Виктор Петров - Искусственный спутник земли

Общий вес этого спутника достигает 115 кг. Для доставки его на орбиту, например высотой 800 км, и сообщения ему требуемой скорости необходима ракета с тягой 54,5 т. Трехступенчатая ракета с двигателями, работающими на спирте и жидком кислороде, будет весить около 41 т при общей длине 24,4–27,4 м.

Следующим этапом в использовании искусственных спутников Земли для военных целей, по мнению иностранных специалистов, будет создание стационарных обитаемых ИСЗ — межпланетных станций. Осуществление этих станций станет возможным тогда, когда будут созданы обитаемые космические корабли, могущие перевозить груз в необходимых количествах. Существует много разнообразных проектов подобных кораблей. В качестве примера приведем краткое описание такого корабля и межпланетной станции по проекту одного из видных ракетных специалистов — Вернера фон Брауна, ведущего конструктора ракеты «Фау-2», занимающегося в США усовершенствованием управляемых снарядов в Хонтсвилле (штат Алабама, США). Межпланетный корабль Брауна — огромная ракета, состоящая из трех частей, расположенных одна над другой (рис. 71). Высота ракеты достигает 80–83 м, диаметр — около 30 м и вес — около 7000 т (примерное водоизмещение легкого крейсера). Цистерны ракеты вмещают 6150 т гидразина и азотной кислоты (примерно вес половины груза, поднимаемого танкером средней грузоподъемности). Нижняя часть является первой ступенью ускорения. Она имеет 51 реактивный двигатель. Эти двигатели могут развить тягу в момент отрыва ракеты от Земли в 14 тыс. т. Под воздействием такой тяги ракета медленно поднимается вверх. Положением ракеты будет управлять автопилот, воздействующий на воздушные и газовые рули.

Через 84 секунды после старта двигатели первой ступени исчерпают запасы горючего, доведя скорость ракеты до 8370 км/час. В этот момент они будут сброшены, и начнут действовать 22 двигателя второй ступени, которые в последующие 124 секунды доведут скорость корабля до 23 113 км/час. Высота подъема достигнет 67 км; при этом двигатели второй ступени израсходуют горючее, и вторая ступень, так же как и первая, отпадет.

Третья ступень, по внешнему виду напоминающая самолет, продолжит полет под воздействием тяги в 220 т, развиваемой четырьмя двигателями. Она несет команду и груз. Через 84 секунды она достигнет скорости около 30 тыс. км/час и будет находиться в горизонтальном полете на высоте 103 км.

Для продолжения полета двигатели имеют еще достаточно горючего, но они выключаются под воздействием автоматического интегрирующего акселерометра, измеряющего скорость ракеты. Так как скорость в 30 тыс. км/час выше, характеристической скорости для высоты 103 км, то ракета удаляется от Земли. Центробежная сила, направленная под прямым углом к направлению полета, слегка превосходит действие силы тяжести, и ракета по законам небесной механики приобретет эллиптическую орбиту, по которой она все дальше и дальше будет уходить в космос.

После того как ракета пройдет половину пути вокруг Земли, она достигнет наивысшей точки орбиты (апогея) на высоте 1730 км. Во время этого подъема с выключенными двигателями, который занимает 51 минуту, под воздействием силы тяжести скорость корабля с 30 тыс. упадет до 24 тыс. км/час. Такая скорость для апогея будет несколько меньше скорости, необходимой для движения на достигнутой высоте. Чтобы ракета осталась в апогее, следует довести ее скорость до 25,5 тыс. км/час. Поэтому двигатели ракеты будут вновь включены и работать достаточное время, чтобы дать возможность развить недостающую скорость в 1500 км/час.

Теперь ракета будет вращаться вокруг Земли на высоте 1730 км при скорости 25,5 тыс. км/час, т. е. несколько большей, чем 7 км/сек. Ракета будет облетать земной шар за 2 часа, причем для этого ей не потребуется, как мы уже знаем, никакой затраты энергии.

Плоскость орбиты должна быть выбрана так, чтобы самая северная ее точка проходила через Северный Полярный круг, а самая южная — через Южный Полярный круг. В этом случае благодаря суточному вращению Земли вокруг своей оси ракета в течение суток пролетит над всеми широтами Земли, кроме полярных областей. Полезный груз описываемой ракеты может достигать 36 т, что эквивалентно грузу, поднимаемому двумя современными самолетами-бомбардировщиками. Во время любого отдельного полета на орбиту эти 36 т могут быть там выгружены и будут циркулировать по инерции в пространстве. После этого третья ступень ракеты введет в действие свои двигатели торможения и возвратится в атмосферу. Здесь она может совершить обычный спуск, как это делают самолеты, используя приделанные к ней крылья и хвостовое оперение. Две первые ступени реактивных двигателей, после того как их горючее будет израсходовано и они будут сброшены, спустятся в океан на парашютах, сделанных из проволочной ткани для должной прочности и жаростойкости; пустые системы топливных баков поддержат эти двигатели на плаву до тех пор, пока они не будут найдены и отбуксированы в заранее намеченное место. Следовательно, любая ракета может быть вновь собрана, снабжена горючим и снова запущена.

Незначительное число таких орбитальных ракет может доставить на заданную орбиту достаточное количество материалов и деталей, чтобы построить там постоянную межпланетную станцию.

По проекту Брауна, космическая станция представляет собой колесообразное трехпалубное сооружение диаметром 80 м, разделенное на отсеки (рис. 72).