совершать «посадку» на них. Точно так же может быть использован опыт создания самолетов вертикального взлета и посадки; в настоящее время уже разработано немало опытных самолетов подобного рода, и этой проблеме уделяется большое внимание.

Есть все основания считать, что командир межпланетного корабля, приближающегося к Земле, сможет обеспечить его посадку в любом заданном пункте земной поверхности. Значит, корабли смогут взлетать и садиться в подмосковном космопорте с таким же успехом, как и самолеты во Внуковском аэропорте. Все-таки приятно знать, что после «поездки» на Марс окажешься у самого дома и специальным экспедициям не придется разыскивать тебя по всему земному шару.



Тот же планер при посадке на аэродроме.

Глава 18

ТРОЙНОЙ ПРЫЖОК

Тройной прыжок... Одно из самых красивых легкоатлетических упражнений, в котором сочетаются сила, ловкость, изящество, точный расчет.

Вот прыгун разбегается по сорокаметровой дорожке. Толчок от деревянного бруска — и спортсмен уже в воздухе. Но это не просто прыжок в длину. Коснувшись земли, прыгун снова отталкивается от нее. Используя накопленную скорость, он как бы летит в воздухе, перебирая ногами, взмахивая руками, весь вытянувшись вперед, как птица. И снова, уже в третий раз, взвивается спортсмен в воздух. Третий, заключительный прыжок — рекорд поставлен!

Но какое все это имеет отношение к астронавтике? Уж не является ли тройной прыжок, чего доброго, лучшим видом спортивной тренировки для будущих астронавтов в соответствии с новейшими достижениями науки о межпланетном полете?

Нет, дело совсем в другом. Мысль о тройном прыжке действительно приходит в голову в связи с некоторыми последними достижениями астронавтики, но речь здесь идет совсем не о спортивной подготовке будущих экипажей межпланетных кораблей.

Выше уже не раз указывалось, что наиболее выгодный межпланетный полет — это полет ступенчатый, с пополнением запаса топлива в пути, для чего могут быть использованы естественные или искусственные спутники планет. Легко понять, почему это так. Ведь если сразу взять на корабль все необходимое топливо, то большую часть его придется израсходовать на само это топливо, на его разгон или торможение. Другое дело, если «лишнего» топлива на корабле не будет.

Выгодность такого ступенчатого метода полета можно оценить на примере полета все на тот же Марс.

Пусть сначала наш корабль, стартующий с Земли в далекий путь к Марсу, имеет на борту весь запас топлива, необходимый для осуществления этого полета. Примем, что идеальная скорость для полета с Земли на Марс, посадки на нем и возвращения на Землю составляет 45 километров в секунду. При скорости истечения газов из двигателя 4 километра в секунду, которую можно рассчитывать получить в течение ближайшего десятилетия, необходимое отношение масс корабля (взлетной массы к массе корабля после выработки всего топлива) должно равняться в соответствии с формулой Циолковского примерно 76 тысячам. Это значит, что на тонну веса самого корабля при взлете должно приходиться примерно 76 тысяч тонн топлива. Конечно, построить такой корабль нельзя. Максимально возможное значение отношения масс для многоступенчатого корабля можно принять, вероятно, не больше 150. Значит, такой полет на Марс неосуществим.

Облегчим теперь задачу, допустив, что на Марсе имеется поселение людей и организовано производство ракетного топлива. Это значит, что идеальная скорость корабля при взлете с Земли должна теперь быть примерно вдвое меньшей. При этом отношение масс корабля при взлете с Земли будет уже равным только 275, да при взлете с Марса в обратный путь на Землю столько же, то есть всего 550. Вместо 76 тысяч тонн топлива на тонну веса корабля — всего 550. Вот какой огромный скачок!

А теперь попробуем использовать для заправки топливом не только Землю и Марс, но и их спутники — Луну и Деймос. Наш корабль совершит при этом как бы тройной прыжок в мировое пространство — с Земли на Луну, потом на Деймос и только затем уже на Марс.

Можно принять для расчета следующие значения идеальной скорости: для полета с Земли на Луну и обратно — по 16 километров в секунду; для полета с Луны на Деймос и обратно — по 9 километров в секунду; для полета с Деймоса на Марс и обратно — по 6 километров в секунду. При все той же скорости истечения, равной 4 километрам в секунду, это потребует следующих значений отношения масс корабля: для полета с Земли на Луну — 55; для полета с Луны на Деймос — 9,5; для полета с Деймоса на Марс — 4,5; или всего на весь полет

2 × 55 + 2 × 9,5 + 2 × 4,5= 138.

Это значит, что всего будет израсходовано на полет 137 тонн топлива на 1 тонну веса корабля, причем одновременно на корабле должно быть запасено не более 54 тонн из этих 137.

Такой полет осуществим, хотя он и не прост, причем если бы иметь вместо массивной Луны небольшой искусственный спутник Земли, то эффект был бы еще более разительным. Вот какое преимущество дает тройной прыжок в Космос! Но это еще не все.

Вся космическая трасса разбивается при таком полете на три участка: полет в поле тяготения Земли, полет в поле тяготения Марса и связывающий эти два участка полет в поле солнечного тяготения — основной по продолжительности и дальности.

Условия полета корабля на каждом из этих участков оказываются различными. И легко видеть из-за чего. Конечно, все дело в силе тяжести.

Корабль, летящий на обоих крайних участках трассы, то есть совершающий взлет или посадку на Земле или другой планете, вынужден преодолевать мощное притяжение к ней. Другое дело — корабль, летящий на основном, среднем участке трассы. На такой корабль действует только притяжение к Солнцу. Но вследствие большого расстояния от Солнца притяжение к нему гораздо меньше, чем притяжение к любой планете вблизи ее поверхности. Вблизи Земли, например, притяжение к Солнцу меньше, чем притяжение к Земле, в 1650 раз.

Однако кораблю далеко не безразлично, какую силу тяжести ему приходится преодолевать, — от этого зависит и то, какой двигатель должен быть установлен на корабле, и сама конструкция корабля, и даже его внешний вид. Корабль, летящий на крайних участках космической трассы, должен был бы сильно отличаться от корабля, совершающего полеты на среднем участке этой трассы.

Но возможно ли, чтобы межпланетный корабль в полете менял свой вид, становился совершенно другим?

Нет, конечно, сделать это вряд ли возможно. Зато можно заставить летать на разных участках трассы не один и тот же, а разные корабли. В этом случае межпланетные путешественники должны будут совершать в пути две пересадки, причем для них наиболее целесообразно использовать межпланетные станции — искусственные спутники Земли и планет, как это и предлагал Циолковский.

На одном корабле пассажиры взлетят с Земли, затем на спутнике пересядут на другой корабль, совершающий рейсы между этим спутником и спутником Марса, например, а оттуда уже третий корабль доставит их на самый Марс. Не правда ли, подобное путешествие будет еще более похоже на тройной прыжок, совершаемый межпланетными путешественниками в мировом пространстве?

Такой метод осуществления межпланетного полета открывает совершенно новые и замечательные возможности, помимо уже отмечавшихся выше преимуществ использования искусственных спутников. Эти возможности таятся в особенностях полета на среднем участке космической трассы, в поле одного только солнечного тяготения.

Если корабль, взлетающий с Земли, должен иметь мощный двигатель и быть очень прочным и, значит, тяжелым, то корабль, совершающий рейсы между искусственными спутниками, может быть легким и иметь двигатель, развивающий очень небольшую тягу.

Понятно, почему это так. Ведь двигатель корабля, взлетающего с Земли, должен развивать такую тягу, чтобы ускорение корабля по крайней мере в 3 — 4 раза превышало ускорение силы тяжести на Земле. Но это значит, что тяга двигателя должна по крайней мере настолько же превосходить вес корабля. Если корабль весит при взлете, например, 500 тонн, что для межпланетного корабля вовсе не так много, то его двигатель при взлете должен развивать тягу более 2000 тонн. Естественно, что двигатели такой огромной тяги должны иметь большие размеры и вес.

Чем больше и тяжелее двигатель, тем больше и тяжелее сам корабль. Но не только поэтому корабль, взлетающий с Земли, неизбежно получается очень тяжелым. Результатом огромных ускорений при взлете корабля с Земли являются большие силы инерции, действующие на корабль. Чтобы выдержать эти инерционные перегрузки, корабль должен быть прочным и, значит, массивным, тяжелым.

Иная судьба у корабля, совершающего хоть и длительные, но легкие «прогулки» между спутниками на среднем участке трассы. Солнце притягивает его с небольшой силой, и преодолеть ее не так уж трудно. Двигатель корабля может иметь поэтому небольшую тягу, а сам корабль, не нагруженный большими силами инерции, может быть очень легким. Форма такого корабля, не совершающего полет в земной атмосфере, может быть избрана любой. Это, в частности, значительно упростит задачу создания искусственной тяжести на корабле, которая, вероятно, окажется необходимой именно на среднем участке трассы, как самом продолжительном.

Но если двигатель корабля, совершающего рейсы между орбитами искусственных спутников, должен иметь очень небольшую тягу и работать в течение длительного времени (чтобы значительно увеличить скорость корабля при малом ускорении), то невольно напрашивается мысль, нельзя ли в этом случае применить какой-нибудь другой реактивный двигатель вместо жидкостного ракетного. Ведь жидкостный ракетный двигатель тем именно и характерен, что способен развивать огромную тягу в течение сравнительно короткого времени, что и делает его особенно подходящим для кораблей, совершающих полет вблизи планет. Здесь же условия совсем иные, поэтому и свойства двигателя должны быть другими.

Еще Циолковский рассматривал различные возможные двигатели для этой цели. Ряд предложений появился и после Циолковского, но обычно все они отвергались, так как подобные двигатели не годились для полета вблизи Земли. Тройной прыжок, как мы видим, открывает широкие возможности в этом направлении.

Прежде всего возникает мысль, нельзя ли использовать для полета межорбитного корабля силу давления солнечных лучей? Существование этого давления было экспериментально подтверждено русским физиком П. Н. Лебедевым еще в 1900 году. Для того чтобы установить наличие такого давления и измерить его величину, Лебедеву пришлось осуществить тончайший эксперимент, поразивший даже тех, кто знал выдающиеся способности Лебедева как блестящего экспериментатора. Тонкость этого эксперимента связана с очень малой силой светового давления. Солнечные лучи давят,



Тройной прыжок.

например, на пластинку, поставленную поперек их распространения на таком расстоянии от Солнца, как и Земля, с силой, равной примерно полкилограмма на квадратный... километр! Это очень малая сила1, но все же она играет большую роль в природе. Световое давление отворачивает от Солнца хвосты комет; оно же, как предполагают, имеет важное значение в жизни звезд, в частности ограничивая их максимальный размер.

1 Приведено значение для абсолютно черного тела, поглощающего все лучи. Если имеется идеальное зеркало, отражающее все лучи, то давление удваивается.

Расчеты, связанные с использованием давления солнечных лучей для передвижения межпланетных кораблей в поле солнечного тяготения, были произведены Цандером. Используя тончайшие пластинки металла, можно снабдить корабли зеркалами огромной поверхности, отражающими солнечные лучи». Толщина этих листов металла может составлять тысячные доли миллиметра. Зеркало из тончайших, допустим алюминиевых пластинок, укрепленных на проволочном каркасе, может быть очень легким. По расчетам Цандера, при поверхности в 0,1 квадратного километра вес зеркала составит примерно 300 килограммов. Однако такое зеркало создаст силу всего в 50 граммов. Под действием этой силы скорость корабля весом 50 тонн (на Земле) будет увеличиваться каждую секунду всего на одну сотую миллиметра в секунду. Нет, очевидно, давление солнечных лучей неспособно разогнать межпланетный корабль даже в поле одного только солнечного тяготения.

Но если солнечные лучи, падающие на корабль извне, неспособны решить эту задачу, то, может быть, ее можно решить, используя давление световых лучей, которые будет испускать сам корабль? Если установить, скажем, на корабле мощный прожектор, то пучок света, отбрасываемый им, создаст реакцию точно так же, как оказывает давление пучок солнечных лучей, падающий на зеркало. Однако и эта реакция слишком мала, чтобы можно было создать световую ракету. Чтобы увеличить силу реакции светового пучка, нужно нагреть поверхность, излучающую этот пучок, до температуры в миллионы градусов. А это, конечно, невозможно.

Правда, для излучения света не обязательно должна иметься нагретая поверхность, существуют и другие методы получения светового излучения. Известна, например, так называемая хемилюминесценция — явление излучения света, сопровождающее некоторые химические реакции. При этом в световую энергию преобразовывается непосредственно химическая энергия вещества, а не тепловая энергия, как при обычном тепловом излучении. Однако до настоящего времени неизвестны химические реакции, которые сопровождались бы излучением световой энергии нужной нам интенсивности.

Наука знает, правда, и метод получения светового излучения огромной интенсивности без участия тепловой энергии. Это световое излучение связано с некоторыми ядерными превращениями вещества. Известно, например, что работающий атомный котел является мощным источником так называемого гамма-излучения, которое представляет собой такое же электромагнитное излучение, как и свет, но только с гораздо меньшей длиной волны, то есть более жесткое. Другой пример связан с явлением так называемой «аннигиляции» (этот термин, означающий буквально «уничтожение», не очень удачен), происходящим, например, при столкновении обычного отрицательного электрона с положительным (позитроном). В результате такого столкновения обе эти элементарные частицы исчезают, излучая два кванта света — фотоны большой интенсивности. Принципиально возможен такой же процесс «аннигиляции» более массивных частиц, при котором интенсивность светового излучения будет соответственно большей. Можно представить себе пока еще не существующий ядерный реактор, в котором будет происходить упомянутый выше процесс «аннигиляции» массивных частиц с соответствующим излучением огромных световых потоков. Это, правда, только принципиальная схема, далекая от практического осуществления. Когда эти процессы будут открыты и осуществлены, появится реальная возможность создания ракетного двигателя, в котором тяговая сила будет создаваться мощным потоком излучаемых в одном направлении фотонов.

