Михаил Васильев - Путешествия в космос
Следующий этап — проникновение человека в космос. Сначала — первые полеты в специально оборудованных ракетах, затем первый «обитаемый» искусственный спутник, а затем и создание космического острова — передового бастиона человечества на пути к звездам. Этот этап, видимо, завершится полетом ракеты с экипажем вокруг Луны. 1980 год — такова ориентировочная дата этого полета.
Наконец, третий этап — посещение Луны и ближайших планет нашей солнечной системы с высадкой на их поверхности. Ориентировочная дата первого такого полета — на Луну — с возвращением на Землю — около 2000 года. Сроки, предположительно намеченные проф. В. В. Добронравовым, надо считать скорее пессимистическими, чем обнадеживающими. Несмотря на гигантскую сложность всей проблемы в целом, сроки на решение отдельных ее этапов, по нашему мнению, следует сократить минимум вдвое по сравнению с названными В. В. Добронравовым.
Уста премудрых нам гласят:
Там разных множество светов,
Несчетны солнца там горят,
Народы там и круг веков.
М. В. ЛомоносовГЛАВА ВОСЬМАЯ
В ДАЛЬНИЕ РЕЙСЫ
К ЖИВЫМ — ЖИВЫЕ
Если не будет изобретен и применен атомный реактивный двигатель, полеты на Луну, Марс, Венеру с высадкой на их поверхностях будут чрезвычайно дорогими и сложными предприятиями. Они будут возможны только с искусственного спутника — космического острова. Для осуществления их придется в сложных условиях космического пространства собирать чрезвычайно громоздкие, тяжелые космические корабли, может быть, состоящие из нескольких ступеней. Однако это под силу современной технике. Мало того, уже имеются хорошо разработанные проекты экспедиций для посещения ближайших планет солнечной системы.
Один из таких проектов предполагает, что сборка космической армады осуществляется на искусственном спутнике. Трехступенчатые корабли-паромы — по расчету их потребуется несколько десятков штук — в течение нескольких месяцев доставляют на круговую орбиту требующееся количество горючего, оборудования, приборов, части кораблей, которые отправятся в дальний полет. Целая армада — десять гигантских космических кораблей, начальный вес каждого из которых равен 3720 тоннам, — будет снаряжена для полета к концу подготовительного периода.
Это будут гигантские корабли, совершенно непохожие внешне на те ракеты, которые доставили их части и все оборудование с Земли на искусственный спутник. Они будут составлены из отдельных баков с горючим, часть из которых, видимо, будет шарообразной. Эти баки — космические цистерны — будут представлять собой по существу каучуковые или резиновые мешки. Крепость их стенок может быть не очень большой, так как им надо будет выдержать только инерционные ускорения, не очень большие по величине.
В соответствующий момент включатся двигатели кораблей, армада покинет круговую траекторию и ляжет на гиперболическую, которая затем перейдет в эллиптическую, касательную к орбите Марса. Несколько более часа продлится работа моторов каждого корабля, так как развиваемая ими тяга не велика — всего около 200 тонн. Но за этот час затрачивается большая часть всего горючего, которое запасено на кораблях. Вес каждого корабля в тот момент, когда двигатели будут выключены, составит всего 906 тонн.
Двести шестьдесят дней продлится полет в космическом пространстве, и к концу этого срока армада приблизится к красноватому шару Марса. Снова включаются двигатели кораблей, и армада ложится на круговую орбиту вокруг Марса. Еще меньше становится вес кораблей. Каждый из них весит уже всего 410 тонн.
Теперь необходимо совершить высадку на поверхность планеты. Для этого используются три посадочные лодки. Они снабжены широкими крыльями для планирования и торможения в разреженной атмосфере Марса. Общий полезный груз, который опустят на поверхность планеты эти лодки, составит около 150 тонн. Этого достаточно, чтобы привезти сюда средства передвижения по поверхности планеты, надувные домики, исследовательскую аппаратуру — все необходимое для большой комплексной экспедиции ученых в составе 50 человек на срок свыше 400 дней.
