«Техника-молодежи» 1965 №5, обл, с.3-4, вкл

Рис.Н.Гришина

Последний запуск и полет П. Беляева и А. Леонова еще немножко «приблизил» к нам Луну, приблизил момент ее изучения и практического использования. Контуры лунных сооружений утрачивают свою расплывчатость, а фантазия художников и писателей все чаще и чаще уступает место трезвому и строгому расчету ученого и инженера.

И в этих расчетах не последнее место занимает созидательный взрыв. Взрывчатые вещества могут оказаться незаменимыми помощниками космонавтов, которые первыми ступят на хрустящую поверхность Луны.

Мы обратились к инженеру-взрывнику А. Иволгину с просьбой ответить на несколько вопросов, касающихся проведения лунных взрывных работ.

Вспомогательная ракета сможет «взять пробу» из оседающего столба продуктов взрыва и доставить их на корабль.

Некоторые ученые считают, что на Луне могут оказаться ценные минералы, руды и горные породы. Если учесть, что все вещества в вакууме постепенно испаряются, то не исключено, что покровы горных пород сложены из наиболее стойких к действию вакуума веществ, в частности рения. Добыча этих пород и их измельчение — еще одна область применения взрыва на Луне.

Весьма смелым можно назвать проект, по которому с Луны на Землю предполагается перебрасывать горные породы строго рассчитанным, остро ориентированным, направленным взрывом. Вздыбленная взрывом ценная порода, приобретя космическую скорость, устремится на Землю и метеоритным потоком упадет в назначенном районе одной из пустынь. Несмотря на значительные потери, такой метод транспортировки может оказаться более эффективным, чем перевозка руды космическим кораблем.

На Земле получила широкое распространение сейсмическая разведка недр при помощи взрывов. Характер прохождения ударной волны в разнородной среде позволяет определить направление, протяженность и даже свойства составляющих ее горных пород. Этот метод геологической разведки можно эффективно применить и на Луне.

Взрывные работы придется вести и на строительстве дорог, космодромов, жилых и служебных помещений в толще лунных пород.

От очага взрыва со сверхзвуковой скоростью распространяется сферическая воздушная ударная волна, разрушая все преграды на своем пути. При достаточно мощном заряде она способна пробежать десятки, сотни и даже тысячи километров... Постепенно теряя энергию, она вырождается в обычную звуковую волну.

На Луне — вакуум, поэтому мощной ударной волны на Луне не возникнет!

Но, с другой стороны, продукты взрыва, не встречая сопротивления воздуха, начнут беспрепятственно и неограниченно расширяться с той скоростью, которая установится в начале разлета.

В земных условиях продукты взрыва почти всю свою энергию передают воздушной ударной волне уже на расстоянии 12 радиусов заряда. Поэтому если сразу после взрыва подойти к воронке, то почти всегда можно увидеть на ее дне синеватый дымок продуктов взрыва и почувствовать их запах. По мере распространения скорость ударной волны снижается до скорости звука, а затем уменьшается до нуля.

При взрыве в вакууме скорость продуктов взрыва за гранью заряда делает резкий скачок с 7000 до 10 500 м/сек и затем остается практически неизменной. Поэтому на Луне основными носителями энергии взрыва окажутся не воздушные ударные волны, а сами продукты взрыва. Их нельзя уже рассматривать как волну: это поток частиц, мчащихся с космическими скоростями.

Так меняется скорость ударной волны в воздухе и скорость продуктов взрыва в вакууме. Обратите внимание на удаленность от центра заряда.

Н

е встречая сопротивления воздуха, они движутся со скоростью, достигнутой в момент отрыва от грани. Поэтому при взрыве кубического заряда образуется не сферический фронт, как на Земле, а шесть взаимно-перпендикулярных лучей, между которыми на небольшом расстоянии от разрыва останутся зоны безопасности.

Зато поражающее действие стремительно мчащихся лучей будет ощутимым на значительно большем расстоянии, нежели на Земле, из-за отсутствия смягчающего влияния воздуха. Можно предположить, что кумулятивный заряд на Луне приобретет воистину «артиллерийскую» дальнобойность.

Даже на Земле при низком атмосферном давлении (например, на высоких горных вершинах) открытые заряды пороха и других веществ с малыми скоростями взрывчатого разложения снижают свою эффективность. При отсутствии воздуха, играющего роль своеобразной забивки, придется порох и взрывчатые вещества пониженной мощности заключать в оболочки.