Такая, как ее называют, фотонная ракета представит идеальные возможности для осуществления сверхдальних космических полетов, полетов к звездам. Тяга, создаваемая фотонной ракетой, будет относительно небольшой, но для полетов в межзвездном пространстве, вдалеке от массивных небесных тел, большая тяга и не понадобится. Однако это пока еще весьма отдаленная перспектива астронавтики, дело довольно далекого будущего. Приходится признать, что для создания реактивной тяги, движущей межпланетный корабль, пока еще нужно обязательно отбрасывать вещество. Излучение обладает для этого слишком малой массой.

В обычном жидкостном ракетном двигателе, как мы знаем, отбрасываемым веществом являются молекулы газов, продуктов сгорания топлива. Чтобы газы вытекали с большой скоростью, в двигателе должно быть создано высокое давление. Количество газов, вытекающих каждую секунду, должно быть большим, иначе тяга будет невелика.

Но двигатель межорбитного корабля должен развивать, как мы видели, небольшую тягу. Это позволяет использовать такой двигатель, в котором происходит отброс гораздо меньшей массы, чем в жидкостном ракетном двигателе, но зато с гораздо большей скоростью. Чтобы заставить вытекать из двигателя вещество с большой скоростью, можно воспользоваться вместо силы давления электрическими силами.



Форма межпланетного корабля, совершающего полеты вне земной атмосферы,
может быть и неудобообтекаемой.



Принцип устройства фотонной ракеты.

Можно, повидимому, использовать так называемую атомную псевдоракету, то есть силу реакции продуктов атомного распада, вытекающих из двигателя. Понятно, что осколки атомных ядер, вылетающих из такого двигателя, будут обладать огромной скоростью.

Другим из возможных реактивных двигателей этого рода является электронный или ионный двигатель. В этом двигателе реактивная тяга создается в результате истечения из него частиц вещества, имеющих электрический заряд, — электронов или ионов. Эти частицы разгоняются до большой скорости с помощью действующих на них электрических и магнитных полей.

Такой разгон электрически заряженных частиц широко применяется в технике. Достаточно указать на обыкновенный электрический ток, текущий по проводникам. Иногда в специальных лабораторных установках (так называемых ускорителях, например, циклотронах и др.) удается разгонять электрически заряженные частицы до огромных скоростей — в десятки и даже сотни тысяч километров в секунду.

Идея электрического ракетного двигателя не является новой, она принадлежит Константину Эдуардовичу Циолковскому и высказана им в 1911 году.

В своей работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованной в 1911 году в журнале «Вестник воздухоплавания», Константин Эдуардович писал:

«Может быть, с помощью электричества можно будет со временем придавать громадную скорость выбрасываемым из реактивного прибора частицам. И сейчас известно, что катодные лучи в трубке Крукса, как и лучи радия, сопровождаются потоком электронов, масса каждого из которых, как мы говорили, в 4000 раз меньше массы атома гелия, а скорость достигает 30 — 100 тысяч километров в секунду, то есть она в 6 — 20 тысяч раз больше скорости обыкновенных продуктов горения, вылетающих из нашей реактивной трубы».

Рассматривалась эта идея электрического ракетного двигателя позднее и в трудах других основоположников астронавтики — француза Эно Пельтри, румына Оберта и др.

В настоящее время устройство электрического (ионного) двигателя можно представить себе следующим образом. На межпланетном корабле устанавливается мощный генератор электрического тока — динамо-машина. Энергия, необходимая для привода этого генератора, может быть получена с помощью атомной силовой установки или же за счет улавливаемой энергии Солнца.

Электрический ток, вырабатываемый генератором, используется для зарядки пластин гигантского конденсатора, представляющих собой, например, плоские тонкие проволочные сетки. В результате этого между пластинами конденсатора создается разность электрических потенциалов, которая и разгоняет электрически заряженные частицы вещества — ионы.



Космопорт будущего

В специальной ионизационной камере от обычных молекул отрываются электроны, и таким образом получаются положительно заряженные частицы — ионы. Предлагается, например, для получения ионов пропускать пары цезия или рубидия через раскаленную платиновую сетку (журнал «Флайт», март 1959 г., и др.). При этом атомы этих металлов будут превращаться в ионы. Затем образовавшиеся ионы пропускаются между пластинами конденсатора и вытекают наружу с большой скоростью, например, равной 100 километрам в секунду или даже более. При таком истечении и создается реактивная тяга, необходимая для полета корабля.

Можно представить себе ионный ракетный двигатель и в виде приспособленного для установки на ракете ускорителя заряженных частиц. Подобные ускорители давно уже поставлены на вооружение ядерной физики, с их помощью ученые разгадывают тайны строения атомных ядер.

В спиральном канале-трубопроводе такого ускорителя частицы будут разгоняться до огромных скоростей, а затем выпускаться через прямой участок трубы наружу. При этом будет возникать необходимая для полета корабля реактивная тяга. Недостатком подобного метода является, однако, малое число излучаемых частиц и, следовательно, малая величина тяги. Правда, развитие ионных двигателей такого рода могло бы в значительной мере устранить этот недостаток.

В частности, по одному из проектов ионный двигатель должен быть создан на принципе линейного ускорителя заряженных частиц, в котором эти частицы движутся только по прямым траекториям. В двигатель вводятся распыленные частицы рабочего вещества или же это вещество в виде газа. Под действием электронов, бомбардирующих частицы, они ионизируются, то есть превращаются в ионы. Те частицы, которые не стали ионами, отсасываются специальным вакуум-насосом, а ионы, имеющие положительный электрический заряд, проходят через ускоритель, где с помощью импульсов тока высокого напряжения разгоняются до больших скоростей. Вытекающий из двигателя поток ионов и создает реактивную тягу. Электроны, образовавшиеся при ионизации частиц, также выбрасываются из двигателя в том же направлении с помощью специальной «электронной пушки». Это необходимо для того, чтобы двигатель и ракета не заряжались в результате истечения ионов.



Схема устройства ионного реактивного двигателя.

Конечно, ионы в таком двигателе разгоняются до несравненно меньших скоростей, чем в ускорителях элементарных частиц, — здесь нет необходимости в подобных скоростях. Все же скорость истечения ионов может быть гораздо больше, чем из обычных жидкостных ракетных двигателей. В этом несомненное преимущество ионных межорбитных кораблей.

Но ни на минуту нельзя забывать и о недостатках ионных двигателей, связанных, главным образом, с требованиями, которые предъявляются к электрическим силовым установкам ионных ракет. Эти установки должны генерировать электрический ток очень большой силы, а их мощность при сколько-нибудь значительной тяге двигателя становится колоссальной. Так, если ионный двигатель рассчитан на такую тягу, какую развивают двигатели современных реактивных самолетов, то его мощность будет большей, чем самой крупной из существующих гигантских гидроэлектростанций! Вот почему ионные двигатели могут быть применены лишь в тех случаях, когда их тяга невелика, как, например, в случае межорбитных космических кораблей.

Вот как может выглядеть проект экспедиции на Марс, совершаемой по методу тройного прыжка с использованием ионных ракет. Вся экспедиция совершается на 10 ионных межпланетных кораблях, которые собираются на искусственных спутниках Земли из частей, доставляемых на грузовых ракетах с Земли. Для доставки этих частей и экипажа кораблей используется целый флот из 50 грузовых трехступенчатых ракет, которым придется совершить около 1000 полетов. Каждая ракета весит при взлете примерно 6500 тонн; две первые ступени каждой ракеты возвращаются на Землю на парашютах, третья — в планирующем полете, для чего она делается крылатой.

Вес каждого межорбитного ионного корабля, на котором астронавты достигнут орбиты Марса, будет больше 3500 тонн. На трех небольших кораблях, весом по 200 тонн, 50 человек смогут совершить посадку на Марс. Один из этих трех кораблей останется на Марсе, а на двух остальных счастливчики, побывавшие на Марсе, возвратятся ко всей межпланетной армаде, поджидающей их на орбите у Марса. Три межпланетных ионных корабля вместе с двумя посадочными останутся на орбите у Марса, превратившись в искусственных спутников Марса, а на семи остальных кораблях участники экспедиции возвратятся на орбиту искусственного спутника Земли, откуда с помощью ракет будут доставлены на Землю.

По расчетам, вся эта экспедиция продлится около трех лет и потребует, конечно, больших средств. Так, например, на операции по снабжению, то есть на полеты грузовых ракет, придется затратить около 5 миллионов тонн топлива, а на полет межпланетных ионных кораблей — примерно 40 тысяч тонн.



Межпланетный ионный корабль для полетов в слабом поле тяготения.

Этот же автор (проект принадлежит Брауну) предложил затем более простой план организации экспедиции на Марс, требующий значительно меньших затрат. По новому проекту экспедиция состоит уже только из 12 человек, из которых 9 человек совершают посадку на планету. На орбите у Земли, в Космосе, собираются два межпланетных ионных корабля, один — с пассажирами, другой — с грузом, в том числе с небольшим кораблем, на котором будет совершена посадка на Марс. Вес каждого из этих кораблей при отлете с земной орбиты — 1700 тонн. Для переброски всего необходимого на орбиту у Земли, на которой будут строиться и снаряжаться межпланетные корабли, на этот раз понадобится 335 полетов трехступенчатых ракет взлетным весом 1280 тонн, имеющих на борту 10 тонн полезной нагрузки. Общий расход топлива на эту «упрощенную» экспедицию составит 445 тысяч тонн. История уже знает воздушные операции, потребовавшие больших затрат топлива для самолетов.

Для того чтобы можно было организовать подобную экспедицию, нужны еще годы (если не десятилетия) настойчивых исследований, нужна совместная работа многих ученых, конструкторов, инженеров, рабочих, должны быть решены сложнейшие научно-технические задачи. Но зато как велико будет значение этой победы, одержанной людьми в борьбе с природой!









Глава 19

ВСЕЛЕННАЯ НА СЛУЖБЕ ЧЕЛОВЕКУ

Близится день, когда посланцы Земли впервые в истории вступит на поверхность Луны, Марса, Венеры. Промелькнут годы, наполненные необычностью первых впечатлений, новизной первых открытий, и перед человечеством станет вопрос, что делать с освоенными небесными телами, как их использовать на благо человечеству.

Не грех подумать об этом и заранее, оценить возникающие возможности.

Мы уже касались таких возможностей в связи с проблемой искусственных спутников Земли. Сейчас мы подробнее рассмотрим перспективы, которые могут открыться перед наукой в результате освоения Луны, Марса, Венеры.

Не случайно особое внимание привлекает Луна. Прежде всего потому, что она, несомненно, будет первой целью межпланетных полетов: относительно ничтожное расстояние, отделяющее Луну от Земли, делает не только удобной сообщение с ней, но и позволяет подумать о некоторых формах использования Луны, невозможных в других случаях. Наконец, потому, что мы о Луне знаем гораздо больше, чем о каком-либо другом светиле, и можем правильнее оценить связанные с ней возможности.

Чтобы ответить на вопрос: «Что мы будем делать с Луной?» (впрочем, это касается и любого другого небесного тела), надо прежде всего установить, какие условия жизни ждут на Луне «командированных» на нее представителей Земли. Очевидно, если эти условия исключают пребывание людей на Луне в течение сколько-нибудь продолжительного времени, как, например, это будет на Меркурии с его 400-градусной жарой, то возможности использования Луны будут резко ограничены.

К счастью, в отношении Луны дело обстоит не так катастрофически, хотя, конечно, о комфорте земных условий на Луне придется забыть. Впрочем, такого комфорта не может предоставить, конечно, ни одна планета солнечной системы. Жизнь на Луне будет суровой, природа ее враждебна человеку, и ему придется самому обеспечивать себя всем необходимым для существования.

Решающим, конечно, является отсутствие атмосферы на Луне. Поэтому человек там должен находиться в костюме, изолирующем его от окружающего пространства. Костюм может быть обычным астронавтическим одеянием «пловцов» в мировом пространстве, о котором уже шла речь выше, либо может быть более сложным и совершенным. Во всяком случае, такой костюм будет весьма громоздким сооружением, по сравнению с которым средневековые рыцарские латы будут выглядеть, вероятно, более изящными. Сравнительно большой вес костюма не будет служить препятствием, так как вес на Луне в 6 раз меньше земного — центнер на Луне превращается в пуд. Так как человек, весящий на Земле 60 килограммов, на Луне «облегчится» до 10, то костюм, весящий даже 150 килограммов, доведет общий вес человека в костюме до 35 килограммов, то есть и при этом условии человек будет чувствовать себя примерно вдвое более легким, чем на Земле. Правда, подвижность человека определяется не только весом, но и массой, инерция которой должна быть преодолена. Так, например, какой-нибудь молоток будет на Луне весить в 6 раз меньше, чем на Земле, но размахивать им будет почти так же трудно. Поэтому люди, заключенные в громоздкие, массивные костюмы, будут по необходимости вести себя на Луне степенно, передвигаться медленно и, во всяком случае, не будут в состоянии совершать акробатических прыжков по 20 метров в длину и 5 метров в высоту, как об этом иногда пишут некоторые авторы.

Создание поселений на Луне будет вполне возможно, хотя и связано с большими трудностями. Жилыми помещениями для людей первое время будут служить, конечно, доставившие их на Луну межпланетные корабли. Затем могут быть смонтированы особые лунные палатки из сверхпрочной пластмассы. Постоянные жилища будет, вероятно, целесообразно устроить под поверхностью Луны, «подлунные» (по аналогии с подземными), если это, конечно, окажется возможным. Это будет иметь смысл с точки зрения теплоизоляции, герметизации, расхода строительных материалов, защиты от вредных воздействий мирового пространства и т. д. Постепенно под поверхностью Луны могут быть созданы целые подлунные города.

Все снабжение людей на Луне будет осуществляться, во всяком случае первое время, с Земли. Земля будет поставщиком воздуха, потребного для дыхания, пищи, воды, всех жизненных припасов. Затем постепенно лунное поселение сможет перейти на «самообслуживание».

