Б. Ляпунов
ОТКРЫТИЕ МИРА
ПРЕДИСЛОВИЕ
Как-то раз, когда я был еще школьником, почтальон принес мне бандероль с обратным адресом: «Калуга, улица Жореса, 3. К. Э. Циолковский». Это был ответ на мое письмо. Маленькие брошюрки со множеством таблиц, выкладок и странных формул, в которых вместо алгебраических символов стояли сокращенные слова, открыли для меня новый мир. Многое было непонятно сначала, но, читая и перечитывая эти книжки, с годами проникая в них все глубже и глубже, я увидел картины, захватывающие воображение: мир, где человек может плавать в воздухе, ничего не веся, где достаточно малейшего толчка, чтобы странствовать тысячи километров, где Солнце и звезды такие, какими их никто никогда не наблюдал.
Перед глазами проносились фантастические пейзажи иных миров, ставших доступными человеку. Люди в скафандрах вступают на поверхность Луны, Марса, наблюдают то, что считалось навсегда скрытым от нас, — невидимую с Земли сторону нашего спутника, разгадывают тайну марсианских каналов, видят своими глазами Землю из глубин мирового пространства, Землю-планету…
С чувством гордости за человеческий гений, за русский гений, открывший безграничные перспективы познания мира, закрывал я маленькие книжки, полученные из Калуги.
Вот и теперь, много лет спустя, когда я пишу о покорении вселенной, это чувство целиком владеет мною.
Двадцатый век — век величайших изобретений и открытий. Он принес победы электротехники, в которой человек нашел, по выражению Столетова, ключ к решению самых фантастических задач своего ума; триумф электроники и радио; завоевание воздуха.
ВЛАСТЬ ЗЕМЛИ
ВЛАСТЬ ЗЕМЛИ
Мы, жители Земли, ее пленники, прикованы к планете цепями, которые пока еще не в силах разорвать. Никто не избавлен от власти земного притяжения, и каждая попытка преодолеть эту непокорную силу природы дается нелегко.
Два метра тринадцать сантиметров — мировой рекорд прыжка в высоту.
Трудно оторваться от земли. Ценой большого спортивного мастерства, тренировки, напряжения воли даются новые сантиметры высоты.
РАКЕТНЫЕ ПОЕЗДА
Языком математических символов выразил Циолковский величайшей важности открытие. Он установил непреложный закон, которому подчиняется движение ракеты: скорость ее возрастает до огромных величин, если запас топлива достаточно велик.
Сколько, однако же, понадобится топлива ракете, чтобы превратиться в спутника Земли? Сколько его требуется для перелета на Луну? В первом случае топливный запас должен в пятьдесят раз превышать вес самой ракеты, во втором — в двести. Таковы результаты приближенных расчетов. На практике эти цифры еще более возрастут. Кроме того, нельзя забывать о возвращении на Землю — для этого тоже нужно топливо. Оказывается, цифры угрожающе велики.
В современном ракетном самолете, предке будущего межпланетного корабля, топливо весит столько же, сколько машина, — единица на единицу. В современной крупной ракете — примерно три к одному. Разница, как видим, огромная. Казалось бы, опять безнадежный тупик! Ибо вместить такое колоссальное количество топлива не в состоянии никакая ракета, как бы велика она ни была.
В ПОИСКАХ ЭНЕРГИИ
В энергии сейчас ключ, которым открывается дверь в межпланетное пространство.
Представим себе, что ракетный корабль построен. Дан старт, и он, борясь с притяжением Земли, устремляется ввысь. Уже отделились ракеты-ускорители. Еще немного, и первая космическая скорость достигнута. Корабль освободился от власти земного тяготения и теперь будет вечно кружиться вокруг нашей планеты: он никогда не вернется обратно и не улетит дальше. Но на этом нельзя остановиться; надо не только выбраться за атмосферу, стать спутником Земли, — надо проложить пути к другим мирам. Однако корабль не может продолжать полет. Иссякли его силы: в баках остался лишь аварийный запас топлива, а нужно еще увеличить скорость почти в полтора раза, чтобы выйти полным победителем из схватки с тяжестью.
