Вилли Лей - Ракеты и полеты в космос

Рис. 69. Траектория полета трехступенчатого ракетного корабля по теории Брауна. Цифры показывают высоту, на которой происходит отсечка двигателей; цифры ниже поверхности Земли обозначают расстояние от точки старта

Первая и вторая ступени, рассчитанные на многократное использование, снабжались парашютами и специальными тормозящими реактивными двигателями, которые включались особым радиотехническим устройством типа радиолокационного взрывателя и обеспечивали ступеням ракеты резкое торможение на конечном участке перед падением в море. Поскольку к моменту падения обе ступени должны были представлять собой почти пустые металлические контейнеры, предполагалось, что они будут плавать на поверхности моря и легко подбираться кораблями для повторного использования.

Этот проект фон Брауна подвергся в свое время серьезной критике, причем было высказано много предложений, особенно в части возвращения на Землю первых двух ступеней ракеты. Специалисты не без оснований сомневались в успехе спасательных работ, утверждая, что эти работы будут стоить дороже самой ракеты. Вторую ступень (сухой вес менее 200 т и длина 20 м), вероятно, стоило использовать повторно. Но первая ступень (сухой вес около 1500 т и длина 36 м), очевидно, потребовала бы высылки в район ее падения специального спасательного судна, что обошлось бы довольно дорого.

Вскоре и другие специалисты ракетного дела выступили со своими проектами и предложениями. Так, например, К. А. Эрике высказал интересную мысль о том, что совсем не обязательно возвращать последние ступени транспортных ракет на Землю. Он предлагал сделать их непосредственными носителями груза, своего рода контейнерами, собранными из легких, но прочных деталей. Это позволяло значительно увеличить перевозимый груз. Правда, такие беспилотные грузоносители не могли бы выходить на орбиту точно в указанном месте, и тогда могло статься, что первый грузоноситель оказывался бы над Кейптауном, а второй пусть и на той же орбите, но над Мозамбикским проливом. Эту проблему можно было решить, создав два типа транспортных ракет: пилотируемых и беспилотных. Трудно ожидать, что, управляя ракетами с Земли, удастся привести их в одно место, но управление, осуществляемое с одной из ракет, позволит это сделать. Первая транспортная ракета, направленная на орбиту, будет иметь экипаж, который в дальнейшем и возьмет на себя эту задачу, но с тем условием, что он проведет на орбите не более 24 часов.

Когда космическая станция будет собрана и подготовлена для заселения, экипаж сможет жить на ней и выполнять свои работы в течение более продолжительного времени.

Вернер фон Браун принял это предложение и пошел ещё дальше. Считая, что основной задачей экипажа пилотируемой ракеты является сведение всех транспортных ракет в одно место, он отказался от какой-либо лишней нагрузки для пилотируемой ракеты, кроме экипажа. В связи с этим общие размеры ракет могли быть значительно уменьшены. Далее, фон Браун решил, что пилотируемые и беспилотные ракеты следует сделать стандартными, за исключением последней ступени. Характеристики ракет по новому варианту проекта даны в Приложении II.

Но к решению этой проблемы можно подойти и с другой стороны. По первому варианту проекта фон Брауна запуск ракет должен был осуществляться над океаном, что в известной степени обеспечивало спасение и повторное использование первой и второй ступени. На 9-м ежегодном конгрессе Американского ракетного общества, проводившемся, в Нью-Йорке с 30 ноября по 3 декабря 1954 года, Даррел Ромик из отдела аэрофизики фирмы «Гудиэр Эркрафт» выступил с докладом, который он подготовил совместно со своими коллегами Р. Найтом и Дж. Ван Пелтом. Этот доклад вызвал среди делегатов конгресса самую широкую дискуссию.

Проект, изложенный в этом докладе, был сразу же назван «планом Ромика». Предполагалось, что основная ракета будет, как и у фон Брауна, трехступенчатой, но каждая ступень будет иметь крылья и управляться пилотом. Пуск ракет планировался с суши, например с испытательного полигона в Уайт Сэндз, причем все ступени были приспособлены для совершения посадки. Стартуя с полигона в Уайт Сэндз, первая ступень приземлялась в 500 км к востоку от стартовой позиции в намеченном заранее районе, где для этого должна была быть построена посадочная полоса. Вторая ступень совершала посадку в районе Нового Орлеана; третья ступень, разумеется, выходила на орбиту.

Таким образом «план Ромика» предусматривал безопасное возвращение на Землю первых двух ступеней. Затем предлагалось, чтобы после приземления первая и вторая ступени возвращались на свою базу как обычные реактивные самолеты, для чего к их крыльям должны были подвешиваться на пилонах гондолы с реактивными двигателями, применяемыми на бомбардировщиках В-47. Это остроумное предложение вполне обеспечивало спасение первых ступеней, но увеличивало стартовый вес трехступенчатой ракеты на 2000 т.

Много соображений было высказано учеными и по поводу предложения фон Брауна выбрать для движения космической станции орбиту, удаленную от Земли на 1720 км, что соответствовало бы двухчасовому периоду обращения станции. Такое расстояние давало возможность производить фотографирование на один кадр большей части видимой земной поверхности и расходовать топлива не больше, чем его нужно было бы для вывода беспилотных спутников на низкие орбиты.

Так как инженерная мысль была сосредоточена в эту пору главным образом на пилотируемых ракетах, у ряда специалистов-ракетчиков возникла идея использования космического пространства для установления быстрейшей связи между двумя пунктами на земле. Эту же проблему решали и люди, в чью обязанность входило думать о межконтинентальных баллистических ракетах.

Первым, кто сказал, что пилотируемые ракеты можно использовать для пассажирских перевозок, был доктор Цзян, который в то время (1949 год) был профессором Калифорнийского технологического института, а позднее вернулся в Китай. Доктор Цзян выразил свою идею простой диаграммой, приведенной на рис. 70.

Рис. 70. Полет космической ракеты из Лос-Анжелеса в Нью-Йорк.

Ракета со стартовым весом 50 т, утверждал Цзян, должна иметь почти вертикальный старт. Через 150 секунд, на высоте 160 км, намечалась отсечка двигателя. Вершина «невозмущенного эллипса», то есть наивысшего участка траектории полета, должна была лежать на высоте 480 км над уровнем моря на расстоянии по горизонтали, вдвое превышающем эту высоту. Крылатая ракета входила бы в плотные слои атмосферы через 15 минут после старта, иначе говоря, покрыв расстояние по горизонту в 1920 км. Доктор Цзян считал, что аэродинамическое равновесие для крылатой ракеты при данной скорости наступит на высоте 43 км, после чего ракета начнет планирование, которое даст возможность ракете пролететь еще 2880 км. Посадочная скорость будет составлять 240 км/час. Весь полет, скажем от Нью-Йорка до Лос-Анжелеса, будет продолжаться не более часа, что позволит ракете прибыть в Лос-Анжелес на несколько часов раньше своего старта (по местному времени). На рис. 70 изображена траектория такого полета, но только в обратном направлении.