Большое оранжерейное и парниковое хозяйство может служить источником снабжения кислородом, овощами и фруктами. Кислород можно будет добывать, вероятно, и из лунной почвы: ведь наша земная кора чуть ли не на 50 процентов состоит из кислорода.

Во многих минералах на Земле имеется вода; вероятно, ее удастся добывать и на Луне1 не исключена возможность, что на дне самых глубоких впадин будет обнаружен и лед.

1 Скалы вулканического происхождения, занимающие главную часть поверхности Луны, могут содержать в себе до 5 процентов воды. Вода обнаруживается и в метеоритах.

Основные продукты питания можно будет получать впоследствии синтетическим путем. Не исключено и создание животноводческих ферм. Таким образом, все необходимое для жизни на Луне можно обеспечить.



Поселение на Луне.

Для передвижения по поверхности Луны будет использоваться либо электрический транспорт — электромобили, а затем и электропоезда, либо тепловые двигатели, работающие на ракетных топливах, — газотурбинные, в некоторых случаях реактивные. В связи с неровностями лунной поверхности очень полезной была бы на Луне авиация, но из-за отсутствия воздуха обычной авиации там быть не может. Для этой цели можно будет использовать летательные аппараты, снабженные ракетными двигателями, создающими не только тягу, но и подъемную силу.

Связь между лунными жителями будет осуществляться по радио. Чтобы увеличить дальность действия радиосвязи, очень небольшую вследствие резкой кривизны лунной поверхности, каждый костюм-скафандр надо будет снабдить как можно более высокой антенной. Без антенны возможна будет связь не более чем на 2 — 3 километра; антенна высотой 15 метров удлинит этот радиус действия до 10 километров. Для беседы при непосредственной встрече могут быть использованы и устройства, подобные ларингофонам, применяющимся нашими летчиками в полете.

Когда мы думаем об использовании Луны и планет на службе человеку, то имеем при этом в виду три возможных направления такого использования: научное, промышленное и астронавтическое.

Научное значение первого поселения на Луне трудно переоценить. Астрономы получили бы в свое распоряжение обсерваторию, о которой они могут только мечтать. О преимуществах обсерваторий на искусственных спутниках уже было сказано выше. Обсерватория на Луне была бы еще более ценной. В частности, она была бы лишена недостатка обсерватории на спутнике, связанного с его относительно малой массой и потому значительной подвижностью, — неосторожное движение наблюдателя может на таком спутнике совершенно изменить положение телескопа. Это имеет особенно большое значение при фотографировании с длительными выдержками, а ведь именно там, вне земной атмосферы, такое фотографирование, столь ценное для астрономов, может быть применено в полной мере. На Земле рассеянный свет даже в самую темную ночь засвечивает пластинку при большой выдержке, что не позволяет, в частности, фотографировать слабые туманности, далекие звезды и т. д. Кроме того, некоторые невозможные на Земле наблюдения за звездами и планетами позволит осуществить лунная ночь, длящаяся две земные недели.

Изучение космических лучей будет поставлено на совершенно новую основу. Много ценнейших исследований смогут провести на Луне физики, химики, биологи, физиологи, врачи и т. д.

Конечно, подробному изучению будет подвергнута сама Луна. Будет сделан важный вклад и в изучение планет: на Луне будут использованы телескопы с гораздо большим увеличением и несравненно лучшим качеством изображения, чем в земных обсерваториях, что позволит, в частности, получать идеальные фотоснимки планет. С другой стороны, визит на Луну позволит подвергнуть критической оценке многие методы наблюдения и изучения планет, применяющиеся астрономией (и на основании проверки правильности земных наблюдений за Луной и по данным наблюдений с Луны за Землей). Будет выяснен химический состав веществ, образующих поверхность Луны; до сих пор, несмотря на близость Луны, ученые ничего об этом не знают — тогда как состав звезд, находящихся в миллиарды раз дальше, хорошо известен благодаря тому, что они сами излучают свет.

Наблюдения за Землей дадут много ценного материала для географов и метеорологов.

Много полезного получат от визита на Луну геологи в отношении выяснения процессов образования Земли, влияния атмосферных явлений на характер земной поверхности и т. п. В частности, глубокие шахты, вырытые на Луне, позволили бы сделать важные выводы о строении глубинных слоев земной коры, так как процессы образования Земли и Луны были, очевидно, аналогичными, а для получения таких же выводов на Земле пришлось бы прорыть в 10 — 15 раз более глубокие шахты, что вряд ли возможно.

Короче говоря, Луна станет в будущем обширнейшей научной лабораторией, и филиал Академии наук, организованный на Луне, станет поставщиком неоценимой научной информации.

Заманчивы возможности промышленного использования Луны. Этой теме посвящены статьи в научных и научно-популярных журналах Англии, США и других стран. Например, еще в 1952 году Кларк, бывший тогда президентом Английского межпланетного общества, поместил в журнале этого общества (в номере за апрель) статью, которая так и называлась: «Что мы будем делать с Луной?». В ней подробно рассматривались возможности подобного использования спутника Земли.

Что же привлекает зарубежных ученых в этой идее промышленного использования Луны, а затем и планет солнечной системы?

По их мнению, на Луне могут быть созданы рудники для добычи многих ценных ископаемых — металлов и минералов, а по некоторым предположениям, тяжелые металлы, заключающиеся в метеоритах, могут быть обнаружены непосредственно на поверхности Луны. Некоторые авторы пишут о возможности создания на Луне различных химических заводов, в частности, по производству топлив для ракетных двигателей. Для питания энергией всей этой лунной индустрии предлагается использовать солнечные силовые установки огромной мощности. Ведь теоретически с одного гектара лунной поверхности может быть получена за счет солнечного тепла мощность до 15 тысяч киловатт. Правда, такие солнечные энергостанции на Луне смогут работать лишь в течение лунного «дня», то есть примерно двух земных недель, а затем столько же времени не будут освещаться солнцем. Поэтому, как пишут авторы таких предложений за рубежом, придется устраивать кольцевание этих станций, расположенных на большом расстоянии друг от друга, чтобы всегда хоть одна из них была освещена солнечными лучами. По мнению авторов всех этих предложений, продукцию лунных заводов можно либо использовать на месте, либо отправлять на Землю. Необходимая для этого затрата энергии будет в 20 — 25 раз меньше, чем потребная для отправки такого же груза с Земли на Луну — ведь скорость отрыва от Луны равна всего 2⅓ километра в секунду.



Строительство поселения на Луне.

Исключительно велики возможности астронавтического использования Луны — она может стать своеобразным «окном в Космос». Луна будет не только первой целью межпланетного полета, но и имеющим важнейшее значение учебным центром для подготовки дальних межпланетных полетов, тренировки астронавтов, испытания кораблей, аппаратуры и т. д. На Луне будет, вероятно, в будущем функционировать постоянный «учебный лагерь» Высшей астронавтической школы, в котором будущие астронавты будут завершать свою теоретическую и практическую подготовку.

Важную роль будет играть Луна и в качестве промежуточной станции для дальних межпланетных кораблей в случае, если на ней можно будет наладить производство ракетного топлива. Организация такого производства будет едва ли не самой важной и первоочередной задачей людей на Луне. Вряд ли могут быть сомнения, что эта задача может быть решена; в частности, этому будет в большой мере способствовать изобилие энергетических ресурсов на Луне. В качестве рабочего вещества для атомных реактивных двигателей будет производиться сода; для химических жидкостных ракетных двигателей можно будет организовать производство жидкого кислорода, различных металлогидридов, то есть соединений металлов с водородом, кремневодородов и других горючих.

Для заправки топливом межпланетных кораблей с Луны им вовсе не обязательно совершать на нее посадку. Кораблю будет достаточно стать на время спутником Луны, чтобы перехватить контейнеры с топливом, посылаемые на соответствующую орбиту с Луны. Можно воспользоваться для этой цели и предложенным Кондратюком искусственным спутником Луны, на котором заранее будут накоплены большие количества доставляемого с Луны топлива. Круговая скорость относительно Луны вблизи ее поверхности равна всего 1,7 километра в секунду, так что снаряд, выстреленный из современной дальнобойной пушки, установленной на Луне, мог бы стать ее вечным спутником.

Целесообразно будет снабжать с Луны топливом также и спутники Земли; для этого понадобится немногим больше топлива (примерно на 20 процентов), чем для отправки его на спутник Луны. Кстати сказать, и создание больших межпланетных станций у берегов Земли, по-видимому, будет целесообразно осуществлять на Луне, откуда можно перебрасывать их на орбиты у Земли.

Особенности Луны — малая скорость отрыва, отсутствие атмосферы, большие энергетические ресурсы — могут сделать рациональной отправку грузов на спутники Луны и Земли, а также на самую Землю с помощью не ракет, а электромагнитной метательной установки — катапульты. Вообще говоря, с точки зрения затраты энергии на разгон межпланетного снаряда такая катапульта выгоднее ракеты. В любой катапульте приходится затрачивать энергию только на разгон самого корабля, тогда как в случае ракетного взлета большая часть расходуемого топлива затрачивается на ускорение самого же топлива, масса которого во много раз превышает массу корабля. Однако применение катапульт для взлета межпланетных кораблей с людьми практически исключается в связи с ограничением допустимого ускорения; длина такой катапульты должна была бы составить вследствие этого многие сотни километров. Другое дело — запуск грузовых кораблей с топливом, материалами, сырьем. В этом случае ускорения могут быть гораздо большими и длина катапульты соответственно много меньше.

В артиллерийских орудиях при выстреле ускорение снаряда может в десятки тысяч раз превышать ускорение земного тяготения. Однако даже при гораздо меньших ускорениях создание электромагнитной катапульты становится вполне возможным, в особенности на Луне, где потребная конечная скорость корабля гораздо меньше, чем на Земле.

Отсутствие атмосферы на Луне устраняет дополнительное препятствие для применения катапульт, существующее на Земле, — нагрев корабля во время разгона. При запуске корабля катапультой с Земли он должен лететь в плотном воздухе с огромной скоростью, вследствие чего даже в лучшем случае оболочка корабля сильно пострадала бы из-за аэродинамического нагрева. Теоретически температура может стать равной многим десяткам тысяч градусов, отчего оболочка мгновенно испарится. Единственное спасение корабля при этом должно заключаться в его скорости — он должен мгновенно пронизать плотную атмосферу и уйти на такие высоты, где нагрева не будет. Короче говоря, земная атмосфера делает запуск корабля катапультой практически невозможным. Это препятствие отпадает на Луне.

В электромагнитной катапульте для разгона корабля будет использован тот же принцип, на котором основано устройство всех электрических машин — генераторов и двигателей, играющих такую важную роль в современной технике. Как известно из физики, при движении электрического проводника в магнитном поле в этом проводнике возникает электрический ток, если проводник, перемещаясь, пересекает магнитные силовые линии; так именно устроены генераторы электрического тока — динамо-машины. Наоборот, если по проводнику, находящемуся в магнитном поле, заставить течь ток, то проводник начнет перемещаться в этом поле; это использовано в устройстве электродвигателей. В динамо-машине механическая энергия (вращение якоря) преобразуется в электрическую, в электродвигателе, наоборот, электрическая энергия — в механическую.

Очевидно, в нашем случае должен быть использован принцип электродвигателя, так как механическая работа — разгон корабля, то есть сообщение ему нужной кинетической энергии, должна быть осуществлена за счет расходуемой электрической энергии.

Катапульту можно представить себе так. Между плоскими полюсными башмаками электромагнитов создается мощное магнитное поле. В этом поле может передвигаться плоский якорь катапульты. Когда в обмотке якоря появляется ток, якорь начинает перемещаться вдоль полюсных наконечников электромагнита. С якорем связан разгоняемый корабль. Такие катапульты уже применяются в настоящее время для запуска самолетов.

С помощью электромагнитной катапульты можно было бы каждые несколько часов отправлять с Луны грузовые корабли-контейнеры, содержащие, допустим, 1 тонну топлива. Это топливо накапливалось бы на спутнике Луны и использовалось затем для заправки межпланетных кораблей, что имело бы огромное значение для будущего межпланетных сообщений. Уже одно это полностью оправдало бы создание поселения на Луне.

Конечно, намеченная выше в общих чертах программа освоения Луны — задача, рассчитанная на многие десятилетия.

Условия жизни на Марсе будут, очевидно, более легкими, чем на Луне. Кислород можно будет черпать из атмосферы Марса, правда очень разреженной — считается, что содержание кислорода в атмосфере Марса по крайней мере в 1000 с лишним раз меньше, чем в земной. Вода также имеется и на поверхности и в атмосфере Марса, хотя и в очень малых количествах. На Марсе имеется растительность. Температура на Марсе не падает ниже минус 70°1 как и у нас на Земле. Однако без астронавтического скафандра и на Марсе обойтись не удастся: атмосфера там слишком разрежена.

1 На полюсах Марса отмечались морозы до 100°.

Исключительно ценными должны быть научные результаты экспедиции на Марс. Наконец-то будут разрешены многочисленные загадки Марса, волнующие умы ученых и вдохновляющие фантазию писателей.



Фотоснимки Марса, показывающие наличие на нем атмосферы. Левая половина снимка сделана в красных лучах, фиксирующих поверхность планеты. Правая половина снимка сделана в ультрафиолетовых лучах, фиксирующих границу атмосферы (перерисовка с фотографий).

Какие заманчивые перспективы откроются перед учеными, когда им будет предоставлена возможность побывать на Марсе, как обогатятся наши знания, как двинется вперед наука!

Конечно, на Марсе могут быть созданы и поселения людей, подобные лунным, и промышленные предприятия. Сравнительная отдаленность Марса от Солнца делает малоэффективным использование солнечной энергии, и основным поставщиком энергии на Марсе должны быть, вероятно, атомные электростанции. Астронавтическое значение Марса может оказаться очень большим, когда люди перейдут к осуществлению межпланетных полетов третьей очереди — к внешним планетам солнечной системы. Дальние межпланетные корабли будут, надо думать, заправляться топливом с Марса. Вероятнее всего, это топливо будет предварительно накоплено на спутниках Марса — Фобосе и Деймосе. Конечно, производство ракетного топлива надо будет организовать для этой цели на Марсе.

