Полёт на Луну

Б. В. Ляпунов ВОЗМОЖЕН ЛИ ПОЛЁТ НА ЛУНУ?

Дорогие читатели, вы только что побывали на Луне вместе с московскими пионерами, юными героями поэмы В. Чухрова «Полёт на Луну». И у вас, вероятно, уже возник ряд вопросов: когда будет совершен первый такой полёт? Правда ли, что с межпланетными путешественниками будут происходить все те удивительные вещи, о которых рассказано в этой книжке? Почему до сих пор никто ещё не побывал на Луне?

Примерно триста восемьдесят тысяч километров отделяет нас от Луны. Окружность Земли — сорок тысяч километров. Значит, надо было бы совершить подряд десять кругосветных путешествий, чтобы добраться до нашего спутника.

Между Землей и Луной — пустота. Каких только аппаратов не предлагалось для путешествий в безвоздушном мировом пространстве! Мало того, чтобы там летать — туда ведь сначала нужно попасть. Надо не только вырваться за атмосферу, но и победить притяжение Земли, которое держит нас крепче всяких цепей. Оно заставляет всякий брошенный предмет падать обратно. А можно ли бросить предмет так, чтобы он не упал на Землю?

Чем быстрее брошен предмет, тем дальше удаётся ему улететь. Снаряд сверхдальнобойной пушки, вылетающий со скоростью 1500 метров в секунду, может пролететь, например, свыше 100 километров. Ещё быстрее — ещё дальше. Постепенно мы могли бы дойти до такой скорости, когда снаряд никогда не упадёт на Землю — его путь вытянется, превратившись из отрезка круга — дуги — в полный круг. По этому кругу, параллельному земной поверхности, он станет носиться, как крошечная Луна. Снаряд вечно будет кружиться, не удаляясь и не приближаясь к Земле.

Заставив же его полететь ещё быстрее, можно добиться того, чтобы наш снаряд удалился от Земли и так направить его полёт, чтобы он смог достигнуть Луны или какой-либо другой планеты. Способ путешествий в мировых просторах найден! Отправиться в лунный рейс необходимо со скоростью около 11 километров в секунду, иначе мы не сможем преодолеть притяжение Земли. Чтобы представить себе, как велика такая скорость, достаточно сказать, что самый быстроходный самолёт пролетает в секунду всего около 300 метров — почти в 40 раз меньше.

Предлагали сделать гигантский снаряд с каютой для пассажиров внутри и забросить его с нужной скоростью из пушки или огромной метательной машиной — катапультой.

Но такое путешествие невозможно, даже если бы и удалось построить исполинскую пушку, которая смогла бы метнуть снаряд на Луну. Чудовищный толчок мгновенно раздавил бы пассажиров пушечного ядра, потому что скорость при выстреле набирается не постепенно, а очень быстро. Люди почувствовали бы себя словно отяжелевшими в тысячи раз и были бы расплющены. Мало достигнуть нужной для лунного перелёта скорости, надо ещё сделать это постепенно, без вреда для человека.

Кроме того, снаряд — не корабль, им нельзя управлять, менять скорость и направление полёта. Он не мог бы затормозить, подлетая к Луне. На ней нет атмосферы, которая смягчила бы страшной силы удар. И как гигантский метеорит, снаряд врезался бы в поверхность Луны, оставив огромную воронку. Путешественники неизбежно погибли бы. Не приходится говорить уже и о том, что пассажиры пушечного ядра, даже каким-то чудом оставшиеся в живых после толчка при выстреле и столкновения с Луной, никогда не вернулись бы на Землю.

Подобный снаряд не годится для межпланетных перелётов, как и множество других придуманных для этого способов. Набрать чудовищную скорость, да не сразу — в доли секунды, а постепенно; полететь в пустоте, да не просто полететь, а иметь возможность управлять полётом; благополучно опуститься на поверхность планеты; снова взлететь с неё и возвратиться на Землю, — вот что требуется от небесного корабля.

Каким же должен быть корабль для небесных путешествий — на это ответ был дан лишь полвека назад. И дал его русский учёный Константин Эдуардович Циолковский.

