1. ПРЕГРАДЫ НА ПУТИ

Наша Земля — одна из девяти крупных планет, входящих в солнечную систему вместе с огромным количеством малых планет, или астероидов. Все планеты и астероиды, подобно нашей Земле, обращаются вокруг Солнца по одному направлению — с запада на восток. Пути, по которым движутся эти небесны© тела, так называемые орбиты, лишь незначительно отличаются от окружностей и все лежат почти в одной плоскости.

Планеты можно разделить на несколько групп, в пределах которых они оказываются сходными между собой во многих отношениях.

К первой группе принадлежат четыре сравнительно небольшие, более близкие к Солнцу планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Ко второй группе относятся четыре далекие друг от друга и от Солнца, планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Размеры их громадны, поэтому их называют группой больших планет. Между Марсом и Юпитером, т. е. как раз на границе двух групп, находится область малых планет, или астероидов. Отдельно стоит открытая сравнительно недавно (в 1930 г.) самая далекая и мало исследованная планета — Плутон.

2. З'ак. 1443

Главным светилом нашей планетной системы является Солнце — одна из бесчисленных звезд Вселенной. Размеры и масса его огромны даже по сравнению с самыми большими планетами, и его могучее притяжение управляет движением планет по орбитам.

Солнце — колоссальный источник энергии, непрерывно излучающий громадные количества тепла и света. Ничтожная часть той энергии, которая приходится на долю Земли, создает и поддерживает жизнь на ее поверхности.

Солнце входит в состав звездной системы — галактики, состоящей примерно из 120 млрд, звезд.

Размеры планет солнечной системы огромны. Самая маленькая из них — Меркурий имеет поперечник, равный 4800 км, наша Земля—менее 13 000 км, а самая большая планета—Юпитер—примерно 143000 км, что более чем в одиннадцать раз превышает размеры Земли.

Но все они кажутся карликами по сравнению с Солнцем, диаметр которого в сто десять раз больше диаметра нашей планеты. Чтобы представить его огромные размеры, вообразим Солнце в виде огромного пустотелого шара, в центре которого находится Земля вместе с Луной. При этом наш спутник вращался бы вокруг Земли на расстоянии лишь немногим больше половины солнечного радиуса.

Массы всех планет, вместе взятых, составляют всего V750 массы Солнца.

Однако грандиозные размеры планет и в особенности Солнца ничтожно малы по сравнению с расстояниями между планетами и звездами.

Ближайшая к Солнцу планета Меркурий находится на расстоянии 58 млн. км, наша Земля отдалена от него на 150 млн. км, а самая далекая планета Плутон — на 6000 млн. км.

Среднее расстояние между Землей и самой близкой к ней планетой Венерой составляет 41 млн. км, а между Землей и Марсом — 78 млн. км. Даже спутник Земли Луна отстоит от нее на 384 400 км.

Чтобы ясно представить себе эти расстояния, обратимся к следующим примерам.

Современный артиллерийский снаряд, двигаясь с ог- б

ромной скоростью 1700 м/сек, прошел бы расстояние от Земли до Марса примерно за полтора года, до Солнца—за три года, а до Юпитера — за 12 лет.

Реактивный самолет, летящий со скоростью звука, преодолел бы расстояние от Земли до Солнца без остановки за 14 лет, курьерский поезд — за 200 лет, свет, скорость которого равна 300000 км/сек, проходит его в 8 мин. 18 сек.

Но несравненно огромнее нашей солнечной системы звездная система — галактика. Лучи света пересекают ее от края до края за 400 000 лет, но и она только бес-

конечно малая часть бесконечной Вселенной. В необъятном мировом пространстве астрономы обнаружили еще множество таких же звездных систем — галактик.

Таково в общих чертах устройство известной нам части Вселенной, куда человечество мечтает совершать полеты в недалеком будущем. Какие же препятствия предстоит преодолеть науке и технике, чтобы осуществить эту мечту?

Первое и самое основное из них — сила притяжения Земли, удерживающая на ее поверхности все тела, в том числе и атмосферу, которая дает возможность существования всему животному и растительному миру, защищает его от палящих лучей Солнца днем и холода мирового пространства ночью.

Поле земного тяготения простирается до бесконечности, ослабевая, однако, с увеличением расстояния. Наглядное представление об этом может дать кривая поля земного притяжения (рис. 1). Из графика видно, как по

Если космическому кораблю параллельно поверхности Земли сообщить скорость несколько большую 7900 м/сек, то он по инерции начнет удаляться и одновременно под действием притяжения будет падать на Землю. В этом случае корабль опишет вокруг Земли круговую траекторию. Такая скорость космического корабля называется круговой скоростью.

Ракетоплан, круговая орбита которого расположена на большой высоте, где сопротивление атмосферы ничтожно, будет вечно вращаться вокруг Земли, превратившись в ее спутника.

При скорости большей, чем круговая, и меньшей, чем

параболическая, космический корабль будет двигаться вокруг Земли по эллиптической орбите.