О таинственной соседке Земли — Венере — ученым известно немного. Уж очень тщательно скрывает она свои секреты за непроницаемым слоем облаков, неизменно окутывающих эту планету. Венера имеет мощную атмосферу1, о составе которой известно мало. Твердо установленным можно считать только то, что в ней очень много углекислоты — во много раз больше, чем в земной атмосфере. Кислорода в атмосфере Венеры почти не обнаруживается, воды по крайней мере в 10 раз меньше, чем в земной атмосфере. Следует отметить, что все эти выводы сделаны по данным спектрального анализа газов, находящихся над слоем каких-то непрозрачных облаков. Состав самих облаков и газов, находящихся под ними, неизвестен. Поэтому об условиях жизни на Венере пока сказать ничего определенного нельзя, за исключением разве того, что температура на ее поверхности может превышать 100°. Очевидно, что только посадка космического корабля на поверхности Венеры сможет разрешить все эти загадки2.

1 Атмосфера Венеры открыта Ломоносовым в 1761 году. Этим гениальным открытием Ломоносов положил начало физическому планетоведению. Характерно, что Ломоносов рассматривал изучение природы планет и их спутников не как самоцель, а в связи с проблемами большого идеологического значения — в частности, проблемой обитаемости других небесных тел.

2 В последнее время советским ученым удалось выяснить некоторые новые факты, касающиеся Ве­неры. В атмосфере Венеры установлено наличие азо­та и кислорода, а также большое количество пыли. Зарегистрированы электрические разряды в атмосфе­ре Венеры — там бушуют грозы! Наблюдались ин­тенсивные полярные сияния в ночной атмосфере Венеры. Удалось также наблюдать явления зеркаль­ных отражений на поверхности Венеры — может быть, это огромные водные пространства, океаны? Специальное фотографирование планеты показало наличие облачных поясов на Венере, напоминающих хорошо известные пояса Юпитера. Это является при­знаком того, что Венера довольно быстро вращается вокруг своей оси. С помощью радионаблюдений за Венерой удалось определить, что период обращения планеты вокруг оси равен примерно 22 часам 17 ми­нутам (с точностью до 10 минут). Радионаблюдения же позволили установить, что температура поверх­ности Венеры нагрета не до 50°, как считалось ранее, а более чем до 100°.

Конечно, многое еще следовало бы сказать о возможностях, которые будут открываться перед людьми по мере того, как уносящие их межпланетные корабли будут забираться все дальше от Земли в глубь солнечной системы, когда будут совершаться посадки на все новых небесных телах. Но и то, о чем было сказано выше, что будет осуществлено уже после первых побед астронавтики, может иметь настолько важное значение для будущего научно-технического прогресса человечества, что целесообразность усилий, направленных на осуществление межпланетного полета, становится вполне очевидной.

Впрочем, всех возможностей, которые откроются перед людьми в связи с дальнейшим развитием и успехами астронавтики, сейчас и не предусмотришь.

Вот, например, обычно не упоминается принципиально существующая возможность активного вмешательства человека в жизнь солнечной системы. Используя реактивную технику, в особенности атомно-реактивную, можно при желании изменить пути движения небесных тел по их орбитам, заняться переустройством солнечной системы.

Чтобы изменить путь какого-нибудь небесного тела, нужно установить на нем мощную батарею реактивных двигателей, работающих на атомном или химическом топливе, и включать эти двигатели в строго определенные моменты. Конечно, при современном уровне развития реактивной техники так можно изменить путь только сравнительно небольших небесных тел. Впрочем, Луна не так уж мала, а ее путь вокруг Земли можно было бы при желании изменить уже сейчас.

Для этого нужно, чтобы молекулы газов, вытекающих из жидкостных ракетных двигателей, установленных на Луне, обладали большей скоростью, чем скорость отрыва от Луны, равная, как известно, 2⅓ километра в секунду. Тогда они навеки расставались бы с Луной, сталкивая ее с той орбиты, по которой она обращается вокруг Земли.

Такое воздействие на орбиту Луны могло бы сослужить когда-нибудь большую службу людям — например, предотвратить возможное через многие миллиарды лет падение Луны на Землю (если правильны взгляды некоторых ученых, высказывающих такое предположение) или же, наоборот, приблизить Луну к Земле, если это дозарезу понадобится астронавтам.

Но, пожалуй, более реальными выглядят проекты воздействия на орбиты астероидов. Конечно, изменить орбиту какого-нибудь астероида не представило бы особого труда даже для современной ракетной техники, но есть ли в этом какой-либо смысл?

Оказывается, есть. Не исключена возможность устройства на каком-нибудь подходящем астероиде космической «зимовки», вроде тех, что устраиваются на льдинах, дрейфующих в Северном Ледовитом океане. Только в отличие от полярных станций, исследовательская станция на астероиде дрейфовала бы в Космосе не по своим извечным, естественным путям вокруг Солнца, а по новой орбите, избранной и установленной самими обитателями станции.



«Переустройство» солнечной системы.

Вот тут-то и пригодится этот способ изменения орбит небесных тел! Какие только маневры не удастся проделывать в Космосе на астероиде, превращенном в межпланетный корабль. В частности, можно превратить его и в спутник Земли, как это предложил в 1957 году польский инженер Гейслер.

Но мысль об астероидах приходит не только в связи с этим. Если можно отправить какую-нибудь из крохотных планеток в далекое путешествие вокруг Солнца или в полет вокруг Земли, то можно ведь и так изменить ее природную орбиту, чтобы планетка упала на Землю. Это столкновение двух небесных тел, вызванное человеком, может представлять, оказывается, большой смысл, и вовсе не только научный.

Дело в том, что некоторые астероиды могут состоять из очень ценных и редких на Земле веществ, например, платины и других редких металлов. Даже в обычных метеоритах содержание этих металлов весьма велико, иногда в десятки раз больше, чем это необходимо для экономически выгодной добычи. А ведь можно попытаться разыскать астероиды, в которых таких металлов содержится еще больше. Вот почему может оказаться целесообразной «межпланетная охота» — погоня за астероидами и доставка их на Землю с целью использования содержащихся в астероиде металлов. Конечно, для этого надо будет обеспечить безопасное приземление космических рудных «месторождений», иначе столкновение тысячетонной массы с Землей может стоить слишком дорого.

Можно было бы предложить и другие варианты целесообразного вмешательства людей в размеренную жизнь солнечной системы. Но об этих возможностях еще будет достаточно времени подумать грядущим поколениям.

Глава 20

НА МЕЖПЛАНЕТНОМ КОРАБЛЕ

Какие трудности и опасности ждут будущих межпланетных путешественников, оказавшихся с глазу на глаз с мировым пространством? Сможет ли человек выдержать все испытания межпланетного полета?

Ответ на эти вопросы может оказаться решающим для будущего астронавтики.

В настоящее время еще нельзя со всей определенностью дать такой ответ — для этого потребуются многочисленные и разнообразные исследования в лабораториях ученых и при экспериментальных полетах высотных ракет. Как и при решении других физиологических проблем, вначале эти исследования будут произведены на животных.

Уже сейчас ведутся такие исследования. Животные не раз помещались на высотных исследовательских ракетах; у нас в стране собачки совершали полеты на высоту до 450 километров. Совершенно исключительное значение имеет исторический полет первого космического путешественника — Лайки на советском искусственном спутнике Земли. Эти опыты подготовляют проникновение человека в Космос.

Мы можем пока лишь предварительно оценить опасности межпланетного путешествия, основываясь на имеющихся знаниях в различных областях науки. К счастью, предварительная оценка, как мы увидим ниже, не дает пока оснований считать, что осуществление межпланетного полета окажется невозможным из-за того, что человек не сможет его перенести. Хотя различные опасности, которые ждут человека в межпланетном пространстве, и являются серьезными, вероятно, их можно избежать. К такому выводу пришел и Циолковский, впервые рассматривая различные опасности межпланетного путешествия. Новейшие исследования подтверждают этот вывод основоположника астронавтики.



Межпланетный корабль идет на посадку

Мировое пространство будет во всем враждебно человеку, осмелившемуся проникнуть в него. Какие только опасности и трудности не ждут путешественника в этом безграничном «океане»! Полное отсутствие воздуха, жесточайший холод и палящие лучи Солнца, вредные, а то и смертоносные лучи, бескрайные пространства и многомесячный полет, столкновение с небесными камнями, полное исчезновение тяжести и временами, наоборот, чрезмерное ее увеличение, да и кто знает, что еще... И все должно быть, конечно, тщательно изучено и взвешено до того момента, как межпланетный корабль отправится в свой далекий рейс, ибо любая, даже самая ничтожная ошибка, малейший просчет могут оказаться роковыми для человека в его единоборстве с силами стихии.

Единственное, что может спасти человека, решившего вторгнуться в полные опасностей просторы мирового пространства, — это всесторонняя защита от всех возможных воздействий этого пространства. Астронавты, пустившиеся в межпланетное путешествие, должны будут подвергнуть себя добровольному длительному, часто на много месяцев, заключению в межпланетном корабле. Они смогут рассчитывать только на свои силы, свое мужество, свое умение, на запасы, которые у них есть с собой.

О многом придется подумать командиру межпланетного корабля, когда он будет снаряжать его, готовя в далекий и нелегкий путь.

Прежде всего, конечно, воздух. Пассажиры корабля должны все время дышать свежим, чистым воздухом. Значит, нужно непрерывно отводить из кабины ядовитую углекислоту, выделяющуюся при дыхании, и, наоборот, добавлять кислород, который при этом поглощается. Как это сделать? Какие запасы кислорода необходимы? Какое давление воздуха целесообразно поддерживать в корабле? Вот вопросы, на которые прежде всего надо дать ответ1.

1 Проблема создания искусственного климата в кабине корабля или на спутнике Земли является принципиально новой для техники. Наиболее близко к этой проблеме подходит аналогичная задача для подводных лодок; в какой-то мере может быть использован также опыт кондиционирования воздуха на некоторых новейших самолетах. Проблема эта чрезвычайно сложна. Представление об этой сложности дает, например, одно из выполненных недавно исследований, по которому в воздухе кабины может находиться примерно 30 (!) различных летучих ядовитых веществ, являющихся результатом химического обмена человеческого организма с окружающей средой, а также выделяющихся при работе установок и приборов на корабле. И все эти вещества должны, конечно, удаляться из воздуха. Это только один из примерев, иллюстрирующих необычную сложность проблемы.



Малышка после благополучного возвращения из очередного рейса за стратосферу.

Давление в пассажирской кабине межпланетного корабля будет целесообразно, вероятно, поддерживать несколько меньшим, чем обычное атмосферное давление у поверхности Земли, например, таким, как на каком-нибудь высокогорном курорте. Это уменьшит нагрузку на стенки кабины, упростит работу всей воздушной системы. Впрочем, большого значения этот вопрос иметь не будет: окончательный ответ на него исследователи получат на основании опыта первых полетов.

Отсасываемый из кабины воздух будет подаваться вентилятором в очиститель, освобождающий его от углекислоты. Методы очистки могут быть химическими, но возможно также применение холодильника, в котором находящаяся в воздухе углекислота будет вымораживаться, превращаясь в «сухой лед». Однако нужно учесть, что в холодильнике будут превращаться в лед и находящиеся в воздухе водяные пары. Если не принять меры для использования (регенерации) этой замерзшей воды, то взамен ее для восстановления необходимой влажности воздуха придется расходовать воду из запасов на корабле. Этот расход может составить около 60 процентов всей воды, потребляемой пассажирами корабля.

Добавка кислорода в воздух, освобожденный от углекислоты, будет происходить в газификаторе, в котором жидкий кислород, хранящийся на корабле в баллонах, превращается в газ. Затем воздух поступит в увлажнитель, где будет доведено до нормы содержание влаги в воздухе; в обогатитель, в котором к воздуху будут добавлены все необходимые ароматические и прочие вещества, и подогреватель, обеспечивающий нужную температуру. После этого вентилятор подаст свежеприготовленный воздух в кабину.

Необходимый запас кислорода на корабле будет определяться числом пассажиров и длительностью полета. Расчет этого запаса — не простое дело. Главным образом это связано с тем, что потребление кислорода человеком зависит от многих условий: интенсивности и характера труда, продолжительности сна и проч. В среднем можно принять для предварительных расчетов, что каждый пассажир корабля будет потреблять не более 1 килограмма кислорода в сутки, учитывая его относительную малоподвижность на корабле. Как видим, при полетах на сравнительно короткие расстояния проблема снабжения кислородом не представляет особых трудностей. Так, например, для путешествия трех пассажиров на Луну и обратно запас кислорода должен составлять 30 — 35 килограммов. В особенности упрощается эта проблема, если двигатель корабля использует жидкий кислород в качестве окислителя.

Однако при дальних полетах положение меняется. Так, при полете на Марс, длящемся около 9 месяцев, на каждого пассажира корабля должно быть запасено примерно 300 килограммов кислорода, да и то при условии, что кислород, необходимый для жизни на Марсе и обратного полета, будет заимствован из атмосферы Марса. Очевидно, в случае таких дальних полетов для снабжения пассажиров межпланетного корабля кислородом придется организовать на корабле лабораторию по добыванию кислорода. Можно, например, построить установку, в которой углекислота, выделяемая экипажем корабля при дыхании, будет снова расщепляться на углерод и кислород, для чего, конечно, придется израсходовать соответствующую энергию. Эта установка будет «дышать» так, как дышат растения: вдыхая углекислоту и выдыхая кислород. Правда, эта аналогия с растениями только внешняя: советскими учеными выяснено, что кислород, выделяемый растениями, получается не из углекислоты, а из воды, которую растения всасывают корнями.