Сначала в районе полюса планеты осуществляет посадку только одна посадочная лодка. По всей вероятности, будет целесообразно посадку ее произвести на лыжи. Она останется навсегда на Марсе, поэтому вместо горючего, необходимого для взлета, она будет загружена оборудованием, автомобилями-вездеходами и т. д. Около 125 тонн полезного груза привезет она на Марс. Ее экипаж сразу же начнет разведку поверхности Марса, подыскивая в экваториальной области удобные площадки для приземления двух других посадочных лодок, имеющих в своих баллонах горючее для обратного взлета на круговую орбиту и несущих по 12 тонн полезного груза. Посадка этих лодок будет осуществлена на колесные шасси.
Марс меньше Земли, сила тяжести на нем меньше, и окружная скорость, при которой тело становится спутником этой планеты, лишь немногим больше 3,5 километра в секунду. Поэтому для взлета с поверхности Марса на его круговую орбиту достаточно одной ступени ракетного корабля.
Оставив на Марсе лишнее оборудование, отцепив крылья и шасси, которые были нужны при посадке, но уже не понадобятся при взлете, уложив в кабины собранные коллекции, записи, образцы, весь состав экспедиции соберется в пассажирских каютах двух посадочных лодок, опустившихся у экватора. Снова загремят реактивные моторы, развивая у каждой лодки тягу в 200 тонн.
Свыше 110 тонн топлива потребуется сжечь каждой лодке для того, чтобы лечь на круговую траекторию, да еще по нескольку тонн для того, чтобы согласовать свое движение с оставленными на круговой траектории семью космическими кораблями. Три корабля, доставившие сюда посадочные лодки, остаются на орбите искусственного спутника Марса.
Достигнув орбиты этих кораблей, весь экипаж экспедиции равномерно разместится в их каютах. Вес каждого из них составляет около 408 тонн, включая 222 тонны горючего, необходимого для того, чтобы лечь на обратный курс, достигнуть Земли и стать ее искусственным спутником.
Этот проект организации космической экспедиции на Марс выдвинул В. Браун. Проект довольно тщательно разработан с инженерной точки зрения; он осуществим средствами современной техники. Основным препятствием для его осуществления, по мнению Брауна, является высокая стоимость организации этой экспедиции. Причем основные затраты связаны с необходимостью сосредоточить на орбите искусственного спутника Земли исходный груз экспедиции — те 37 200 тонн, которые составляют вес десяти ее космических кораблей вместе с горючим.
Ведь для того чтобы забросить туда этот груз, надо совершить около тысячи рейсов с Земли трехступенчатых ракет, причем на каждый рейс необходимо затратить 5580 тонн горючего. Общие же затраты его достигнут 5 млн. 580 тыс. тонн. Стоимость этого горючего и составляет основную часть всех затрат на снаряжение экспедиции. Затраты на всю остальную часть полета — с орбиты искусственного спутника на Марс и обратно — составят едва ли больше процента от стоимости этого горючего.
Вот какой громоздкой, неудобной получается космическая армада для полета на Марс с использованием жидкостного двигателя. Примерно такой же будет и экспедиция на Венеру или на Меркурий.
Положение резко изменится, когда будут созданы реактивные двигатели, работающие на энергии расщепленного ядра атома. В отсеках для горючего одной ракеты можно будет разместить столько расщепляющихся материалов, что их хватит и на взлет с Земли, и на посадку на соседней планете, и на возвращение на Землю. Да еще в пути не придется волноваться о том, что горючего не хватит…
Армада ли многоступенчатых жидкостных космических кораблей, стремительная ли космическая ракета с двигателями, работающими на атомном горючем, — это сейчас сказать трудно, но экспедиция с Земли сравнительно скоро отправится на соседние нам планеты. И видимо, первой, которую посетят наши астронавты, будет Марс.
Таинственный Марс. Таинственный соседний с нами мир в солнечной системе, так похожий на нашу Землю. Яркокрасная, как сверкающий рубин, звезда, о которой еще в глубокой древности начали складывать легенды.
Марс значительно меньше нашей Земли — его диаметр составляет всего 6780 километров, а масса всего 0,1 массы Земли. Он движется по орбите со скоростью 24,1 км/сек на среднем расстоянии от Солнца, в 1,5 раза большем земного. Этот путь он проходит за 686,98 земных суток. Он вращается вокруг своей оси за 24 часа 37 минут 23,6 секунды. Эта ось вращения наклонена к плоскости орбиты почти так же, как земная ось, и поэтому на Марсе происходит смена времен года почти так же, как на Земле. За это сходство Марс иногда называют двойником Земли.