Задолго до иностранных учёных в нашей стране была высказана и научно обоснована мысль об осуществимости межпланетных путешествий. В 1903 году вышел первый в мире научный труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в котором Циолковский доказал возможность межпланетных путешествий на ракетном корабле. Им было сделано также несколько важных и интересных изобретений, помимо межпланетной ракеты — такие, как, например, самолёт с автоматическим управлением, дирижабль с металлической оболочкой. Но в царской России открытия учёного не встретили никакой поддержки. Напрасно Циолковский пытался обратить на них внимание властей. Долгое время ему приходилось встречать недоверие и насмешки. Его считали чудаком, фантазёром. Только Великая Октябрьская социалистическая революция положила этому конец.

С новыми силами взялся Циолковский за работу. Он написал целый ряд книг и статей, в которых развивал свои идеи о полётах в мировое пространство.

Каким же должен быть межпланетный корабль? В поисках ответа на этот вопрос Циолковский обратил внимание на ракету.

Ракета была известна ещё в глубокой древности. Трубка, набитая порохом, закрытая с одного конца и открытая с другого, с длинной палкой-хвостом для устойчивости в полёте — таково её устройство. Слово «ракета» в переводе и значит «трубка». Газы, которые образуются при сгорании пороха, вытекают через открытый конец трубки, и в результате отдачи она двигается вперёд. Посмотрите на нарисованную здесь модель реактивного пароходика. В яичную скорлупу налита вода. Нагреваясь, она превращается в пар. Струя пара выбивается через отверстие в скорлупе, и отдача заставляет пароходик двигаться.

Слово «реактивный» происходит от слова «реакция», что значит «отдача». С отдачей знаком каждый, кто хоть раз стрелял из ружья. При выстреле пороховые газы выталкивают пулю и толкают ружьё в обратную сторону — приклад ударяет в плечо стрелка. Ракету можно уподобить пушке, стреляющей холостыми зарядами.

Ракета издавна применялась на войне для переброски зажигательных и разрывных снарядов, для освещения местности и сигнализации. Во время салютов небо расцвечивается разноцветными огнями — это взлетают фейерверочные ракеты.

С давних пор славились русские ракетные мастера. Зная, что ракета может перебрасывать на расстояние довольно тяжёлые снаряды, многие изобретатели предлагали использовать её для полёта человека. Русский изобретатель Николай Иванович Кибальчич в 1881 году разработал проект первого в мире ракетного порохового самолёта.

Много веков в ракетах употреблялся, как горючее, порох. Константин Эдуардович предложил применить для ракет более выгодное жидкое топливо и заложил основы современной ракетной техники. Циолковский впервые увидел в ракете будущий межпланетный корабль.

Ракета способна развить нужную скорость и притом постепенно, потому что горение топлива в ней можно регулировать по нашему желанию. На ней можно взлететь не только с Земли, но и с Луны или какой-либо планеты, потому что можно взять запас топлива и для обратного рейса. Она может лететь в пустоте, потому что сила, движущая ракету, образуется в ней самой и не зависит от того, есть вокруг воздух или нет — это самодвижущийся летательный аппарат. Так писал Циолковский, доказывая свои выводы математическими расчётами.

Он вычислил, сколько же ракета должна взять с собой топлива, чтобы покинуть нашу планету. Оказалось, что запас этот очень велик, и небесный корабль, хотя бы и огромных размеров, не в состоянии его вместить. Понадобилось бы топлива почти в 200 раз больше, чем весит сама ракета — только чтобы улететь с Земли. Нельзя забывать и про обратный путь, но тогда придётся захватить топлива ещё больше.

Правда, не на всём пути потребуется расходовать топливо. После того, как ракета преодолеет земное притяжение, она полетит дальше без затраты энергии, подобно планете, обращающейся вокруг Солнца. Под действием могучего солнечного притяжения и притяжения других небесных тел ракетный корабль помчится в межпланетных просторах. Но ракета прежде должна развить необходимую скорость (для полёта на Луну, как мы говорили, — примерно 11 километров в секунду), а для этого и нужно так много топлива.