Не менее важным, чем обеспечение пассажиров межпланетного корабля кислородом, будет удовлетворение их голода и жажды. Большое поле деятельности в этом отношении ждет специалистов и в области питания, которые должны будут изготовить разнообразный ассортимент необходимых для астронавтов продуктов питания. Определенную службу здесь может сослужить опыт, накопленный при организации полярных экспедиций, а также при проведении дальних авиационных перелетов. Однако все это только робкое начало — подобные задачи при организации межпланетных путешествий будут неизмеримо более сложными.

Трудно точно определить запасы пищи и воды, которые должны быть на межпланетном корабле. Для ориентировки можно принять, что минимальный запас воды должен составлять примерно килограмм в сутки на человека, учитывая, что вся вода, заключенная в воздухе (выделяемая при дыхании и испаряющаяся через кожу), будет извлекаться из него и использоваться — ведь общая потребность человека в воде составляет примерно 2 — 2,5 килограмма в сутки. Запас пищи может быть определен, исходя из нормы 0,5 — 1 килограмма в сутки на человека. Следовательно, суммарный суточный расход кислорода, пищи и воды каждым пассажиром межпланетного корабля составит примерно 2,5 — 3 килограмма, причем для надежности следовало бы взять верхний предел. Это, конечно, должно быть учтено при проектировании корабля, определении потребного расхода топлива и проч.

Очень точно должен быть рассчитан тепловой режим корабля, причем, как это ни кажется странным на первый взгляд (ведь столько писалось о «холоде» мирового пространства!), главные трудности здесь могут быть связаны с задачами не обогрева, а охлаждения корабля в полете. Это объясняется тем, что охлаждать вообще значительно труднее, чем обогревать. Конечно, в случае полета на окраины солнечной системы или даже за ее пределы надо будет думать не об охлаждении, а о нагреве, но в околосолнечном пространстве мощные потоки тепла, излучаемые нашим дневным светилом, заставят скорее позаботиться о том, как уменьшить их действие. Кроме того, надо помнить и о тех источниках тепла, которые находятся на самом корабле, вроде пассажиров корабля и его оборудования.

Как нагрев корабля извне, так и отдача тепла наружу в Космосе могут происходить только путем излучения. Вот почему огромное значение имеет характер поверхности обшивки корабля. При одних и тех же условиях на корабле может воцариться адская жара или столь же нестерпимый холод — в зависимости от того, каковы свойства обшивки.

Так, например, полированный металл, а еще лучше никелированный, может нагреться под прямыми лучами палящего Солнца до 300 — 400°. При тех же условиях поверхность из другого материала может иметь температуру ниже нуля. Это зависит от того, как поверхность поглощает солнечное тепло и отдает его в виде инфракрасного излучения. Варьированием этих свойств обшивки можно добиться, что ее температура будет сохраняться в допустимых пределах.

Ценный опыт в отношении регулирования температурного режима космического корабля был получен при запуске первых советских искусственных спутников Земли,

Как и указывалось выше, основные трудности были связаны с перегревом спутников в полете. Вот почему на третьем искусственном спутнике был применен более эффективный метод регулирования температурного режима с помощью автоматических поворотных створок жалюзи.

Конечно, на корабле придется иметь и свою систему отопления, которая при необходимости (при взлете и посадке, а также при полетах к Солнцу) должна превращаться в систему охлаждения — такое преобразование применяется в настоящее время и на Земле для некоторых зданий. Вместе с тем надо будет обеспечить и тщательную изоляцию кабины корабля, что создаст более стабильные температурные условия в ней.

Источником тепла практически во всех случаях может быть Солнце. Для этого на поверхности корабля будут расположены солнечные котлы, подогревающие жидкость, которая будет циркулировать в системе отопления кабины. В качестве такой жидкости, очевидно, удастся использовать один из компонентов топлива для двигателя — окислитель или горючее. Поверхность котлов будет выкрашена в черный цвет, чтобы лучше поглощать тепло солнечных лучей. Котлы можно будет прикрывать створками при взлете корабля, а также в случае их выключения. Эти створки, как и вся остальная поверхность корабля, будут, возможно, покрашены специальной краской, чтобы создать нужные условия теплообмена излучением. При длительных полетах к внешним планетам обогрев котлов можно улучшить с помощью раскрывающихся отражательных зеркал.

Если на корабле установлен атомный двигатель, то проблема отопления решается, конечно, просто, и в этом случае надобности в использовании энергии Солнца не будет.

Изоляция межпланетных путешественников на корабле не закончится, когда корабль совершит посадку на планету. Выбраться за спасительные стенки корабля можно будет только после тщательного изучения условий, существующих на планете. Конечно, во всех случаях выйти из корабля можно будет только в скафандрах, которые должны быть, вообще говоря, различными для разных планет.

Например, не исключено, что особенно сложными будут скафандры путешественников на Луну, Меркурий и другие небесные тела, лишенные атмосферы. Поверхность таких небесных тел может оказаться радиоактивной в результате многовековой непрерывной интенсивной бомбардировки первичными частицами космического излучения, от которых нас на Земле защищает атмосфера. Известно ведь, что в результате взрыва атомной бомбы поверхность почвы вблизи места взрыва становится радиоактивной вследствие облучения ее радиоактивными лучами. Вслед за тем почва начинает испускать вторичные радиоактивные лучи, очень вредные для живых организмов. Ходить по ней становится опасным в течение иной раз весьма длительного времени. Если то же происходит и с поверхностью лишенных атмосферы небесных тел, то прогуливаться по ним астронавты смогут лишь в скафандрах, ткань которых будет включать специальный защитный слой, например, свинца, кадмия и других веществ. Иначе такая прогулка может стать роковой.

Одной из серьезных опасностей, которые могут поджидать человека на небесных телах, являются неизвестные у нас на Земле бактерии, вполне возможно смертоносные для людей в связи с тем, что наш организм не приспособлен для борьбы с ними. Еще более опасными могут оказаться такие бактерии, занесенные на Землю межпланетным кораблем из какого-нибудь далекого мира. Несомненно, что после возвращения на Землю межпланетный корабль с его пассажирами надо будет подвергнуть строжайшему карантину. Обидно, конечно, лишать межпланетных путешественников людского общества после многих месяцев, а может быть, и лет пребывания вне Земли, но слишком уж велика в этом случае возможная опасность для всего человечества, чтобы допускать легкомысленную неосторожность.

Впрочем, не только после полета межпланетные путешественники должны будут провести некоторое время в полной изоляции внутри кабины корабля, но, вероятно, и до полета. В этом случае кабина превратится в своеобразный тренажер, подобный тем, которые широко применяются в авиации для тренировки летчиков. Не дни, а может быть, недели должны будут провести астронавты на корабле в условиях, максимально напоминающих действительный межпланетный полет. Только это поможет им по-настоящему освоить все оборудование корабля, научиться пользоваться всеми многочисленными приборами и вообще «акклиматизироваться» на корабле. Конечно, такая тренировка начнется еще до того, как корабль будет построен, с помощью специально созданного тренажера, но она не сможет заменить «генеральной репетиции» на самом корабле. Важно будет и предварительное «срабатывание» экипажа корабля на Земле, еще до взлета. Ведь заменить кого-нибудь из членов экипажа в полете будет потруднее, чем на какой-либо полярной зимовке...

Глава 21

НУЖЕН ЛИ НАМ НАШ ВЕС?

Мы так привыкли к нашему весу, что обычно его вовсе и не замечаем, разве только врачи иногда советуют нам поправиться или похудеть. Поэтому вопрос о том, нужен ли нам наш вес, на первый взгляд может показаться странным.

Действительно, всякий человек на Земле имеет вес, причем вес, в общем, весьма постоянный, устойчивый. Увы, иначе обстоит дело в астронавтике. Находясь в межпланетном полете, вы можете сначала прибавить в весе к своим 50 или 60 килограммам еще трижды столько же и побить таким образом все существующие «рекорды», а потом мгновенно потерять не только благоприобретенные, но и свои собственные килограммы, став легче пушинки. Такие стремительные манипуляции с весом заставляют нас повнимательнее задуматься над тем, какую роль, в конце концов, играет вес в нашей жизни. Не приведут ли эти изменения веса к нарушению жизненно важных функций человеческого организма?

Наш вес — это сила, с которой нас притягивает Земля. Когда мы стоим, эта сила прижимает ступни наших ног к Земле, все тело давит на ноги, внутренние органы — один на другой, голова — на шею и т. д. Все эти силы давления и создают физиологическое ощущение веса.

Значительное увеличение веса связано с процессами разгона корабля — при взлете и торможения — при посадке. Инерционные перегрузки, возникающие при этом, могут сильно увеличить вес. Из-за вредного физиологического действия увеличенного веса инерционные перегрузки не должны быть больше четырех, то есть вес при наличии этих перегрузок не должен превышать учетверенного нормального веса. Но почему именно учетверенного? Так как увеличение инерционных перегрузок могло бы привести к существенной экономии топлива, то выбор величины допустимых перегрузок должен быть обоснованным.



Инерционные перегрузки, действующие на летчика в полете.

В чем проявляется вредное действие увеличенного веса? Представьте себе, что веки ваших глаз стали во много раз тяжелее, «налились свинцом», как говорят в тех случаях, когда сильно хочется спать. Сила глазных мышц может в этом случае уже оказаться недостаточной, чтобы удержать веки открытыми и они будут непроизвольно закрываться. Вы ослепнете, не сможете ничего видеть. Это и случается с летчиками самолетов, выполняющих фигуры высшего пилотажа, — на мгновение, например при выходе из крутого пикирования, у них полностью или почти полностью теряется зрение, что иной раз может оказаться роковым1. Это только один из примеров проявления увеличенного веса.

1 Потеря зрения под действием перегрузки может быть связана не только с этим, но и с кровяным голоданием светочувствительных клеток глазного дна — без обильного снабжения кислородом эти клетки работать не могут.

Гораздо серьезнее влияние перемещений внутренних органов под действием увеличенного веса, так как такие перемещения могут сильно отразиться на важнейших функциях организма. Обычно увеличение веса выше допустимых пределов приводит не к механическому повреждению внутренних органов, а к нарушению деятельности сердца и мозга. Кровь становится во много раз тяжелее, сердце и кровеносные сосуды не справляются с многократно увеличенной нагрузкой, кровь скапливается в одном месте, например, в нижней половине тела, отливая от мозга, причем иногда и сердце опустошается и работает вхолостую. Человек может потерять сознание из-за кровяного голодания мозга, что иной раз случается с летчиками, вынужденными, например в боевых условиях, идти на превышение допустимых инерционных перегрузок. Не зря от летчиков требуется идеальное здоровье и физическая тренированность: одни и те же перегрузки совершенно различно сказываются на разных людях.

Интересно, что выяснить проблемы, связанные со столь важными для авиации и астронавтики инерционными перегрузками, ученым помогают... жирафы! Если у летчиков под действием перегрузки кровь отливает от мозга и из-за кровяного голодания клеток мозга наступает потеря сознания, то почему такое кровяное голодание мозга не происходит у жирафов, у которых сердцу так трудно подавать кровь в очень высоко расположенную голову? По всем теориям жирафы должны страдать из-за своей необычной «конституции» — большого расстояния от сердца до мозга. Мало того, когда жирафы после питья поднимают голову, то при этой «инерционной перегрузке», в соответствии с существующими представлениями, они должны были бы терять сознание. Что же помогает им так легко справляться с трудными условиями работы их кровеносной системы? Группа ученых проводит в настоящее время в Африке опыты, которые должны дать ответ на этот вопрос, интригующий медицину, авиацию и астронавтику.

Большое значение имеет продолжительность действия перегрузки. В течение коротких промежутков времени человек может выдержать очень большие перегрузки. Имеющимся в этом отношении опытом мы обязаны главным образом авиации. Так, можно считать, что перегрузке, не превышающей двух, то есть когда вес человека увеличивается вдвое, человек может подвергаться без заметного ущерба для своего здоровья в течение весьма продолжительного времени. Принятая в качестве допустимой при взлете межпланетного корабля перегрузка, равная четырем, может переноситься человеком (вес его увеличится в этом случае до 200 — 250 килограммов) в течение нескольких минут, вероятно, без серьезных нарушений функций организма1. В течение долей секунды могут быть перенесены перегрузки до 15 и даже 20, в этом случае человек может «весить» более тонны! Подобные перегрузки возникают, например, при прыжках в воду в самый момент погружения в нее.

1 Перегрузка этого порядка действует, в частности, на мотоциклиста, участвующего в известном аттракционе «Мотоциклетные гонки по вертикальной стене». При этом мотоцикл мчится по вертикальной стене цилиндрической шахты в горизонтальном положении. Обычно аттракцион длится несколько минут.



Карусель-центрифуга для тренировки летчиков: вверху — перед испытанием, внизу — во время испытания.

Для исследования влияния больших инерционных перегрузок на человеческий организм, как и для тренировки летчиков, еще Циолковским были предложены и теперь используются специальные установки. Применяется, например, длинная рельсовая дорожка, по которой с помощью ракетного двигателя разгоняется тележка с сидящим на ней человеком; эта тележка потом резко тормозится для создания перегрузки. При некоторых испытаниях на такой установке человек выдерживал 35-кратную перегрузку в течение 1/5 секунды. Для этой же цели служит своеобразная карусель-центрифуга, представляющая собой длинный, в 15 — 20 метров, рычаг с укрепленным на его конце сиденьем для человека или испытательной кабиной. Центрифуга вращается вокруг своей оси с помощью электродвигателя. Такая установка позволяет создавать практически любые перегрузки в течение неограниченного времени: перегрузка создается при вращении центробежной силой. При испытании с различными животными перегрузка достигала многих десятков. Несомненно, что подобные установки будут использованы в будущем и для тренировки астронавтов1.

