Артур Кларк - Прелюдия к космосу
– Да, пока все более или менее ясно.
– Очень хорошо. Как вам известно, вы можете получить сколько угодно тепла из массы радиоактивного вещества, при условии, что это вещество будет изготавливаться из достаточно обогащенных материалов. Правда, если вы переусердствуете, эта масса растает и превратится в лужицу жидкого урана со слоем углерода на поверхности. Всякий разумный человек задолго до этого убежит далеко-далеко.
– Вы хотите сказать, что вещество может сработать на манер атомной бомбы?
– Нет, так не получится. Но не поддающаяся управлению атомная печь даже в спокойном состоянии может много чего натворить. Но не надо пугаться – этого не произойдет, если будут приняты самые элементарные меры предосторожности.
Поэтому нам следовало разработать такой атомный реактор, который разогревал бы струю газов до очень высокой температуры – как минимум, до четырех тысяч градусов Цельсия. Поскольку все известные металлы плавятся при гораздо более низких температурах, над этой задачей нам пришлось основательно попотеть!
В итоге мы разработали так называемый линейно-сфокусированный реактор. Его основой служит длинный тонкий плутониевый стержень. С одного конца в реактор закачивается газ и разогревается по мере продвижения по реактору. В результате в самом центре реактора образуется очень сильно нагретый газ, который мы можем сконцентрировать, сфокусировать, отделив его от окружающих элементов. В середине сопла температура газа выше шести тысяч градусов – жарче солнца,- но там, где газ соприкасается со стенками, температура вчетверо ниже.
Я пока не сказал, какой именно газ мы собираемся использовать. Думаю, вы понимаете, что чем легче газ – точнее говоря, чем меньше его молекулярный вес,- тем быстрее он будет двигаться, выходя из сопла. Поскольку водород -самый легкий из всех элементов, он мог бы стать идеальным топливом, в сочетании с гелием. Кстати, мне следовало бы объяснить, что мы до сих пор употребляем слова «топливо» и «горючее», хотя на самом деле уже не сжигаем его, а просто используем в качестве рабочей жидкости
– Вот это меня как раз и озадачивало,- признался Дирк.- На старых химических ракетах стояли, можно сказать, свои собственные кислородные баллоны, и не совсем понятно, как это может быть, что в нынешних нет ничего подобного.
Коллинз рассмеялся.
– Мы могли бы даже использовать гелий как «горючее»,- сказал он,- хотя он вовсе не будет гореть – и вообще не будет принимать участия ни в какой химической реакции.
Однако, хотя водород и является идеальной рабочей жидкостью, для нашей задачи он не годится. В жидком состоянии он вскипает при фантастически низкой температуре и он настолько легок, что на космическом корабле пришлось бы установить топливные баки размером с газовые цистерны. Поэтому мы берем водород в сочетании с углеродом в форме жидкого метана – СН4,- с которым гораздо проще управляться и который имеет достаточную плотность. В реакторе он распадается на углерод и водород Углерод конечно, мешает, он может засорять рабочие поверхности но тут уж ничего не поделаешь. Время от времени приходится от него избавляться, отключая главное сопло и промывая двигатель струей кислорода. Получается весьма впечатляющий фейерверк.
Вот это и есть принцип действия двигателей космического корабля. Сила тяги у них втрое выше, чем у любой химической ракеты, но даже при этом все равно приходится брать на борт огромное количество топлива. Есть и еще множество проблем, о которых я не упомянул, и самой сложной из них является защита экипажа корабля от излучения реактора.
«Альфа», верхний компонент «Прометея», весит около трехсот тонн, из которых двести сорок приходится на долю топлива. Если она стартует с околоземной орбиты, топлива ей хватит как раз для того, чтобы добраться до Луны и возвратиться с небольшим его запасом.
Как вы знаете, на орбиту «Альфу» должна доставить «Бета». «Бета» представляет собой очень тяжелый сверхскоростной летательный аппарат, также оснащенный атомными реактивными двигателями, она стартует как реактивный аппарат таранного типа, в котором в качестве «топлива» используется воздух, а на метане начинает работать только тогда, когда покидает верхние слои атмосферы. Как вы понимаете, отсутствие необходимости тратить топливо на первом этапе полета – это грандиозное достижение.
При старте «Прометей» весит пятьсот тонн, это не только самая быстрая, но и самая тяжелая из всех летающих машин. Для того чтобы поднять «Прометей» в воздух, компания «Вестингауз» построила в австралийской пустыне электрифицированную взлетную полосу длиной в восемь километров. Эта полоса стоила почти столько же, сколько сам корабль, но нужно отметить, что она будет использована неоднократно.
Теперь суммируем вышеизложенное: мы запускаем оба компонента вместе, и они набирают высоту до тех пор, пока воздух не становится слишком разреженным. С этого момента реактивные двигатели таранного типа уже не могут работать. Затем «Бета» задействует свои топливные баки и достигает орбитальной скорости на высоте примерно четыреста пятьдесят километров от поверхности Земли. «Альфа» при этом топлива вообще не тратит – на самом деле, пока «Альфу» поднимает «Бета», ее топливные баки почти пусты.
Как только «Прометей», подлетает к цистернам с топливом, которые заранее заброшены на орбиту, два корабля разделяются. «Альфа» стыкуется с цистернами и перекачивает из них метан в свои топливные баки. Эта процедура нами уже отработана. Она называется орбитальной дозаправкой и является ключом к решению всей проблемы, поскольку позволяет нам выполнить задачу в несколько этапов. Было бы невозможно построить один огромный космический корабль, который долетел бы до Луны и вернулся обратно с собственным грузом топлива на борту.
Как только «Альфа» заправится, она включает двигатели и набирает скорость позволяющую ей покинуть околоземную орбиту и стартовать к Луне. Через четыре дня она добирается до Луны, остается там неделю, после чего возвращается на орбиту Земли. Экипаж перебирается на «Бету», которая все это время терпеливо вращается вокруг нашей родной планеты (ее пилот наверняка успел жутко заскучать, и к тому же ему не суждено слишком сильно прославиться), и «Бета» возвращается на Землю. Вот и все. Что может быть проще?
– Знаете, мне стало интересно,- рассмеялся Дирк,- почему это не произошло раньше.
– Обычно все так говорят,- шутливо проворчал Коллинз.- Несведущим людям трудно осознать, какие жуткие проблемы пришлось преодолеть на каждом этапе работы. Вот куда ушли время и деньги. Даже теперь ничего не получилось бы, если бы на протяжении последних тридцати лет над этой задачей не бились бы лучшие ученые и инженеры во всем мире. А наш труд в основном состоял из сбора результатов чужой работы и приспосабливания их для наших нужд.