Циолковский придумал, как обойти препятствия. Нелегко было справиться с трудностями, но учёный сумел найти выход в составной ракете или ракетном поезде. Ракетный поезд — соединение нескольких ракет. Но только в поезде бывает обычно один паровоз и много вагонов, а здесь все паровозы и один вагон.

Одна ракета, головная — пассажирская, остальные служат ускорителями, — они постепенно разгоняют её, пока не будет набрана достаточная скорость. Сделав своё дело, ускорители поочерёдно отделяются от поезда и спускаются обратно. Оставшаяся ракета, которой ускорители помогли победить притяжение Земли, продолжает путь. У неё остался запас топлива, нужный для взлёта с Луны, и она сможет благополучно закончить перелёт.

Современная наука решает теперь задачу практического использования атомной энергии. Применение атомной энергии в ракетных двигателях обещает значительно снизить запас нужного для межпланетных перелётов топлива. Тогда даже одиночная, несоставная ракета смогла бы вылететь в мировое пространство.

Циолковский представил себе, как может выглядеть корабль Вселенной. В передней его части находится помещение для людей, различных приборов и припасов. Большую же часть корабля занимает помещение для топлива и ракетный двигатель. В двигателе есть камера, куда накачивается насосами жидкое горючее, например, нефть и жидкий кислород (окислитель). Горючее в камере сгорает, образуется много горячих газов, которые с огромной скоростью вырываются наружу через длинную расширяющуюся трубу — сопло, двигая ракету. У конца трубы установлены рули из тугоплавкого материала. Поворачивая рули, можно отклонить поток газов — тогда повернётся и сама ракета. Так пилот будет управлять полётом корабля в безвоздушном пространстве.

О многом придётся подумать при подготовке одного из самых необыкновенных путешествий, какое когда-либо совершал человек.

Каюту для пассажиров нужно устроить герметически закрытую, не пропускающую воздуха, и установить в ней аппараты для дыхания, очищения воздуха и пополнения его кислородом. Такие каюты имеются на самолётах и воздушных шарах, поднимающихся в разреженные слои атмосферы. Необходимо позаботиться о питании и снабжении водой во время полёта.

Солнце посылает не только свет, но и невидимые лучи, могущие вредно подействовать на человека; на Земле нас спасает от них атмосфера. В окна каюты вставят стёкла, которые предохранят от губительного действия солнечных лучей. Двери для выхода из ракеты устроят двойными, чтобы воздух не улетучился: сначала входят в помещение между дверьми, затем откачивают воздух и тогда уже открывают наружную дверь.

В мировом пространстве носятся небесные камни — метеориты. Даже крошечный метеорит-песчинка при огромной скорости, подобно пуле, может пробить стенку корабля. Но, к счастью, вероятность столкновения ракеты с метеором в необъятных просторах очень мала. На всякий случай корпус бронируют и разделяют на отсеки, как трюм корабля или подводную лодку: если в одном появится пробоина, в других воздух не улетучится. Пробоину же можно успеть быстро заделать.

В специальных костюмах, похожих на водолазные, путешественники смогут покинуть ракету, побывать в безвоздушном мировом пространстве и на лишённой воздуха Луне. Костюмы эти не пропускают воздуха, в них можно дышать, двигаться и разговаривать по радио друг с другом:

Вот ракета набирает скорость, пассажиры чувствуют себя словно отяжелевшими:

Это происходит потому, что скорость изменяется, нарастает, появляется ускорение, которое воспринимается человеком как усиленная тяжесть.

Когда же двигатель ракеты кончает работать, тяжесть как бы исчезает совсем. В каюте начинают твориться «чудеса»:

«Верха» и «низа» для пассажиров теперь не существует, они могут висеть в воздухе в любом положении. Все неприкреплённые к своим местам предметы также плавают по каюте.

Теперь понятно, почему стенки каюты обиты кожей, и на них устроены поручни: держась за эти поручни, легко двигаться вдоль стенок.

В мире, где нет веса, вода не выливается из кувшина, а если его встряхнуть, то вылетает в виде большого водяного шара. Нельзя жарить и варить, как обычно: котлеты не удержатся на открытой сковородке, а суп — в открытой кастрюле. Теперь понятно, почему в ракете оборудована электрическая кухня, посуда закрыта крышками. Для питья имеются резиновые баллоны, в которые легко набирать воду или жидкую пищу и выдавливать её прямо в рот.