1 В одной из осуществленных за рубежом уста­новок этого рода через 7 секунд после старта дости­гается перегрузка, равная 40 («Экспрессинформация» ВИНТИ, октябрь, 1959 г.). В этой установке враще­ние центрифуги осуществляется электродвигателем весом 180 тонн и мощностью 4000 лошадиных сил. В герметической гондоле, подвешенной к рычагу на шарнире, могут создаваться условия, соответствую­щие различным скоростям и высотам полета.

Легко понять, почему в различных положениях человек по-разному переносит перегрузку. Отток крови от мозга или, наоборот, прилив к нему крови, а также нагрузка на сердце при инерционных перегрузках зависит от веса действующего на эти органы «столба» крови, который, в свою очередь, определяется высотой этого «столба». Хуже всего поэтому действуют перегрузки на стоящего человека. Когда человек сидит, то он может выдержать гораздо большие перегрузки, особенно если эти перегрузки действуют от головы. Наибольшие перегрузки он может выдержать, когда лежит. Вот почему с появлением первых реактивных самолетов, при полете которых могут возникать из-за большей скорости и большие перегрузки, конструкторы стали пытаться укладывать летчика на живот или на спину. Это позволяло им также уменьшать поперечное сечение фюзеляжа самолета, что приводило к уменьшению лобового сопротивления и увеличивало скорость полета. Однако надо сказать, что такое лежачее положение не слишком понравилось летчикам, хоть им было и легче переносить инерционные перегрузки при выполнении фигур высшего пилотажа. В настоящее время обычно поступают иначе. Летчика усаживают в так называемое противоперегрузочное кресло. Когда самолет неподвижен или перегрузка мала, например в горизонтальном полете или при взлете, летчик сидит в этом кресле, как в обычном. Если же перегрузка увеличивается, задняя спинка кресла автоматически откидывается назад, тем сильнее, чем больше перегрузка. При больших перегрузках летчик почти лежит на спине.

Вероятно, пассажиры межпланетного корабля будут сидеть в подобных креслах или же им с самого начала придется лечь на спину. Кресла для пассажиров должны быть достаточно упругими, чтобы принимать форму лежащего на них человека — это облегчит пассажирам перенесение нагрузки.

Циолковский рассматривал возможность помещения пассажиров при взлете межпланетного корабля в гидроамортизатор — сосуд, заполненный жидкостью со специально подобранным удельным весом, равным удельному весу человеческого тела. Поскольку любое тело, погруженное в жидкость, теряет в весе столько же, сколько весит вытесненная им жидкость, то пассажир, сидящий в ванне, предложенной Циолковским, не будет весить ничего, и в этом случае никакая перегрузка ему страшна уже не будет1.

1 Конечно, внутренние органы человеческого тела могут при этом все же перемещаться один относительно другого.



График, показывающий, как допустимые инерционные перегрузки зависят от времени их действия и от положения человека. Заштрихованы области, характерные для авиации и астронавтики.

Весьма вероятно использование в астронавтике специальных противоперегрузочных костюмов, которые уже применяются в авиации. Между двумя слоями ткачи такого костюма вдувается под давлением воздух, вследствие чего внутренний слой плотно облегает тело летчика и препятствует нарушению кровообращения.

Положение с перегрузкой могло бы оказаться критическим, если бы оно заставило совершать весьма длительный, постепенный взлет и такую же посадку. Однако, как было показано выше, при перегрузке, равной четырем, взлет будет продолжаться не более 6 — 7 минут, в течение которых эта перегрузка будет, вероятно, перенесена пассажирами корабля без чрезмерных неприятностей. Даже уменьшение перегрузки до трех увеличит продолжительность взлета только до 8 минут. Таким образом, опасения, связанные с действием перегрузки при взлете, которые так часто высказывались в прошлом, по всей вероятности являются преувеличенными.

Иначе обстоит дело с влиянием на человека полной потери веса, которая следует сразу же за исчезновением перегрузки при взлете. Как только двигатель корабля перестает работать и корабль оказывается в свободном полете, тяжесть на корабле исчезает и пассажиры перестают весить. Конечно, несколько обидно «похудеть» сразу на четверть тонны, но это совершенно неизбежно. «Невесомыми» пассажиры корабля будут во время почти всего полета — значит, в течение нескольких суток при полете на Луну или многих месяцев — при более дальних полетах. Как они будут себя при этом чувствовать? Это одна из важнейших проблем астронавтики.

Обычно в многочисленных фантастических романах и рассказах отсутствие веса у пассажиров межпланетного корабля преподносится как ощущение необыкновенной легкости, как чувство необычайно приятное и возбуждающее. Однако вряд ли это будет так на самом деле. Вероятно, первое впечатление от исчезновения веса будет связано с мгновенным ощущением потери опоры. Опора как бы внезапно уйдет из-под ног, и это вызовет инстинктивную попытку схватиться за что-нибудь, чтобы удержаться. Затем установится ощущение падения в бездонный колодец — надо думать, ощущение не для слабых душ. В течение всего времени невесомости вместо приятного ощущения легкости пассажиры межпланетного корабля будут находиться в состоянии постоянного напряжения. Однако можно надеяться, что человек в конце концов, в результате длительной и упорной тренировки, сможет приспособиться к этому состоянию.

Мы не знаем ни одной жизненно важной функции человеческого организма, выполнение которой зависит от веса. Дыхание, кровообращение, пищеварение, движение — все эти функции выполняются в результате действия нервной системы и мускулатуры (мышц) человеческого тела и от веса не зависят1. Точно так же не зависит от веса и действие органов чувств: зрение, слух, обоняние, вкус.

1 Некоторые ученые, правда, высказывают мнение, что при длительном пребывании в условиях невесомости тонус кровеносных сосудов, обычно воспринимающих также нагрузку и от веса крови, будет постепенно понижаться, что может вызвать со временем серьезные нарушения кровообращения.

Вместе с тем отсутствие веса вызовет все же, как можно предполагать, ряд расстройств в человеческом организме. Опыт, накопленный в этом отношении наукой, еще чрезвычайно мал, и поэтому пока приходится ограничиваться, к сожалению, лишь предположениями, основанными на наших знаниях функций отдельных частей человеческого организма.

В человеческом организме имеется сложная система так называемых механорецепторов, которые дают мозгу, центральной нервной системе детальную информацию о всех видах механических возбуждений, испытываемых человеком. Среди таких механорецепторов различаются: вестибулярный аппарат внутреннего уха, который реагирует на перемещение человеческого тела; чувствительные клетки кожи, реагирующие на давление; мускульные веретёнца, заключенные во всех тех мускулах, которые передвигают и фиксируют части организма, и другие.

Механорецепторы играют большую роль в чрезвычайно важной психофизиологической функции — ориентировке человека. При обычных условиях ориентировка человека в пространстве достигается тем, что механорецепторы фиксируют направление силы тяжести по отношению к положению человека, а зрение устанавливает положение человека по отношению к окружающим предметам. Оба ощущения при этом вполне согласовываются, сливаясь в одно чувство ориентировки.

Но как только вес исчезает, механорецепторы отказывают в выполнении своих функций ориентировки. Если человек неподвижен, то они вообще будут «молчать», и ориентироваться можно будет только с помощью зрения. При движении человека механорецепторы будут возбуждаться, но только под действием сил инерции, которые будут сообщать вес, переменный по величине и направлению, отчего будут меняться и сигналы рецепторов. В этом случае картины, регистрируемые механорецепторами и глазами, будут расходиться. Исчезнет привычная автоматичность движений, та обычно даже не замечаемая нами согласованность всех перемещений органов человеческого тела, которая позволяет осуществлять целенаправленные действия, например при письме и т. д. Это может сильно ограничить работоспособность межпланетных путешественников.

Мало того, рассогласованность сигналов различных механорецепторов может вызвать потрясения психики человека; вспомните, как мы обычно пугаемся, когда встречаемся в повседневной жизни с проявлениями такой рассогласованности, например, когда шагаем «в пустоту», просчитавшись в числе ступенек лестницы, и др.

Жизнь в условиях невесомости на корабле будет настолько непривычной, что почти всем, обычно полностью автоматическим действиям путешественникам придется учиться заново. Так, например, когда мы ходим, то не задумываемся, конечно, в каком порядке осуществлять все необходимые движения, они получаются «сами собой», автоматически. Иначе будет на корабле — эта автоматичность будет нарушена, согласованность движений исчезнет, ходить надо будет учиться заново, причем это будет гораздо более трудной задачей, чем учиться ходить после длительной болезни.

Не просто будет в условиях невесомости и... спать. Действительно, в переходе ко сну участвует сложная цепь взаимозависимых действий различных органов человеческого тела, о которых мы, естественно, ни на минуту не задумываемся, а просто засыпаем — и все. В условиях невесомости эта согласованная цепь расстроится, некоторых привычных сигналов не будет (например, не будет ощущения опоры). Удастся ли при этом заснуть? Трудно сказать. Не исключено, что пока не выработается новая привычка, придется «помогать» путешественникам заснуть, крепко-накрепко привязывать их к постели. Так что сон в воздухе, в центре кабины, как это иногда рисуется некоторым, вряд ли удастся. Впрочем, он не удастся не только поэтому. Ведь в условиях невесомости достаточно небольшой силы, чтобы вывести тело из равновесия. Такой силой будет в этом случае реакция струи воздуха при дыхании. Нос спящего будет действовать, как заправский реактивный двигатель пульсирующего типа. Его реактивная «тяга» будет перемещать спящего и одновременно вращать в воздухе кабины до тех пор, пока он не уткнется куда-нибудь в стену.

Интересный пример необычности условий жизни путешественников при невесомости приведен одним немецким ученым. Представьте себя в каюте корабля. Вы стоите на полу, сверху над вами потолок, все как положено. Конечно, в этих условиях «низ» и «верх» — понятия условные, но ковер на полу и люстра на потолке не позволяют вам их перепутать. Теперь вы приседаете и отталкиваетесь от пола. При этом примерно на 1 секунду вы снова начинаете весить, правда, всего около 10 килограммов — этот вес создается силой толчка. Под действием этой силы вы отправитесь в полет к потолку. Когда он окажется в угрожающей близости к вам, вы поднимете руки, чтобы упереться в потолок; как видите, руки оказались поднятыми, а не опущенными — это все дань прежнему представлению о том, где верх, а где низ. Но вот произошло столкновение с потолком, ваши руки оперлись о него рядом с люстрой. В это же мгновение снова появился вес. Вы опять стали весить все те же примерно 10 килограммов и опять примерно на 1 секунду. Но на этот раз вес направлен... не туда! Теперь, в этот момент встречи, вес тянет вас к бывшему потолку, «бывшему», потому что он становится для вас уже полом, это согласовывается с привычными для человека ощущениями. Вам покажется, что вы делаете стойку на руках, то есть как бы совершили невидимое сальто в каюте! Таких примеров можно было бы привести немало.

Существует физиологический закон, по которому характер реакции органов чувств человеческого тела на какое-нибудь возбуждение зависит от того основного фона, на котором произошло это возбуждение. Это легко пояснить каким-нибудь примером, допустим, связанным со зрением, хотя этот закон относится ко всем органам чувств.

Человеческий глаз обладает огромным диапазоном чувствительности: наиболее слабый источник света, различаемый глазом, примерно в миллиард раз слабее наиболее сильного источника, который мы можем безболезненно видеть. Но один и тот же источник света будет виден нам по-разному в зависимости от общей освещенности фона. Так, например, мы почти не обращаем внимания на автомобиль, едущий днем с зажженными фарами — они почти не видны. Но зато ночью или в абсолютной темноте комнаты зажженная спичка нас ослепляет.

В соответствии с этим законом отсутствие веса на корабле приведет к повышенной реакции на такие возбуждения, которых в обычных условиях мы почти не замечаем. Небольшой поворот головы, например, будет ощущаться как быстрое вращение, и т. д. Особенно неприятно это будет во сне: при этом не будет спасительной функции глаз, дающих правильное представление о происшедшем. Поэтому, вероятно, путешественников будут во время сна мучить кошмары, связанные с самыми невинными движениями тела.

Да, нелегко будет жить в условиях невесомости, в особенности без привычки!

Опыт слепых полетов на самолетах показывает, что человек может подавить неправильную информацию механорецепторов и основываться на наблюдении приборов. Это очень важное свойство вырабатывается летчиками путем длительной тренировки. Однако некоторые исследования показывают, что такая дисгармония ощущений и чувств, вполне согласованных в обычных условиях весомости, может вызвать некоторые определенные формы морской болезни.



Эти 4 кадра перерисованы с фотографий, сделанных на «невесомом» самолете (США)

Возможно, что отсутствие веса сделает океан мирового пространства очень «бурным» для астронавтов, поскольку они могут оказаться подвергнутыми жесточайшим приступам «межпланетной болезни».

В частности, можно полагать, что при отсутствии веса появятся серьезные нарушения в действии вестибулярного аппарата внутреннего уха, являющегося органом, воспринимающим перемену положения и изменения в движении человеческого тела и играющим важнейшую роль в обеспечении равновесия тела в покое и движении.

По мнению других ученых, длительный космический полет в условиях динамической невесомости может вызвать у пассажиров корабля нарастающую сонливость и слабость. Серьезную проблему представляет также обратный переход от невесомости к нормальному или даже увеличенному весу. А ведь именно так будет обстоять дело в реальном межпланетном полете — после длительного периода невесомости в полете на основном участке космической трассы придется совершать посадку, при которой вновь возникнут инерционные перегрузки. Как справится организм, мышцы которого в большей мере атрофировались в результате длительной невесомости, с этими перегрузками? Пожалуй, это будет не просто.

Проблема динамической невесомости начинает уже интересовать и авиацию. Современные высотные реактивные самолеты могут при резком снижении с больших высот, где сопротивление воздуха очень мало, создавать для летчиков условия невесомости примерно на 45 — 50 секунд. Подобные полеты не вызывали болезненных— ощущений у летчиков, как и затяжные прыжки парашютистов с больших высот.