Откуда же взять энергию для путешествия на планеты?
В мировом пространстве мы, казалось бы, не найдем пищи ракетному двигателю. Раньше думали, что на Луне, лишенной атмосферы, все же есть лед, а где-нибудь в глубоких ущельях, куда не проникают лучи солнца в двухнедельный жаркий лунный день, сохранились твердые «куски воздуха»: жидкие, а затем затвердевшие газы, когда-то составлявшие газовую оболочку нашего спутника. Лед — это вода, это кислород и водород, это топливо для ракетного корабля. Разложив воду на составные части, сгустив их в жидкость, можно было бы снова наполнить баки, чтобы стартовать на Землю или лететь дальше — к Марсу, Венере, к малым планетам. Недавно в одном метеорите нашли воду. Разумеется, она была не в свободном состоянии, а химически связанной — входила в состав метеоритного вещества. Все же это — водород и кислород — топливо для ракетного корабля. К сожалению, лед на Луне и метеорная вода в большом количестве внушают сильные сомнения.
Думают, что химия, творящая чудеса, поможет путешественникам добыть для далеких космических рейсов нужное сырье — источник энергии — в поясе астероидов между Марсом и Юпитером и на планетах. Возможно, и на Луне будут найдены породы, которые послужат сырьем для получения топлива.
РАЗВЕДЧИК БОЛЬШИХ ВЫСОТ
НОВЫЙ РАЗВЕДЧИК АТМОСФЕРЫ
Конструктору будущих самолетов, которые за час пролетят тысячу, две, три, десять тысяч километров, нужно знать, что встретит его корабль в неизведанных высотах стратосферы.
Через атмосферу проходит начальная часть пути в космос. Не преодолев панциря атмосферы, нельзя вырваться в мировое пространство. Поэтому знание ее свойств необходимо и создателям космических кораблей.
Сделать это помогут ученым и конструкторам ракеты, поднимающие приборы на высоту в сотни километров.
…Похоже, что здесь работает экспедиция астрономов, которые готовятся наблюдать солнечное затмение. Телескоп направлен в небо. Перед окуляром телескопа — кинокамера. Сидящий в кресле наблюдатель смотрит во второй телескоп. И вся эта установка, повинуясь управляющему ею оператору, поворачивается, шаря по небу.
А может быть, это физики наблюдают за путешествием радиоволн в атмосфере? Ведь рядом — радиолокационная станция, и на экране локатора заметны отраженные сигналы. Возможно, что ученые следят за полетом метеоров.
ЗАВОЕВАНИЕ ВЫСОТ
До недавнего времени выше стратостатов забирались лишь маленькие воздушные шары-зонды. Шарик всплывал в воздушном океане, оставляя под собой девяносто девять сотых всей массы воздуха. Поднимаясь в стратосферу, во все более разреженные слои, он рос и рос от раздувающего оболочку газа, пока, наконец, не лопался, как мыльный пузырь.
Десять лет назад впервые в истории человечества поднялся на высоту в сто километров летательный аппарат. На нем был установлен самый сильный на свете двигатель, который на максимальной скорости развивал мощность в полмиллиона лошадиных сил. Автоматические механизмы и приборы управляли полетом этой машины, летевшей по заданному пути.
Казалось бы, таким рекордным полетом нужно гордиться. На старте ракету должны были бы провожать восхищенные взоры зрителей, а после спуска к ней устремились бы инженеры, ученые, журналисты, желающие увидеть результаты новой победы в борьбе, которую так давно ведут люди, — борьбе за высоту, за поднятие «потолка мира».
Но не было зрителей на старте. В глубокой тайне, прячась от посторонних взглядов, готовили ракету к полету люди в военной форме лягушачьего цвета. Никто не стремился к ракете после спуска, ибо за ним следовал взрыв. Смерть и разрушение несло с собой через стратосферу очередное достижение ракетной техники гитлеровской Германии. Ракета, впервые совершившая стратосферный перелет, закончила его разрушительным взрывом в далеком тыловом городе, населенном мирными людьми. Это закономерно в странах капитала, где все то, что могло бы служить миру, империалисты ставят на службу войне.
