Михаил Васильев - Путешествия в космос
Представляет интерес такая схема теплообменника. Уран, нагретый в реакторе до температуры, при которой он переходит в газообразное состояние (однако, так как он занимает прежний объем, реакции ядерного расщепления в нем не прекращаются ни на минуту), тонкой струйкой впрыскивается в теплообменник, представляющий собой нечто вроде обычной камеры сгорания. В эту же камеру вбрызгивается жидкий водород. Парообразный уран, имеющий чрезвычайно высокую температуру, передает свое тепло водороду и конденсируется в крохотные капельки жидкого металла, которые подхватываются током водорода и уносятся в расширяющееся сопло двигателя.
При движении по соплу все увеличивается скорость водородной струи, которая при этом охлаждается. Но по мере ее охлаждения все больше тепла передает ей уран, который во время этого движения из жидкого превращается в твердый, металлический. Крохотные пылинки этого урана, несколько отставая от потока водорода, продолжают двигаться к выходу из сопла. Но уран слишком дорог, чтобы выбрасывать его в качестве рабочего вещества.
Водородно-урановой струе в сопле придают вихревое движение. Центробежная сила отбрасывает тяжелые пылинки урана к периферии, где их уже не представляет труда собрать и направить обратно в атомный реактор. А струя водорода устремляется дальше, к выходу из сопла…
Американский ученый Е. Штудингер сообщил о другом интересном проекте ракеты, использующей свойства элементарных частиц. В качестве рабочего вещества он предлагает применить цезий или рубидий. Пары этих металлов ионизируются при столкновении с раскаленной платиновой сеткой, разделяются на положительно заряженные ионы и несущие отрицательный заряд электроны. Эти частицы в мощном электромагнитном поле отделяются друг от друга и разгоняются в обычных ускорителях элементарных частиц до чрезвычайно высоких скоростей в десятки и сотни километров в секунду. Оба потока элементарных частиц, доведенных до столь высокой скорости, направляются параллельными путями в реактивное сопло и там они соединяются, образуя струю быстро летящих молекул газа, которая и создает реактивную силу…
Все это только самые первые, ориентировочные, зачастую технически очень трудно выполнимые идеи. По всей вероятности, многие из них будут отброшены в ходе развития техники, многие будут так переработаны, что их и узнать будет невозможно. Разве мог себе представить первобытный человек, впервые открывший способ добывания огня, как его открытие будет использовано в топке парового котла и в цилиндре двигателя внутреннего сгорания? Открыв энергию атома, мы еще и в самой малой мере не можем себе представить всех грядущих применений этой могучей силы, всех последствий, которые она принесет человечеству, и даже конкретно того, как будет работать атомный двигатель.
Может быть, научатся направлять в одну сторону — в сторону сопла все осколки урановых ядер, производя взрыв его ядер слой за слоем, как производим сжигание в ракете обычного пороха. Этот поток обломков атомных ядер, движущихся со скоростью в десятки тысяч километров в секунду, и будет двигать ракету.
Может быть, научатся получать из уранового реактора очень экономично, с большим коэффициентом полезного действия, непосредственно не тепловую, а электрическую энергию. Тогда выхлопное сопло космической ракеты превратится в соленоид гигантской силы, в своеобразную электропушку, «стреляющую» металлической пылью, которая, проходя внутри этого соленоида, его электромагнитным полем будет разгоняться до скорости 8-10 километров в секунду.
Но это все — догадки. Ясно одно: человек овладел сказочной силой расщепленного атома. И не далек день, когда он сумеет использовать эту силу и в двигателе космического корабля.
Мы были узники на шаре скромном,
И сколько раз, в бессчетной смене лет,
Упорный взор Земли в просторе темном
Следил с тоской движения планет.
В. БрюсовГЛАВА ПЯТАЯ
В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ
УПРАВЛЯЮТ АВТОМАТЫ
Последние минуты прощания… Фото- и кинорепортеры делают последние снимки, прокручивают последние метры киноленты. Гигантский космический корабль стоит в центре космодрома, готовый к вылету. Заполнены эффективнейшим горючим его баки, проверены радиоприемники, радиолокаторы, механизмы автоматического управления. Но еще не задраены люки, не отодвинуты от входов легкие алюминиевые лестнички. Толпа провожающих еще заливает площадь космодрома.