Сила тяготения препятствует'не только взлету космического корабля с Земли (или другой планеты) в мировое пространство, но и очень затрудняет ело посадку, так как под действием силы притяжения он развивает колоссальную скорость и неминуемо должен разбиться.

Вторым препятствием на пути полета межпланетного корабля в космос является слой земной атмосферы, который необходимо преодолеть при взлете.

Однако сопротивление атмосферы может оказаться и полезным для космического корабля. При посадке на планету, где имеется газовая оболочка, часть скорости будет погашена за счет сопротивления газов полету, что позволит сэкономить значительную часть топлива, которую надо было бы затратить для этой цели.

Некоторые исследователи считают, что при посадке межпланетного корабля на Землю за счет сопротивления воздуха возможно будет погасить примерно пятьдесят процентов скорости ракетоплана.

1Кроме оков земного тяготения и панцыря атмосферы, имеется еще ряд препятствий, которые необходимо будет преодолеть.

Межпланетные полеты в мировом пространстве возможны, таким образом, только на аппаратах, исключающих воздух как опорную среду.

По этой же причине на космическом корабле должны быть запасы кислорода или другого окислителя, необходимого для дыхания людей и работы двигателей.

В мировом пространстве проносятся с огромной скоростью космическая пыль и метеориты.

Удар даже маленького метеорита, который пролетает до 70 км!сек, равносилен удару артиллерийского снаряда и представляет серьезную опасность для космического корабля.

Приборы, заброшенные в ранетах на высоту 100 км для исследования атмосферы, показали, что плотность космической пыли сравнительно высокая. Это дает осно

вание предполагать, что встреча ракетоплана с метеоритами возможна, хотя, как показали полеты первых искусственных спутников Земли, и не обязательна в течение довольно значительного времени.

Мировое пространство пронизывают самые разнообразные лучи, начиная от обычных видимых лучей и кончая космическими. О воздействии некоторых видов этих излучений на организмы людей и материалы ракетоплана мы пока мало знаем.

Конструкторы космического корабля должны будут предусмотреть все препятствия, которые могут встретиться его экипажу в космическом пространстве.

Для преодоления силы тяжести кораблю Вселенной необходимо развить скорость порядка 11 200 м!сек.

Однако взлет его должен быть плавным, с медленным нарастанием скорости,чтобы предохранить людей от воздействия так называемой относительной тяжести, возникающей при резкой перемене скорости движущегося аппарата. Утяжеление всех предметов в момент изменения

скорости космического корабля связано с возникновением силы инерции (рис. 3). При быстром нарастании скорости возникшее утяжеление, так называемая перегрузка, может оказаться настолько большой, что раздавит, как прессом, людей о стенки ракетоплана.

Огромное сопротивление нижних, более плотных слоев атмосферы будет возрастать с увеличением скорости межпланетного корабля. Поэтому, если космический корабль разовьет сразу скорость 11 200 м/сек, огромное сопротивление воздуха полностью затормозит его и не даст возможности вырваться за пределы земного тяготения. Кроме того, он может сгореть от трения о воздух.

Во избежание этого взлет межпланетного корабля должен осуществляться с медленным нарастанием скорости, так, чтобы сопротивление воздуха было минимальным, а относительная тяжесть не превышала той, которую человек в состоянии вынести безболезненно.

Аналогичные трудности возникают и во время приземления межпланетного корабля, возвращающегося из космического полета.

Если космический корабль влетит в пределы земной атмосферы из мирового пространства со скоростью около 11 200 м/сек, в плотных "слоях воздуха он нагреется до температуры более 5000°С, что может вызвать его расплавление и даже сгорание. Следовательно, для безопасного приземления космический корабль должен иметь надежно действующие средства торможения, которые, однако, могли бы медленно уменьшать его скорость. В противном случае возникшая в связи с быстрым торможением сила инерции раздавит пассажиров корабля.

Влияние притяжения планет и ряд других причин могут отклонить траекторию космического корабля от расчетной.

Необходимо еще сказать несколько слов о явлении потери веса, которое пассажиры космического корабля ощутят, как только он вырвется за пределы земного тяготения и двигатели его перестанут работать. Космический корабль будет двигаться только по инерции. Понятия о «низе» и' «верхе», обусловленные исключительно действием земного тяготения, исчезнут, и пассажиры корабля начнут занимать самые неожиданные положения, ощущая трудности в перемещении по кабине. Можно надеяться, что потеря тяжести на несколько дней, необходимых, например, для полета на Луну, не вызовет особо вредных последствий для человеческого организма. Изучение этого вопроса в настоящее время стало возмож-

П

ным при наблюдении за полетом животного в искусственном спутнике.

Создание в космическом корабле искусственной тяжести возможно двумя путями: приданием ему вращательного движения, при котором центробежная сила заменит силу тяжести, или непрерывной работой двигателей, которая неизбежно потребует расхода горючего. В этом случае ускорение заменит силу тяжести.