Борьба за скорость

Самая маленькая космическая скорость — круговая — в несколько раз больше, чем самая большая скорость, которую до сих пор удалось получить человеку с помощью своих машин. В самом деле, наибольшая скорость, которую развивают снаряды сверхдальнобойной артиллерии, — около 1,5 километра в секунду.

Почему ракета может развить космическую скорость?

На это отвечает основной закон механики ракетного полета, открытый Циолковским.

Закон этот таков: чем больше скорость истечения газов и чем больше вес топлива по отношению к весу пустой ракеты, тем большую скорость она получит. Можно получить любую сколь угодно большую скорость, лишь бы хватило запаса топлива.

Схема ракеты К. Э. Циолковского.

Закон Циолковского — основа будущей техники сверхвысоких, космических скоростей. Открытием этого закона знаменитый ученый безгранично расширил наши технические возможности в борьбе за скорость. Вот почему его имя заслуженно стоит в ряду основоположников техники больших скоростей.

Сверхскоростные перелеты, межпланетные путешествия, а, быть может, в очень отдаленном будущем и путешествие к другому Солнцу — звезде, — вот что сулит нам ракетная техника. Новые, невиданные горизонты открываются перед наукой.

Ракеты уже летают со скоростью около 2 километров в секунду и поднимаются на высоту в несколько сот километров. Это самый быстрый и самый высотный летательный аппарат, созданный человеком.

Еще немного, и космические скорости, путешествия не на сотни, а на тысячи и миллионы километров будут доступны нам.

Безмерно трудное дело… Если бы знали трудности дела, то многие, работающие теперь с энтузиазмом, отшатнулись бы с ужасом, говорил Циолковский о решении задачи космического полета.

Можно получить любую скорость при помощи ракеты, гласит основной закон ракетного полета. Но нельзя забывать про другое: как ее получить, что для этого нужно.

Для того, чтобы увеличить скорость ракеты, нужно или повышать скорость вытекающих из нее газов или увеличивать запас топлива.

На какую же скорость мы можем рассчитывать?

Циолковский вычисляет: пусть скорость отброса, скорость вытекающих газов — 2 километра в секунду. Эту скорость могут дать уже сейчас такие топлива, как, например, жидкие углеводороды и кислород. Скорости ракеты 8 километров в секунду добьемся, если запас топлива будет весить в 50 раз больше, чем сама ракета. А для полета, скажем, на Луну, когда нужна скорость 12 километров в секунду, вес запаса топлива должен в 200 раз превышать вес ракеты.

Эти цифры разочаровывают. Ведь невозможно построить ракетный корабль, в котором на каждую тонну веса конструкции нужно захватить 200 тонн топлива.

Ценою большого упорного труда современная техника добилась того, что на каждую тонну веса самой ракеты приходится 3 тонны топлива.

3 и 50, 3 и 200. Сопоставив эти цифры, некоторые зарубежные исследователи безнадежно махнули рукой. Межпланетные путешествия неосуществимы, — по крайней мере, до тех пор, пока мы не овладеем атомной энергией, решили они.

Немецкий ученый Эбергард, попробовав прикинуть, возможен ли полет на Луну, и столкнувшись с этими неумолимыми цифрами, сложил оружие: ничего не выйдет! Ему вторит французский инженер Эсно-Пельтри: «Только атомы могут доставить нам требуемые силы и скорости…»

Атомная энергия безусловно смогла бы помочь решению задачи. Можно предполагать, что с ее помощью мы получим скорость отброса в 10–12 километров в секунду. Тогда отпадают и трудности, которые кажутся непреодолимыми. Это тем более заманчиво звучит, что даже самые лучшие виды химического топлива, еще не освоенные нами, смогут дать скорость отброса не больше 4 километров в секунду. И тогда на тонну веса ракеты потребуется около 20 тонн топлива.

20 вместо 200. Но и такой корабль чрезвычайно трудно, да можно сказать прямо — построить сейчас нельзя.

Значит, правы Эбергард и Эсно-Пельтри? Значит, лишь атомная энергия, лишь далекое будущее даст нам решение задачи?

Циолковский отвечает: нет, нельзя ставить это решение в зависимость от другого, от решения проблемы применения атомной энергии в ракетной технике. Атомная энергия нужна, и мы овладеваем ею. Когда поставим энергию атома на службу человеку, новые возможности откроются и перед межпланетными путешествиями.

Но ждать нельзя. Нужно и можно найти другой путь.

Космический ракетный поезд, или, иначе, составная ракета — таково его решение. Над ним ученый долго работает, возвращается к нему то в одном, то в другом своем сочинении.

Ракетный поезд — соединение нескольких ракет. Лишь одна из них — пассажирская, остальные же — ускорители, своего рода летающие баки для топлива. Ускорители работают один за другим. Отработал один — сбрасывается, вступает в работу другой. Скорость всей составной ракеты все время возрастает, пока, наконец, последняя не достигнет космической скорости.

Итак, нельзя построить простую ракету с колоссальным запасом топлива, нужным для межпланетного полета. Но можно, хотя и трудно, построить составную ракету, разделить груз на части.