А если бы такая ракета вместо тонны взрывчатки подняла ввысь человека? Что бы это дало?
ПРЫЖОК ИЗ СТРАТОСФЕРЫ
Прыжок из стратосферы, с высоты в несколько десятков километров, — зачем он, да и возможен ли такой необычный опыт?
Вспомним сначала несколько случаев из истории советского парашютизма и воздухоплавания.
Это случилось незадолго до Великой Отечественной войны. Жаркий летний день. По небу плывут легкие белые облака, ненадолго закрывая солнце. Поле, лес вдали, и вдруг тишину разрывает резкий свист. Из облака стремительно вылетает голубой шар. Он падает так быстро, что едва можно уловить момент, когда от шара отделяется черная точка.
Шар несется к земле, как метеор. Мгновение — он скрывается за лесом. А над черной точкой вспыхивает белый шелковый купол.
Что же произошло? Оказывается, шар-гондола стратостата оторвалась от баллона и понеслась вниз. Двое членов экипажа выбросились на парашютах еще на большой высоте. Командир остался и выпрыгнул, когда гондола прорезала облака.
НА ПУТИ К КОСМИЧЕСКОМУ КОРАБЛЮ
Самолет на старте. Заняли места пассажиры. В окна видно уходящее вдаль летное поле, крыло и пока неподвижные воздушные винты. И вдруг они оживают. Тишина сразу обрывается ревом моторов, переходящим в ровный гул. Лопасти винтов сливаются в блестящие круги.
Машина еще некоторое время стоит на месте, как будто набирает силы, готовясь к прыжку. Старт дан, и самолет медленно начинает двигаться. Побежало в окнах поле аэродрома, быстрее, быстрее… Момента взлета ждешь — и все равно пропустишь. Только что колеса прикасались к земле, и вот она уже отдаляется, незаметно опускается вниз. Легкий толчок, самолет еще ступенькой выше, потом еще и еще. Наконец закончено восхождение по невидимой воздушной лестнице и набрана высота. Машина ложится на курс.
Тень самолета бежит по земле — ложится на зеленые пятна лесных массивов, пересекает полоски рек, ленты дорог. Скорость почти неощутима, а ведь воздушный корабль пролетает сейчас больше трехсот километров в час — восемьдесят метров в секунду!
За несколько десятков часов он может перелететь из одного конца страны в другой. Но это не предел, ибо сбылось предвидение Циолковского: за эрой аэропланов винтовых наступает эра аэропланов реактивных.
Советская ракетная техника давно уже работает над воплощением в жизнь идей Циолковского.
НА РАКЕТЕ ВО ВСЕЛЕННУЮ
ВЕРНЫЕ ПОМОЩНИКИ ПИЛОТА
С земли уже давно не видно взлетевшей ракеты — она скрылась из виду, растворилась в ночной темноте. В почти космической пустоте, глотая пространство, с огромной скоростью несется стальная сигара. Теперь о ней говорит только зубчик на экране локатора да светящаяся линия на темном фоне неба, словно прочерченная невидимой рукой. Яркий след упрямо тянется кверху, но вдруг изгибается, поворачиваясь все круче и круче. Это рули, обжигаемые огненным дыханием двигателя, послушные чьему-то приказу, повернули снаряд на новый курс. Даже когда исчезла горячая газовая струя, рули не успели остыть и тоненькой черточкой светятся во мраке ночи.
Кто же повернул рули? Ведь в ракете нет пилота!
Нелегко сохранить взятый курс, когда ракета предоставлена самой себе. Всего нельзя предусмотреть — легкие колебания тяги, сильные порывы ветра в атмосфере и другие случайные причины могут столкнуть ее с намеченного пути. Надо все время поправлять ракету, не допускать уклонений с намеченной дороги. За этим следит автопилот, заменивший человека. Важнейшая часть автопилота — быстро вращающийся волчок.
ТЯЖЕСТЬ УГРОЖАЕТ
Голос в наушниках произносит:
— Внимание! Петля Нестерова!
Летчик берет ручку на себя, и горизонт встает дыбом. Земля, обычно неподвижная, вдруг сдвигается с места и всей своей громадой ползет вверх.