В этих чудесах нет ничего чудесного. Когда двигатели кончили работать, ракета превратилась в крошечное небесное тело, несущееся по определённому пути между Землёй и Луной. Она двигается равномерно, с постоянной скоростью, словно падая на Луну. А всякое свободно падающее в пустоте тело теряет вес. В ракете наступает невесомость.

Для того, чтобы благополучно опуститься на лунную поверхность, ракета должна уменьшить скорость. Пилот повернёт ракету, включит двигатель и даст «контрпар», замедляя спуск. Ракета медленно приблизится к Луне и опустится на её поверхность.

Возвращаясь с Луны на родную планету, ракета будет описывать круги, с каждым оборотом всё глубже погружаясь в земную атмосферу. Сопротивление воздуха затормозит движение корабля, скорость его постепенно уменьшится. Ракета превратится в планёр — у неё выдвинутся крылья и она опустится на Землю. Так может происходить лунный перелёт.

К. Э. Циолковский оставил нам богатое научное наследство — более пятисот работ, среди которых основное место занимают труды по ракетной технике. Им были написаны также научно-фантастические повести: «На Луне», «Вне Земли», очерки «Грёзы о Земле и Небе». В них подробно рассказывается о будущих межпланетных путешествиях, о Луне, о ракетных кораблях для полётов в мировом пространстве.

Советские инженеры давно работают над воплощением в жизнь идей Циолковского. В 1933 году взлетела в воздух первая советская ракета на жидком топливе. Несколько лет спустя советский лётчик совершил впервые в мире полёт на ракетном самолёте. Теперь самолёты реактивной авиации реют в небе нашей Родины. Скорость тысяча километров в час стала обычной для авиации сегодня. Сбылась мечта Циолковского, который говорил, что за эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных.

В недалёком будущем ракетные самолёты смогут летать с огромными скоростями — несколько тысяч километров в час, и подниматься на большие высоты — сто—двести километров, где сильно разреженный воздух не мешает полёту. Самолёт-ракета постепенно превратится в заатмосферный корабль, как и предполагал Циолковский.

Ракетная техника за последние годы шагнула далеко вперёд. Современные крупные ракеты без людей, с приборами, летают со скоростями более 2 километров в секунду и поднимаются на высоту в сотни километров. На таких высотах воздуха почти нет. Можно сказать поэтому, что ракеты уже сейчас совершают хотя и робкие, но настоящие прыжки в межпланетное пространство.

Благодаря ракетным полётам мы узнаём много нового о строении и свойствах верхних слоёв атмосферы. Получены снимки земной поверхности с очень больших высот. Со временем и человек поднимется на ракете в верхние слои воздушного океана.

Близка к осуществлению и мечта Циолковского о постройке межпланетной ракеты, о полётах за атмосферу, о путешествии на Луну и планеты. Возможно, скоро будет построена такая ракета, которая вылетит в межпланетное пространство и станет спутником Земли, маленькой искусственной Луной. На ней можно будет поднять за атмосферу приборы и радиопередатчик, устроив внеземную станцию, служащую автоматической заатмосферной исследовательской лабораторией. Разрабатываются проекты внеземных станций, на которых будут жить и работать люди. Идею внеземной станции впервые выдвинул также Циолковский. Такая станция может быть построена и на Луне — об этом вы прочитали в поэме.

В дальнейшем развитие ракетной техники, автоматики, телевидения даст возможность отправить на разведку небесных миров автоматические ракеты с телевизионными передатчиками. И мы увидим на экранах телевизоров с близких расстояний поверхность Луны, Марса, Меркурия, рассмотрим окутанную пеленой густых облаков Венеру, планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, самую далёкую от Солнца планету — Плутон.

Настанет время, и в космический рейс отправится первая ракета с людьми. Циолковский говорил в 1935 году, обращаясь по радио к демонстрантам на Красной площади:

Президент Академии наук СССР академик А. Н. Несмеянов сказал в 1953 году:

Да, так будет. Недаром Циолковский завещал все свои труды партии и Советской власти. В нашей стране, где осуществляются самые смелые проекты, осуществится и мечта о полётах на планеты. Залогом этого служат замечательные достижения нашей науки и техники, мощное развитие нашей промышленности, забота Партии и Правительства о росте могущества Советского государства.