«Эффект безмолвия» в вакууме — бесспорный в теоретическом плане — скорректирует практика. Как это ни странно, взрывник услышит звук взрыва, хотя сила его звучания будет значительно ослаблена. Ударная волна, распространяющаяся по лунной почве, заставит содрогнуться (а значит, и зазвучать) скафандр и находящийся в нем воздух.

Многие виды динамитов содержат нитроглицерин, а он при температурах выше +50° разлагается с выделением азотной и азотистой кислот. Если их не нейтрализовать, то начавшееся разложение все более ускоряется и может перейти в самопроизвольный взрыв.

В пределах от —19° до +3° нитроглицерин замерзает, а замерзший динамит теряет чувствительность к детонации и одновременно становится более опасным в обращении. Поэтому динамиты должны быть исключены из ассортимента взрывчатых веществ.

Аммиачная селитра, входящая в состав многих взрывчатых веществ, при переходе через температурные точки рекристаллизации (—18, +32, +48, +85, +125°) изменяет свой объем. Это вызывает растрескивание, нарушение структуры зарядов, переуплотнение или разрыв оболочек. Если добавить еще слеживаемость и относительно невысокую мощность, то станет ясно, что аммониты (динамоны, аммотолы, аммоналы и т. п.) для Луны вряд ли будут пригодны.

Дневные температуры ограничивают применение взрывчатых веществ с относительно невысокой температурой вспышки. С повышением температуры быстро возрастает чувствительность взрывчатых веществ, они взрываются от слабого импульса и, следовательно, становятся более опасными. Многие вещества не подойдут для Луны из-за низкой точки плавления. Тротил, например, плавится при 76—81°. Когда Солнце на Луне подойдет к зениту, он может растаять. А так как к тепловому воздействию добавится действие вакуума, то тротил может быть «рассосан» на отдельные молекулы.

Низкие температуры лунных ночей также могут быть причиной многих неприятностей. К примеру, мелинит и пироксилин при +20° требуют для возбуждения взрыва 0,25 г инициирующих веществ. При температуре ниже —110° даже восьмикратное увеличение веса инициатора не дает полной гарантии взрыва. Следовательно, лунная ночь крайне неблагоприятна для производства взрывов.

Отличается ли от подземного, если так можно выразиться, «подлунный» взрыв, то есть взрыв в толще лунных пород?

Предварительные расчеты показывают, что величины зарядов для взрывов на выброс можно уменьшить более чем в 6 раз.

Если надо будет избежать разлета обломков породы, то целесообразными окажутся взрывы на дробление, и в частности камуфлеты, вообще исключающие какой-либо разлет разрушенной среды.

Другая часть, которая относительно лунной поверхности будет двигаться со скоростью порядка 2 км/сек, превратится в искусственные спутники Луны и будет обращаться вокруг нее до тех пор, пока внешние силы (сопротивление ионосферы, воздействие Солнца, «приливные» явления взаимного тяготения системы Земля — Луна — Солнце) не заставят ее «вернуться» на лунную поверхность.

Третья часть, с начальной скоростью менее 2 км/сек, упадет на большем или меньшем расстоянии от эпицентра взрыва.

И наконец, четвертая часть «впрессуется» в ложе образовавшейся воронки или упадет на ее дно.

Легкоплавкий тротил обладает наименьшей чувствительностью к удару, имеет высокую химическую и физическую стойкость, то есть те свойства, от которых зависят надежность, транспортабельность и безопасность.

Тротил и гексоген представляют собой своего рода противоположности. Тротил легкоплавок, но мало чувствителен к механическим воздействиям, у него высокая температура вспышки (300— 310°). Гексоген, напротив, более тугоплавок (+203°), но более чувствителен к удару, и у него более низкая, чем у тротила, температура вспышки.

При смешивании разнородных взрывчаток свойства их сплавов могут быть более «благородными», чем у исходных материалов. Возможно, наиболее пригодными для Луны будут сплавы гексогена с тротилом или другие «выведенные» для лунных условий «гибриды» взрывчатых веществ.

В конце 1963 года сенсацией, облетевшей столбцы всех газет, было сообщение, что 29 октября американские ученые заметили вблизи кратера Аристарха три красноватых пятна.

Комментируя эти наблюдения, лауреат Нобелевской премии Гарольд Юри заявил, что изверженное вещество, возможно, «углерод в таком виде, в котором он не встречается на Земле».

Если гипотеза Г. Юри верна, то не нужно будет доставлять на Луну горючую основу; достаточно транспортировать только жидкий кислород и использовать как горючий компонент «местный» углерод.

А. ИВОЛГИН, инженер