Коллектив авторов - Маленькие рассказы о большом космосе
Только не быть обузой! И разжимаются сцепления. Первая ступень падает на Землю, которую она только что покинула. Вторая принимает эстафету. Та же участь ждет и ее. Третья… И только последняя, разогнав спутник, следует за ним по орбите.
А к Земле летят отработавшие ступени. Да, они там, в небе, отдали весь жар своей короткой жизни. И в голубой дымке им чудится призрак потомков: ракеты-носители будущего — мощные, крылатые — выводят спутник на орбиту и возвращаются на Землю на своих крыльях, способные совершить еще не один полет.
Из нескольких ступеней состоят все мощные современные ракеты. Самый простой случай, когда две ступени как бы продолжают друг друга. Это «тандем». Название, правда, не очень точное: велосипедисты, сидящие друг за другом на двухместном велосипеде — тандеме, работают одновременно, а ступени, участники «ракетного тандема», — по очереди. Можно выстроить в «колонну по одному», то есть в «затылок» друг другу, три, четыре, пять ступеней. Можно расположить начальные ступени и вокруг последней. Такую схему называют пакетом. Бывает и так, что варианты комбинируются. Например: третья и вторая ступени — «тандем», а по бокам второй — секции первой.
У каждой ступени своя работа, свой тип двигателя.
Теперь мы можем ответить на древний вопрос: «Какова должна быть лестница до неба?»
— Всего из нескольких ступенек. Летающих.
Пока ревут двигатели…
Медленно, как бы нехотя, ракета отрывается от Земли. Секунды — и, набирая все большую скорость, она уносится ввысь.
Пробиты плотные слои атмосферы, где так велико сопротивление. Сколько топлива было потрачено на эти первые десятки километров!
Миновала стратосфера. Ионосфера! Но ракета мчится дальше и дальше, развивая вторую космическую скорость. Ведь только тогда она сможет вырваться из земных объятий. Но вот, наконец, межпланетный корабль вышел в большое «плавание» и несется в просторах Космоса, приближаясь к цели.
Если бы все это время работал двигатель, не хватило бы миллионов тонн топлива. Как же быть? Можно ли долететь до цели с имеющимися запасами топлива?
Можно. На помощь приходит сама природа.
Остановится лошадь — остановится телега. Автомобиль, заглушив мотор, немного проедет по инерции и тоже остановится. Но ракета не останавливается, если выключить двигатели. И дело здесь не только в огромной скорости. Она продолжает свой путь под действием дарового двигателя — притяжения Солнца. Превысив вторую космическую скорость, ракета становится спутником нашего светила и может добраться без двигателя до Венеры, Марса. Если же ракета выводит на орбиту искусственный спутник Земли, то двигатель выключается после превышения первой космической скорости.
Отрезок пути, на котором работает двигатель, называется активным участком траектории. С момента его выключения начинается пассивный участок.
Тяжело приходится космонавту на активном участке: наваливается перегрузка. Вот как об этом вспоминает Герман Титов: «В кабину донесся грохочущий рокот, ракету затрясло мелкой дрожью, и все тело мое придавила невероятная тяжесть. Начали расти перегрузки, и я подумал, как хорошо, что мы, космонавты, много и упорно тренировались на центрифугах и вибростендах, что наши организмы приучены ко всем особенностям космического полета».
На активном участке космонавту трудно управлять ракетой, за него работают приборы. Огромна их ответственность. Малейшее отклонение — и под угрозой весь дальнейший путь. При запуске ракеты в сторону Луны ошибка в направлении скорости всего в четверть градуса даст «промах» 8,5 тысячи километров, то есть в два с половиной лунных диаметра.
Но вот отключен двигатель, перегрузка сменяется невесомостью, космонавт получает возможность двигаться, работать. Если нужно изменить траекторию движения, например перейти на другую орбиту, можно опять включить двигатель. И снова активный участок…
Ракету водят за ручку
Маленьких детей водят за ручку. Они еще не умеют ходить и спотыкаются на каждом шагу. А когда ребенок устанет, заботливые родители берут его на руки. Хорошо детям! Их учат жить и готовят к трудностям жизни.