Но вот до отлета остаются считанные минуты. Схлынула толпа, убрали в кожаные чехлы свои аппараты корреспонденты газет и журналов. Задраены люки. Связь с экипажем поддерживается теперь только по радио.
В кабине корабля также заканчиваются все приготовления. Экипаж ложится в мягкие пневматические гамаки, чтобы влияние перегрузки возможно меньше отразилось на организме. Глаза всех прикованы к часовому механизму, по которому медленно движется, обегая циферблат, отсчитывающая секунды стрелка. Вот ей осталось сделать только два круга — всего 2 минуты до старта, вот только один круг, вот — 30 секунд, 20, 10, 5… Стрелка становится строго вертикально…
Раздается грохот, корабль вздрагивает, и дрожь его корпуса ощущают пассажиры в своих мягких гамаках. Потом вдруг словно свинцовой тяжестью наливаются их тела. С трудом удается открыть глаза, высунуть язык, чтобы облизать высохшие губы. Корабль дрожит легкой дрожью, — это ощущение прежде всего доходит до сознания.
Но как медленно движется эта секундная стрелка часов! С начала работы двигателей она не обошла еще и половины круга. Значит, не прошло еще и полминуты. А ведь двигатели будут работать, сообщая кораблю космическую скорость в 11,2 километра в секунду, целых 110 секунд — почти 2 минуты! Не замедлилось ли движение стрелки часов от перегрузки? Но, нет, эти часы рассчитаны на работу и в значительно более сложных условиях, чем эта первая перегрузка.
Командир корабля в этих условиях ухитряется разговаривать с Землей.
— Все в порядке, — докладывает он. — Перегрузку экипаж переносит хорошо. Действительно, на тренировках, предшествующих полету, все члены экипажа переносили перегрузку, почти в полтора раза большую, чем сейчас, — до 140 метров в секунду за секунду в течение 2 минут. А сейчас перегрузка равна всего 100 метрам в секунду за секунду, или приблизительно 10g.
Но вот секундная стрелка почти обежала второй круг. И вдруг дрожь корабля внезапно исчезла, воцарилась почти хрустальная тишина. Значит, корабль уже находится на высоте 600 километров над Землей. Нужная скорость достигнута, и моторы выключены. Скорее расшнуровать пневматические гамаки и раскрыть шторы иллюминаторов!..
Но кто в течение всего этого времени управлял полетом? Кто включил и выключил двигатели, кто регулировал их работу, обеспечивая ускорение, не превышающее допустимого, то есть непрерывно уменьшал подачу топлива, так как масса ракеты непрерывно уменьшалась? Ведь капитан корабля, как и любой из команды, практически не мог выполнять этого.
Кораблем управляли автоматы. Командир корабля перед взлетом только установил допустимую перегрузку, необходимую конечную скорость. Все остальные включения, выключения, управление они осуществляют сами.
Часть из этих механизмов находится здесь, на борту корабля. Часть на Земле. А команды от них на борт корабля приходят по радио.
На борту корабля находится, в частности, регулятор ускорения. Он представляет собой груз, укрепленный на пружине. Чем больше ускорение, тем с большей силой прогибает этот груз пружину. А подача горючего в камеру сгорания связана с величиной этого прогиба. Если он превзойдет допустимую величину, подача уменьшится. Если прогиб станет меньше допустимого, подача увеличится.
Определение скорости корабля осуществляется с Земли. За кораблем все время следят внимательные лучи радиолокаторов. Радиоимпульсы незримо касаются корабля и, отразившись, возвращаются на Землю. По времени, прошедшему с рождения радиосигнала до возврата его эхо на Землю, судят о расстоянии до корабля. А по разнице в расстояниях между двумя соседними радиолучами — о скорости его перемещения.
Когда корабль далеко улетит от Земли и радиоэхо ослабнет, на корабле включится специальный прибор. Он будет принимать сигналы с Земли и тут же передавать их назад, соответственно усилив. Принцип определения скорости и ускорения корабля и в этом случае остается тем же самым. Но дальность действия управления с Земли увеличится. По некоторым предположениям, такое земное радиоуправление полета может «достать» до самой посадки на Марсе.