Поблескивая крыльями, самолет, похожий издали на игрушку, взмывает в небо, делает полукруг, растворяется в безбрежной синеве, а затем, сверкнув на солнце, устремляется вниз.
В это время в какие-то доли секунды, пока длится фигура высшего пилотажа, пилот, сидящий в кабине скоростного реактивного самолета, переживает необычайные ощущения.
ТЯЖЕСТЬ ИСЧЕЗЛА
Может ли человек плавать в воздухе, нестись в беспредельных просторах, чувствовать себя свободным от невидимых оков, которые держат нас с неумолимой силой? Оказывается, такие чудеса, как это ни удивительно, возможны.
Ракета — в полете. Двигатель ракеты кончил работать — и тяжесть исчезла. Дальше начинается сон, сказка. Достаточно слегка оттолкнуться, чтобы полететь к потолку каюты. Потолок, впрочем, перестал быть потолком: теперь, в мире без тяжести, нет «верха» и «низа». Оттолкнувшись (по привычке скажем все-таки от потолка), вы устремляетесь вниз, к бывшему полу. Вы летаете в любом направлении — здесь действительно царство трех измерений, и нет никаких преград вашему полету.
Трудно передать словами то, что будет твориться в кабине космического корабля. Ведь этого еще никто не испытал! Правда, советские кинематографисты в научно-фантастическом фильме «Космический рейс» показали мир без тяжести.
На экране видно, как отправляется в лунный перелет первая ракета с людьми. Вот она уже за атмосферой. Поднялись шторы иллюминаторов, открыв звездное небо. Переглядываются первые межпланетные путешественники, жмутся к стенкам каюты. Вдруг один, решившись, прыгает… и плавно взлетает в воздух. Вот он уже у другой стены, смеясь, зовет к себе остальных.
Беседуя однажды с режиссером фильма, я узнал, каких трудов стоило все это показать на экране. Артисты «летали», привязанные ремнями к тросам. Сложные кинотрюки создавали впечатление настоящего полета.
ТРИ ОПАСНОСТИ
Часто люди, глядя на небо, видят, как срывается светящаяся точка и стремительно несется вниз, чертя яркий след. Обычно говорят, что это «звезда упала». На самом деле не звезда, а крошечный кусочек вещества, маленький небесный камешек — метеор — со скоростью в несколько десятков километров в секунду влетел в атмосферу Земли, вспыхнул и мгновенно сгорел. Светится же раскаленный воздух, который метеор сжимает на своем пути. Под стремительным ударом этого пришельца из космоса разбиваются молекулы газа. Столб накаленного и ионизированного воздуха тянется за метеорной частичкой. Ее вторжение и гибель наблюдаем мы, глядя на «падающую звезду».
Днем, при ярком солнце, падение метеора незаметно. Но от волшебного глаза современной техники — радиолокации — ему не скрыться. Радиоволны отмечают прилет метеора, отражаясь от шлейфа из наэлектризованных частичек воздуха, сопровождающих его полет. Удалось наблюдать гораздо больше гостей из межпланетного пространства — и днем и ночью, при свете луны и в облачную погоду, — чем раньше, когда располагали только оптическими приборами.
Огромное число ежесуточно падающих метеоров — несколько тонн метеорного вещества, — видимо, грозит неизбежной гибелью ракете, покинувшей планету. Ведь и крупинка весом в доли грамма, летя с колоссальной скоростью, без труда пробьет корпус даже из самой прочной стали. А вокруг — пустота, воздух из кабины улетучится — произойдет катастрофа! Более крупная частичка или камешек выведет из строя приборы, двигатель, баки. Слепой — без приборов, лишенный сердца — мотора и пищи — топлива, корабль обречен на гибель. Столкновение же ракеты с небесной глыбой равносильно взрыву.
Выходит, полет за атмосферу — самоубийство.
Здесь несколько сгущены краски. Однако нередко приходится слышать мнение, что метеорная угроза слишком сильна, чтобы надеяться на благополучный исход межпланетного полета. Поэтому необходимо трезво оценить величину опасности.