Недавно Президиум Академии наук учредил золотую медаль имени Константина Эдуардовича Циолковского за лучшие работы в области межпланетных сообщений. При Центральном аэроклубе СССР имени В. П. Чкалова организована секция астронавтики (астронавтика — путешествия в мировом пространстве). Советские учёные работают над решением одной из труднейших и интереснейших задач ближайшего будущего.

Межпланетные полёты обогатят наши познания о соседних небесных телах. На Земле наблюдениям планет и звёзд сильно мешает атмосфера, в которой много пыли и водяных паров. Очень трудно бывает выбрать редкие часы, когда небо чистое, но даже и в самую тихую погоду изображения размываются, дрожат. Полёты в мировое пространство позволят вести интереснейшие наблюдения без помех, вызываемых атмосферой. Без сомнения, это много даст науке, будут открыты новые тайны Вселенной.

Луна — ближайшее к нам небесное тело, спутник Земли. В семье Солнца, кроме Земли, известно восемь планет. О некоторых из них мы знаем ещё мало. Узнать побольше — цель будущих космических рейсов.

Советский астроном Г. А. Тихов в результате длительных наблюдений доказал наличие растительности на Марсе. Когда-нибудь автоматические ракеты привезут снимки поверхности этой планеты, а межпланетные путешественники — образцы марсианских растений. Тогда мы сможем до конца разгадать загадки Марса, узнать, что представляют собою его каналы — сеть правильных линий, о происхождении которых спорят астрономы, выяснить, какая жизнь есть там.

Венера, скрытая облачной пеленой, тоже пока загадка для астрономов. Ракеты проникнут за облака Венеры, и межпланетные путешественники увидят, что творится на этой планете, которую считают младшей сестрой Земли.

Чрезвычайно интересно будет побывать и на ближайшей к Солнцу планете — Меркурии, на самой отдалённой — Плутоне, лучше изучить планеты-гиганты, скрытые мощными атмосферами из ядовитых газов, и малые планеты-астероиды, которых много в Солнечной системе.

говорил Циолковский.

Полёты за атмосферу будут иметь большое значение и для практических нужд человека; так, например, изучение Солнца поможет лучше узнать, как влияет оно на жизнь Земли, на погоду.

Циолковский мечтал и о том, как возникнут «небесные города», — станции в мировом пространстве, где люди будут изучать окружающий мир и использовать неисчерпаемую энергию Солнца. Эту его мечту осуществит техника будущего.

Он мечтал и о том, как мы овладеем новыми, необычайно мощными источниками энергии и сможем, изучив нашу Солнечную систему, когда-нибудь отправиться в путешествие к другому Солнцу-звезде. Звёзд бесчисленное множество во Вселенной. Около многих из них вращаются тёмные спутники, подобные нашим планетам, и на них, возможно, существует жизнь. И туда направятся когда-нибудь в будущем межзвёздные корабли.

Мы живём в век атомной энергии, и энергия атома поможет нам проникнуть в неизведанные глубины Вселенной.

В городе Калуге, где много лет жил, трудился и похоронен Циолковский, стоит памятник. На нём написаны слова:

Это слова Циолковского.

Исполнится предвидение знаменитого деятеля науки. Осуществятся все даже самые смелые его мечты в нашей стране, которая является родиной авиации, ракетной техники, науки о межпланетном полёте. Наши ученые и инженеры работали и работают над тем, чтобы осуществить путешествия по Вселенной. И среди вас, читателей этой книги, быть может, будут те, кто построит и поведёт по небесным дорогам ракетные корабли. Вам, капитанам будущих космических рейсов, завещал Циолковский продолжать начатое им дело.

говорил он. —

То, что вы прочитали в этой книге о полёте на Луну — пока ещё фантазия, но скоро ей суждено будет осуществиться. Дорога к звёздам открыта. Близок день, когда первый межпланетный корабль покинет Землю и отправится в путешествие, которому ещё не было равных в истории человечества.