Виталий Севастьянов - Загадки звездных островов. Книга 2 (сборник)

Прибавим ракете некоторую скорость, и она устремится вверх. Пусть себе летит, но мы-то не должны забывать, что на ускорение ракеты затрачивается сейчас только часть тяги, львиная ее доля идет на то, чтобы противоборствовать силе притяжения Земли.

Вернемся к конструкции ракеты. Предположим, что мы выбрали все же одноступенчатую конструкцию. Количество необходимого нам топлива будет, очевидно, не меньше — ведь в нем заключена та энергия, которая необходима, чтобы забросить полезный груз на орбиту. Но все это топливо заключено у нас в одной-единственной оболочке. И нам придется тащить эту оболочку — даже тогда, когда она будет почти пустая, — до самой орбиты. И не только придавать ей ускорение, но еще и постоянно поддерживать. Значит, топлива понадобится больше, этот излишек тоже надо "везти" и тоже придавать ему ускорение. Вот почему одноступенчатая конструкция энергетически невыгодна. В многоступенчатой ракете ступени работают поочередно: отработала одна ступень — она отбрасывается, носитель становится легче, его легче разгонять. Отработала вторая — процесс повторяется. Правда, на второй и третьей ступенях надо иметь дополнительные двигатели, но они менее мощные и более легкие. Во всяком случае, легче тех оболочек, от которых нам удалось избавиться.

В каком направлении и из какой точки земного шара выгоднее всего запускать космические аппараты?

И опять физика — сложение скоростей. Если запуск аппарата производится на экваторе с запада на восток, то есть в направлении вращения Земли, то скорость этого вращения сложится со скоростью вывода. Точки экватора при вращении Земли движутся со скоростью 465 метров в секунду, следовательно, на эту величину можно уменьшить заданную скорость вывода. А ведь это опять экономия топлива!

Имеет значение и форма траектории вывода. Казалось бы, что здесь можно выгадать: поднял аппарат на нужную высоту, развернул его горизонтально Земле, получил нужную скорость — и летай себе. Но это не совсем так. При таком способе запуска легче всего преодолеть воздушную оболочку Земли, кроме того, он позволяет осуществить самое простое управление ракетой. А вот с точки зрения общей энергетики он невыгоден. Способов запуска несколько. Не вдаваясь в их сравнительный анализ, отметим, что сразу после того, как ракета отрывается от стартового стола, система управления начинает "заваливать" ее траекторию к линии горизонта, так что в момент выхода на орбиту и достижения нужной скорости аппарат уже движется параллельно Земле. Этот способ является самым экономичным.

О том, что на поддерживание ракеты приходится затрачивать энергию, помнили и те, кто определял временной режим подъема на орбиту. Конструкторам, конечно, хотелось, чтобы время подъема было как можно меньшим. Правда, для этого понадобилось бы большее ускорение, а значит, и более мощные двигатели. Но с этим они бы справились. Зато в каждую выгаданную секунду движения не нужно было бы поддерживать многотонную громадину — это экономия топлива! Но требования конструкторов вошли в противоречия с возможностями человеческого организма. Слишком большие перегрузки человек может выдержать только тогда, когда они кратковременны. В конце концов, остановились на четырехкратной перегрузке — это и определило режим подъема: зная максимально допустимую перегрузку, нетрудно подсчитать и время подъема, а от этой последней величины можно уже танцевать и к мощности двигателя и к энергетике.

"1. Под ракетным поездом я подразумеваю соединение нескольких одинаковых реактивных приборов…

2. Но только часть этого поезда уносится в небесное пространство, остальные, не имея достаточной скорости, возвращаются на Землю.

3. Одинокой ракете, чтобы достигнуть космической скорости, надо делать большой запас горючего… Поезд же дает возможность или достигать больших космических скоростей, или ограничиться небольшим запасом составных частей взрывания".

К. Э. Циолковский. Космические ракетные поезда (1929 г.)

Автор адресует эти короткие очерки молодым читателям, среди которых многие мечтают стать космонавтами. В этом им смогут помочь твердые знания и творческое осмысление фундаментальных физических законов. Ведь окружающий нас материальный мир — это самый большой и самый интересный задачник. И у этого задачника нет последней страницы с готовыми ответами…

По-видимому, давние опасения: сможет ли человек длительное время существовать в условиях невесомости, разрешились в пользу оптимистов. Последние длительные рейсы советских космонавтов основательно поколебали позиции скептиков. Те отступили, но не сдались. Теперь у них остался последний довод: еще неизвестно, смогут ли люди безболезненно переносить космические путешествия в течение нескольких лет…

Действительно, смогут ли?

Сразу оговоримся: скептицизм в таком деле, как покорение космоса, не только уместен — он просто необходим. По трудности, по необычности ситуации, по количеству предсказуемых и непредсказуемых опасностей космос нельзя даже и близко сравнивать с любым деянием человека за всю его историю. Даже древние мореплаватели, отважно пересекавшие моря на утлых суденышках, были куда как в лучшем положении. Конечно, шансов погибнуть у них было гораздо больше. Но если море не разбивало корабль, они приставали к берегу такими же, какими начинали плавание. Потому что организм их все время был в привычных физических условиях — атмосферное давление, состав воздуха, земное притяжение оставались неизменными.

У современных космонавтов гораздо меньше шансов погибнуть — корабль надежно защищен от всяческих случайностей. Но вот человеческий организм… За миллионы лет он адаптировался к определенным условиям. Более того, его "узлам" необходимо земное притяжение, чтобы нормально функционировать. Попробуйте встать на голову и уже через несколько минут вы почувствуете себя не в "своей стихии". А ведь космонавты живут в похожих условиях.

Поэтому и запускают пока в космос специально отобранных и натренированных людей. Но и им приходится регулярно проводить комплекс физических упраж-пений, чтобы поддерживать свой организм в "рабочем состоянии". Но как долго это может помочь? Вот тут и необходим скептицизм: ставя "каверзные" вопросы, он заставляет отвечать на них делом — предусматривать меры защиты от возможных случайностей. Один из этих вопросов такой: если космонавт заболеет, то как его лечить?