Несколько иные результаты дали аналогичные испытания, проведенные в США. Об этих испытаниях было сообщено на Международном астронавтическом конгрессе в Риме в сентябре 1956 года. Испытаниям, которые проводились на двухместном реактивном скоростном самолете, было подвергнуто 16 человек, причем всего было совершено более 300 испытательных полетов. Чтобы создать условия невесомости, самолет вначале набирал скорость при пикировании, а затем совершал полет по параболической траектории; точнее говоря, эта траектория была эллиптической, но при столь малых расстояниях разница между обеими траекториями неощутима. При полете по восходящей ветви этой траектории, когда самолет набирал высоту, двигатель работал на полную мощность, а на нисходящей ветви, при снижении самолета — на уменьшенной мощности, равной примерно трем четвертям от максимальной. Летчик, управлявший самолетом, вел его так, чтобы акселерометр, установленный в кабине, показывал нуль. Это и значило, что на самолете установилось состояние невесомости, состояние свободного падения под действием силы тяжести — остальные силы (сила тяги двигателя и силы воздействия воздуха на самолет) при этом уравновешивались. Такое состояние длилось примерно 40 секунд. За это время проводились различные исследования, связанные с невесомостью, причем осуществлялась автоматическая киносъемка. Предметы «плавали» в воздухе в кабине, жидкость не выливалась из сосуда и т. д. Пассажир самолета за это же время подвергался ряду испытаний, в частности должен был попасть карандашом в центр нарисованного квадрата и др.

Целью испытаний было выяснение общего самочувствия испытуемых и проверка того, насколько нарушается при невесомости координация их движений. Результаты оказались поучительными: одни из испытуемых чувствовали себя превосходно, как они потом сообщали, другие — неважно, а третьи — просто скверно: они ощущали настоящие приступы «воздушной болезни». Это лишний раз показывает, что к отбору будущих межпланетных путешественников придется относиться очень осторожно — индивидуальные особенности организма имеют большое значение не только в отношении влияния на него инерционных перегрузок, но, оказывается, и в отношении реагирования на состояние невесомости.



Схема полета ракеты для изучения невесомости.


Проект ракеты для изучения влияния невесомости человека.

Правда, все эти испытания в течение короткого времени очень непоказательны — они не дают правильного представления о том, как влияет на человека невесомость. Ведь и морская болезнь обычно проявляется не сразу, а примерно через 15 — 20 минут.

Поэтому возможно, что даже тот, кто хорошо переносит невесомость в течение полминуты, через четверть часа совершенно вышел бы из строя. Чтобы получить уверенный ответ на этот важнейший для астронавтики вопрос, следовало бы провести испытания большой длительности.

К сожалению, осуществить длительные испытания в условиях невесомости не просто. Даже весьма сложные установки для таких испытаний (первые установки были предложены еще Циолковским) все же не обеспечивают нужной длительности. Так, ведутся подобные опыты с использованием глубоких шахт угольных бассейнов, элеваторов и т. д. В этих опытах подвергающийся исследованию человек закрепляется в особой свободно падающей тележке и во время падения у него измеряется давление крови, изучается работа сердца и т. д.

Значительно более сложным, но зато и более эффективным было бы испытание с помощью высотных ракет, специально созданных для исследования влияния невесомости. По одному из зарубежных проектов («Журнал авиационной медицины», США, 1953 г.), такая ракета должна весить 21 тонну, из которых 17 тонн топлива. Сверху на ней устанавливается пассажирская кабина с человеком (общий вес полезной нагрузки примерно 1300 килограммов). За 2,5 минуты работы двигателя ракета должна уноситься на высоту около 70 километров, а затем еще лететь с остановленным двигателем около 230 километров, достигая более чем за 6 минут общей высоты подъема 300 километров. После остановки двигателя специальное устройство должно отделить кабину, которая в течение 5 — 6 минут будет лететь в свободном полете, а затем опустится на парашюте.

Пока еще такая ракета не создана, однако первые пассажиры уже летали, и не раз, в ионосферу с целью исследования влияния на них этого, по существу, космического полета и, главным образом, влияния невесомости в полете. Для полетов применялись специально приспособленные высотные ракеты, но летали на них не люди, а животные — мыши, попугаи, обезьянки, собачки. Их подвергали в полете детальным физиологическим обследованиям, автоматически снимали на кинопленку, изучая поведение в разных условиях, на разных этапах полета.

У нас в стране много раз летали на высоту до 210 километров (а в одном случае, в августе 1958 года, даже на высоту 450 километров) собаки, заключенные в герметическом отсеке высотной ракеты, причем в этом отсеке создавалась такая же искусственная атмосфера, какая будет существовать и в кабине межпланетного корабля.

Отсек с находящейся в нем собакой в конце полета отделялся от ракеты и опускался на парашюте, доставляя на землю в полной безопасности своего пассажира. В других случаях собаки находились на ракете не в герметическом отсеке, а в специальном «межпланетном» скафандре. В этих полетах скафандр прикреплялся к находящейся на ракете тележке, которая в нужный момент выбрасывалась из ракеты с помощью особого катапультирующего приспособления. Затем собака в скафандре тоже опускалась на парашюте.

В таких полетах на каждой ракете находилось по две собаки. Некоторые из них «налетали» в Космосе по нескольку часов, в частности, отличились собачки Альбина, Муха, Малышка, Козявка... Эти клички не случайны — приходилось подбирать «малогабаритных» пассажиров. Все собаки, летавшие в Космос, чувствуют себя сейчас превосходно. Их полеты, а также полет Лайки на искусственном спутнике дали много ценного для выяснения влияния космического полета на живые организмы. Получены данные и относительно влияния невесомости. Однако это никак не может заменить полета человека. Но и полет человека на высотной ракете не даст полного и исчерпывающего ответа, хотя, конечно, будет очень ценным, — слишком мало он длится. Ведь для окончательного заключения нужен не минутный, а часовой полет, полет в течение дней. Вот почему наиболее полно влияние невесомости будет изучено, когда появятся все более дальние и высотные пассажирские ракеты, а затем и искусственные спутники Земли с пассажирами на борту. Особенно ценными будут именно последние, так как продолжительность пребывания в условиях невесомости на спутниках будет практически неограниченной.

В настоящее время еще нельзя сказать со всей определенностью, понадобится ли создание искусственной тяжести на межпланетных кораблях и искусственных спутниках Земли или же удастся обойтись полумерами, вроде магнитных подковок на обуви. Вероятнее всего, искусственная тяжесть будет создаваться только на межпланетных кораблях, совершающих полеты между спутниками планет, то есть на основном участке космических трасс. При более коротком полете необходимости в этом не будет.



Комета Галлея пересекает орбиту Земли. На переднем плане — Луна.

Глава 22

СМЕРТОНОСНЫЕ ЛУЧИ

Мировое пространство, в котором будет совершать свой полет межпланетный корабль, хоть и не имеет воздуха, однако вовсе не «пусто». В нем действительно мало вещества. Однако это пространство очень богато энергией: оно пронизывается мощным излучением различного рода.

Как будет сказываться это излучение на здоровье астронавтов? Защитят ли их от действия излучения, если оно окажется вредным, стенки межпланетного корабля? Вряд ли можно пускаться в межпланетный полет, не имея точного ответа на эти вопросы, не будучи уверенным, что излучение, пронизывающее мировое пространство, не окажется смертельным или даже просто вредным для пассажиров межпланетного корабля.

Живя на Земле, мы не знаем в точности, что представляет собой излучение, пронизывающее мировое пространство. Благодаря фильтрующему действию земной атмосферы мы можем на поверхности Земли улавливать лишь слабые отзвуки тех мощных процессов, которые происходят в верхних слоях атмосферы под действием врывающихся в нее из мирового пространства лучей. Земной поверхности достигает лишь незначительная часть первоначального излучения. Однако наука сумела, используя тончайшие приборы, поднимаемые на большие высоты с помощью воздушных шаров-зондов и высотных ракет, разгадать эту загадку природы.

Благодаря успехам науки мы теперь довольно точно представляем себе характер излучения, пронизывающего мировое пространство, хотя, конечно, в дальнейшем могут быть обнаружены пока еще неизвестные виды этого излучения.

Некоторые виды излучения оказывают вредное действие на человеческий организм, а при больших дозах могут оказаться и смертельно опасными. Следовательно, вопрос, поставленный в начале этой главы, вовсе не является праздным. Пассажиры межпланетного корабля должны быть защищены от вредного действия разных видов космического излучения. Вряд ли можно считать успешным межпланетный полет, когда корабль доставит к цели лишь бренные останки путешественников, убитых в пути смертоносными лучами.

Основным источником излучения, пронизывающего пространство, в котором будет совершать свой полет межпланетный корабль, является Солнце. Солнце, как и другие звезды, шлет во все стороны мощные потоки электромагнитного излучения различных длин волн. Здесь и самые длинные из таких волн — длиной от миллиметров до метров и даже десятков метров — это радиоволны, их улавливают радиотелескопы и изучает радиоастрономия. К радиоволнам примыкают тепловые лучи Солнца, так называемые инфракрасные, несущие с собой основное количество тепла, излучаемого Солнцем и обогревающего Землю; с этими волнами уносится половина всей энергии, излучаемой Солнцем. Длина инфракрасных волн — от десятых долей миллиметра до микронов, то есть тысячных долей миллиметра.

Инфракрасные волны начинают так называемый оптический спектр электромагнитного излучения; правда, сами эти волны невидимы, но уже считаются световыми. Впрочем, не исключено, что имеются живые существа, зрительный аппарат которых реагирует и на инфракрасный свет. Рядом с инфракрасными лучами в сторону волн с меньшей длиной волны лежит видимый свет, причем длина световой волны определяет ее «цвет»: самые длинные волны — красные, самые короткие — фиолетовые.

Затем в спектре солнечного излучения идут еще более короткие световые волны — ультрафиолетовые, с длиной волны в десятые и сотые доли микрона. И снова эти волны человеческий глаз не видит, хотя, например, насекомые на них реагируют и в их жизни они играют большую роль.

Замыкают оптический спектр солнечного излучения рентгеновы лучи. Кто не знает об этих чудодейственных лучах, невидимых, но делающих видимыми все внутренности человека? Без них медицина стала бы слепой...

Электромагнитные волны с наименьшей известной длиной волны — так называемые гамма-лучи — в спектре солнечного излучения пока не обнаружены. Эти волны имеют длину волны в миллиардные доли миллиметра. Встречаются даже еще более коротковолновые гамма-лучи.

Но Солнце излучает не только электромагнитные волны. Во все стороны от Солнца мчатся потоки мельчайших электрически заряженных частиц вещества, извергаемые нашим дневным светилом. Это — ядра атомов водорода, так называемые протоны, одни из тех элементарных «камешков», из которых сложена вся материя. С огромной скоростью врываются эти частицы в земную атмосферу, вызывая одно из наиболее красивых явлений природы — полярные сияния.

Однако Солнце — основной, но не единственный источник излучения, которому будет подвергаться любой межпланетный корабль. Околосолнечное пространство пронизывают во всех направлениях еще и другие лучи, получившие в науке название космических. Этим названием ученые подчеркнули то обстоятельство, что источник космических лучей лежит где-то в мировом пространстве, он до сих пор точно не известен. В последнее время, правда, установлено, что наше Солнце имеет непосредственное отношение и к этому излучению, но космические лучи несутся на Землю практически равномерно со всех сторон, так что уж во всяком случае Солнце — не единственный источник этого излучения.

Впрочем, мы говорим «лучи», хотя в действительности в данном случае речь идет не о волнах, не об электромагнитном излучении, а о потоках вещества, потоках корпускул, мельчайших частиц. Эти частицы представляют собой, в основном, протоны, как и частицы, испускаемые Солнцем во время вспышек на нем, — об этих частицах мы говорили выше. Однако в космических лучах имеются, хоть и в небольшом числе, и другие частицы — тоже ядра атомов, но уже не водорода, а более тяжелых атомов. Из этих «других» частиц подавляющее большинство — так называемые альфа-частицы, то есть ядра атомов гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов (эти частицы примерно вчетверо тяжелее протонов). Небольшая часть ядер в космических лучах принадлежит более тяжелым атомам, вплоть до атомов индия — они в десятки раз тяжелее протонов. Но самое главное отличие космических частиц от протонов, излучаемых Солнцем, заключается в том, что космические частицы несут в себе неизмеримо большую энергию.

Какие же из перечисленных видов излучения, пронизывающего околосолнечное пространство, могут оказаться опасными для межпланетных путешественников?

Очевидно, опасными будут такие виды излучения, которые могут вызвать вредные биологические и химические изменения в человеческом организме1. Конечно, могли бы оказаться опасными и температурные колебания, связанные с тепловым воздействием излучения, например, резкий перегрев организма, но этот вопрос уже был рассмотрен нами в главе 20, и здесь мы считаем, что температура в кабине корабля поддерживается все время комфортной.

1 Биологическое воздействие излучений изучается наукой, носящей название радиобиология.

Теория и опыт показывают, что биологическое и химическое воздействия излучения тем больше, чем короче длина волны этого излучения. Коротковолновое, или, как говорят, жесткое, излучение оказывает гораздо более сильное воздействие этого рода, чем длинноволновое излучение. Так, относительно длинноволновое инфракрасное и видимое излучения Солнца, заключающие в себе около 95 процентов всей энергии этого излучения, вызывают в основном нагрев и лишь небольшие химические изменения. Другое дело, например, ультрафиолетовое излучение, в особенности его коротковолновая часть. Лучи, лежащие в так называемой ближней ультрафиолетовой области солнечного спектра, то есть сравнительно длинноволновой, вызывают хорошо известный всем обычный загар, полезный для человека, содействуют образованию витаминов в теле, дезинфицируют помещения, питьевую воду. Правда, эти же лучи при длительном сильном облучении могут повредить глаза, вызвать ожог кожи.