Такие же нежные чувства проявляет человек к творениям рук своих. Люди работают на станках, водят пароходы, автомашины! И все же следить за всем очень утомительно; проще было бы, если б без участия человека варилась сталь, работали станки и мчались железнодорожные составы. Но это пока мечта. Даже самолеты до сих пор водят за «железные ручки».
Ракеты поставлены в особое положение. Их бросают в голубую высь, и они мчатся, уходя в глубины Космоса, и люди не касаются их руками, и могут ими управлять только с помощью радиосигналов.
А выходить на заданный курс, делать разворот, отделять ступени — это все вменяется в обязанности самой ракеты. Конструкторы заменили руки точными приборами-автоматами, которые и производят эти сложные операции.
Вот ракета оторвалась от пускового стола и начала подниматься вертикально вверх, чтобы поскорее прорваться сквозь плотные слои атмосферы.
Двигатели работают на полную мощность. А коварный ветер пытается сбить ракету с вертикального курса.
Борьбу с такими отклонениями ведет гироскоп. Он не изменяет положения своей оси вращения в пространстве при поворотах ракеты. При этом замыкаются контакты и включаются электромоторы. Они поворачивают газовые рули, а следовательно, возникает вращающий момент, и ракета вернется в прежнее положение.
Когда будут пробиты плотные слои атмосферы, наступит черед поворота, чтобы направить ракету по заданному курсу. Программный механизм изменяет положение оси гироскопа, происходит «мнимое» смещение оси ракеты, замыкаются контакты, и ракета поворачивается до тех пор, пока не займет нового положения, заданного программой. Автомат следит, чтобы ракета не баловалась: не вздумала выходить из заданной плоскости полета или поворачиваться вокруг своей оси.
Для того чтобы ракета достигла заданного района, необходимо, чтобы в момент включения двигателя скорость ее была вполне определенной, а значит, и время работы двигателя тоже должно быть определенным. Эту задачу выполняет интегратор, по сигналу которого выключается двигатель.
Но все же такая автоматика не совсем устраивает конструкторов. Хотелось бы, чтобы вместо всяческих электромеханических устройств на ракете стоял компактный радиоисполнитель, который по приказу с Земли производил бы все операции. И уже самая заветная мечта — создание автоматов, которые сами в полете вырабатывали бы программу и приводили ее в исполнение. Но это уже дело будущего.
А пока… Автоматика продолжает совершенствоваться. Вот как, например, впервые в истории 30 октября 1967 года произошла автоматическая стыковка «Космоса-186» и «Космоса-188». В этой паре первый спутник был активным, то есть осуществлял маневр, а второй — пассивным. Спутники запускали так, чтобы плоскости их орбит совпали и партнеры оказались в непосредственной близости. Благодаря радиозрению они нашли друг друга и, «глядя антенна в антенну», начали сближаться. Счетно-решающие устройства вырабатывали команды, управлявшие двигательной установкой «Космоса-186». Сближение происходило таким образом, чтобы линия визирования, соединявшая центры спутников, перемещалась параллельно самой себе. Спутники должны были мягко коснуться друг друга. Штанга стыковочного узла «Космоса-186» входила в захват «Космоса-188», и специальный замок соединял их. В этой заключительной фазе многократно включались и выключались двигатели малой тяги, спутник выполнял сложный танец. И автоматика не подвела, справившись с труднейшими маневрами.
Проведенная незадолго до этого в США стыковка пилотируемого корабля с искусственным спутником осуществлялась человеком, который наблюдал процесс сближения кораблей и управлял всеми маневрами.
…И вот финал автоматической стыковки. Спутники причаливают друг к другу, замыкаются электрические цепи стыковочного узла. После этого «Космос-186» и «Космос-188» в течение трех с половиной часов продолжают полет уже как единое целое, а затем, по команде с Земли, производится расстыковка.
15 апреля 1968 года автоматическая стыковка на орбите двух советских искусственных спутников была успешно повторена.
А 15 сентября 1968 года в Советском Союзе была запущена автоматическая космическая станция «Зонд-5».
После семисуточного полета по трассе Земля — Луна — Земля станция возвратилась на Землю.
Впервые в мире советский космический аппарат, облетев Луну, успешно возвратился на Землю со второй космической скоростью, совершив мягкую посадку в Индийском океане.