Иное дело — более жесткие, то есть коротковолновые, ультрафиолетовые лучи солнечного спектра. Они не достигают земной поверхности, их задерживает, отфильтровывает земная атмосфера, и это — счастье для всего живого на Земле, ибо эти лучи весьма вредны для живых организмов. Впрочем, если бы дело обстояло иначе, то жизнь на Земле, по-видимому, тоже развивалась бы иначе; если та часть ультрафиолетового излучения, которая достигает земной поверхности, оказывается безвредной и даже полезной для человека, то это не чудесная счастливая случайность, а результат длительного, многовекового приспособления человеческого организма к существующим на Земле природным условиям.

Межпланетный корабль будет подвергаться действию всего спектра солнечного ультрафиолетового излучения, в том числе и того, которое обычно отфильтровывается земной атмосферой. К счастью, металлическая обшивка корабля практически полностью защищает его пассажиров от действия этого вредного излучения. Сложнее обстоит дело с окнами корабля. Правда, можно и нужно, конечно, изготовить эти окна из такого стекла, которое не пропускает ультрафиолетовых лучей — подобные стекла имеются. Однако они под действием этих лучей со временем темнеют и становятся мало прозрачными. Чтобы сохранить прозрачность окон, крайне необходимую астронавтам, их придется, вероятно, защищать ставнями, не пропускающими ультрафиолетовых лучей, например металлическими. Обидно, конечно, что пассажирам космического корабля, буквально купающегося в лучах никогда не заходящего ослепительного Солнца, придется проводить долгие дни межпланетного полета при искусственном освещении.

Оказывается, однако, что при желании можно «видеть» и через металлическую оболочку корабля, если она изготовлена из особого металла. Этим металлом является германий, получивший в последнее время известность благодаря своим замечательным свойствам полупроводника. Конечно, и на межпланетном корабле будут широко применены полупроводниковые приборы различного назначения, изготовленные из германия. И вот, оказывается, этот самый германий обладает еще одним совершенно неожиданным свойством — он прозрачен для света. Правда, он пропускает не видимый свет, а инфракрасные лучи, но зато их он пропускает так же беспрепятственно, как обычное стекло — лучи видимого света. Вот почему, возможно, межпланетный корабль будет иметь, помимо обычных окошек из специального стекла, еще и окошки из германия. Через эти окошки, которые, конечно, никогда не помутнеют от действия ультрафиолетовых лучей или ударов микрометеоритов, астронавты смогут беспрепятственно вести фотографирование в инфракрасных лучах — а ведь такое фотографирование в астрономии иногда важнее, чем обычное. Можно, при желании, устроить и телевизор, на экране которого будет рисоваться картина, видимая из корабля в инфракрасных лучах! Это будет большим подспорьем для астронавтов.

Живя на поверхности Земли, мы не подвергаемся действию рентгеновского излучения Солнца и даже не знали бы о его существовании, если бы приборы, унесенные высотными ракетами на большие высоты, не установили его наличие. Правда, до сих пор установлено лишь существование сравнительно мягкого рентгеновского излучения Солнца — эти рентгеновы лучи имеют гораздо большую длину волны, чем те, с помощью которых нас просвечивают в амбулатории. С большой степенью уверенности можно считать, что обшивка корабля будет надежно защищать астронавтов от рентгеновского излучения Солнца.

По характеру вредного воздействия на человека ультрафиолетовые и рентгеновы лучи принципиально одинаковы, за тем лишь исключением, что первые действуют только на наружные части тела, тогда как вторые проникают внутрь его, поражая также и внутренние органы. Это вредное воздействие заключается в том, что мощные кванты света — фотоны, сталкиваясь с атомами и молекулами в тканях человеческого тела, выбивают из этих атомов и молекул наружные электроны, то есть ионизируют их, превращают в электрически заряженные частицы — ионы. В результате такой ионизации нормальная работа клеток человеческого тела нарушается.

При очень сильной ионизации, которая возникает, например, под действием радиоактивного излучения при взрыве атомной бомбы, болезненные изменения в организме («лучевая болезнь») могут быть очень опасными и даже смертельными.

Чем меньше длина волны ионизирующего излучения, тем больше энергия фотона этого излучения и, соответственно, больше число образуемых фотоном ионов. Поэтому рентгеновы лучи более опасны, чем ультрафиолетовые.

Еще более опасными являются так называемые гамма-лучи, вызывающие несравненно большую ионизацию1. Однако можно полагать, что интенсивность испускаемого Солнцем рентгеновского излучения мала, хотя исчерпывающих знаний в отношении его влияния на человека еще нет. Во всяком случае можно надеяться, что защитное действие оболочки межпланетного корабля сделает это излучение не опасным для астронавтов.

1 Рентгеновы лучи образуются при торможении быстро летящих электронов электронной оболочкой атомов и молекул. Гамма-лучи испускаются ядрами атомов при некоторых ядерных превращениях.

Сложнее с космическим излучением. Недаром проблема влияния космических лучей на межпланетных путешественников в последнее время привлекает все больший интерес и внимание астронавтики — эта проблема может стать камнем преткновения на пути в Космос, может оказаться непреодолимым препятствием. До сих пор мнения ученых об этом влиянии космического излучения расходятся, единодушия здесь нет. И если одни склонны к переоценке трудности этой проблемы, то другие, наоборот, проявляют, пожалуй, неоправданный оптимизм, недооценивая серьезность положения.

Мчащиеся с огромной скоростью частицы, входящие в состав космического излучения, образуют в организме, если они в него попадают, очень большое число ионов. В этом заключается главная неприятная особенность вредного действия космических лучей. Именно поэтому космические лучи производят в человеческом организме гораздо большие разрушения, чем другие виды излучения.

На Земле мы защищены от вредного действия космических лучей огромной толщей воздуха. Космические частицы не достигают земной поверхности, они сталкиваются с атомами воздуха. К нам долетают лишь частицы, образовавшиеся при таких столкновениях, то есть продукты происходящих при этом ядерных превращений. Эти вторичные частицы все еще обладают огромной энергией и потому чрезвычайно сильным ионизирующим действием. Однако это только жалкая тень того воздействия, которое оказали бы сами первичные космические частицы. На больших высотах ионизирующее действие космического излучения гораздо сильнее, чем у земной поверхности.

Как полагают ученые, вредное воздействие космического излучения связано не только с количеством образующихся в организме ионов, но и с тем, как эти ионы распределены по организму. Если человека облучить рентгеновыми лучами, то ионы распределяются в организме равномерно. Иначе обстоит дело в случае облучения космическими лучами. Путь каждой космической частицы, попавшей в организм, отмечается лавиной ионов, причем чем тяжелее частица, тем «гуще» оставляемый ею за собой ионный след. Вот такие же наэлектризованные колонны-«трубки» оставляют за собой в воздухе врывающиеся в земную атмосферу метеоры. Если альфа-частица перед своей остановкой, когда она уже потеряла всю скорость в результате столкновения с атомами и молекулами тела, и вызывает наибольшую ионизацию, образует в каждой клетке несколько десятков тысяч пар ионов, то тяжелая космическая частица образует несколько миллионов пар. Ученые считают, что столь высокая концентрация ионов при облучении космическими лучами увеличивает вред, причиняемый организму, по крайней мере раз в 10.

Если рассматривать след-трек, оставляемый тяжелой частицей в слое фотоэмульсии (этот метод широко применяется при исследовании космических лучей), то можно видеть, что из черточки ничтожно малой толщины он к концу становится уже довольно внушительным. Тончайший хлыстик как бы становится массивной дубиной. Конечно, истинные размеры следа все еще остаются достаточно малыми — они не превышают нескольких сотых миллиметра, но по сравнению с совершенно микроскопической толщиной до этого он является огромным. Клеткам тела уже не безразлична дыра, которую проделывает в них эта космическая пуля «дум-дум». В особенности чувствительны к таким пробоинам нервные клетки, сетчатка и хрусталик глаза и др. Тяжелые частицы могут вызвать ощущения боли при попадании в нервные окончания, могут создать очаги местной слепоты при попадании в глаз, могут привести и к гораздо более тяжелым последствиям, если затронут отдельные нервные центры головного мозга и другие важнейшие участки нашего тела.

К счастью, число тяжелых частиц в космическом излучении невелико. В среднем из 100 космических частиц, врывающихся в земную атмосферу, 82 являются протонами, 17 — альфа-частицами и только 1 — более тяжелой частицей1. Кроме того, общее число космических частиц также невелико — на большой высоте, где уже не сказывается «тень», создаваемая земным шаром, через каждый квадратный сантиметр в секунду проходят примерно 2 космические частицы. Именно это приводит некоторых ученых к предположению о безопасности космического излучения для астронавтов. Однако подобный вывод был бы поспешным.

1 Несмотря на малое число тяжелых частиц, они несут с собой около 16 процентов общей энергии космического излучения.

Впервые ученые и врачи встретились с вредным биологическим воздействием ионизирующего излучения в связи с применением рентгеновых лучей в медицине. С тех пор дозу этого излучения, воспринимаемого организмом, стали измерять в условных единицах — рентгенах (за 1 рентген взята доза ионизации, при которой в 1 миллиграмме живой ткани образуется немногим больше 1,5 миллиарда пар ионов; в 1 куб. сантиметре воздуха это количество излучения вызовет образование примерно 2 миллиардов пар ионов).

К сожалению, установление предельно допустимых доз ионизации, которые могут быть восприняты человеком без какого-либо вреда, пока еще производится недостаточно строго. Приняты различные значения этих доз, недостаточно учитываются специфические особенности отдельных видов ионизирующего излучения и т. д. Особая сложность проблемы заключается в том, что вредное действие ионизации проявляется не сразу, а через некоторое время, по мере того как организм накапливает в себе его результаты. Когда человек подвергается действию опасного излучения, то он об этом даже не догадывается — природа не снабдила нас особым «чувством», регистрирующим облучение. Неудивительно, ведь до сих пор человек в природе нигде не встречался с подобным облучением. Эта опасность возникла вместе с развитием науки и техники, ее создал сам человек. Вредные последствия облучения проявляются только тогда, когда болезнь зашла уже далеко и даже не всегда оказывается возможным помочь заболевшему.

Сейчас еще нельзя с полной уверенностью сказать, каковы предельно допустимые дозы ионизации при космическом излучении. Называются разные цифры. Но одно является несомненным — короткое пребывание в Космосе не опасно. Только длительный межпланетный полет может представить в этом отношении серьезную опасность. Какова предельно допустимая длительность воздействия космического излучения на межпланетных путешественников, пока еще не известно. Одни ученые считают, что она очень велика, другие — что очень мала.

Вот почему так важны исследования этого вопроса, который может оказаться роковым для астронавтики. Ведь осуществить защиту от космического излучения, если выяснится, что доза ионизации, получаемая астронавтами, недопустимо велика, современными техническими средствами вряд ли возможно. Чтобы космические лучи заведомо не представляли опасности для межпланетных путешественников, корабль должен иметь защитную оболочку из свинца толщиной не менее 10 сантиметров, а из других металлов — еще более массивную. Конечно, такой корабль будет накрепко прикован к Земле.

Для исследования биологического воздействия космических лучей в настоящее время используются воздушные шары-зонды и высотные ракеты. С их помощью на большие высоты поднимаются кусочки живой ткани и животные — мыши, собаки, обезьяны и др. После приземления производится тщательное исследование тех изменений, которые произошли в живых тканях и организмах. В разных странах уже проведено много подобных полетов и получены некоторые интересные данные. Так, например, после суточного пребывания на высоте около 27 километров у некоторых мышей наблюдалось появившееся через несколько месяцев поседение волос, характерное для лучевой болезни. В других случаях, однако, никаких изменений обнаружено не было.

Конечно, все эти испытания относительно кратковременны, а большинство ученых приходит к выводу, что при кратковременном действии космическое облучение не опасно. Другое дело — длительное воздействие космических лучей, которое может привести к недопустимым для здоровья дозам ионизации. Однако опыты с длительным облучением космическими лучами можно будет провести, видимо, только с помощью искусственных спутников Земли. Вот почему запуска все новых спутников с таким нетерпением ждут и биологи. До выяснения же этого вопроса полеты людей на спутниках и межпланетных кораблях будут, очевидно, недопустимы.

Следует подчеркнуть, что мы еще далеко не до конца знаем все опасности, связанные с наличием в мировом пространстве различных не известных на Земле вредных излучений. Лучше всего об этом свидетельствуют данные об ореоле излучения, полученные с помощью первых искусственных спутников Земли (о них говорилось выше, в главе 11) и, в особенности, с помощью первой советской лунной космической ракеты. В этих исследованиях установлено, что Земля окружена своеобразным ореолом интенсивного излучения, о котором раньше даже не подозревали. Этот ореол, с двумя зонами наиболее интенсивного излучения, простирается на расстояние до 50 000 километров от Земли в экваториальном направлении. Чем ближе к полюсам, тем меньше протяженность указанного ореола. Так как интенсивность ионизации, вызываемой излучением в этом ореоле, в сотни раз больше, чем вне его в мировом пространстве, то длительный полет человека в опасной зоне может оказаться невозможным. Не исключено, что по этой причине придется даже располагать взлетные площадки для запуска космических кораблей в высоких широтах или же сразу после взлета направлять космический корабль в околополярные районы, свободные от указанного выше опасного излучения. Природа этого излучения еще не совсем ясна. Вполне возможно, как это указывалось выше, что оно является продуктом вторичных процессов, происходящих на Земле под действием космического излучения.

Так или иначе, это, как его назвали, земное корпускулярное излучение является установленным фактом. Кто знает, какие еще новые, не известные в настоящее время излучения существуют в Космосе? В частности, совершенно не исключено наличие такого же по характеру ореола излучения, только несравненно более мощного и протяженного, и вокруг Солнца. Многое здесь еще предстоит выяснить...

Сейчас еще трудно сказать, является ли космическое излучение невидимым барьером, воздвигнутым природой на пути любого живого существа, пытающегося проникнуть в тайны Космоса. Во всяком случае, это не остановит мужественных астронавтов — может только задержать, но не помешать покорению человеком мирового пространства.

далее

назад