Космические хроники, или Почему инопланетяне до сих пор нас не нашли

Обычные земные способы торможения основаны на трении. У велосипеда резиновые клешни ручного тормоза трутся об обод колеса; у машины тормозные колодки трутся о тормозные диски, замедляя вращение всех четырех резиновых шин. В этих случаях для торможения не нужно топлива. Однако чтобы затормозить и остановиться в космосе, нужно повернуть сопла ракеты по направлению движения и зажечь топливо, которое вы всю дорогу везли с собой. И тогда вы увидите, что скорость падает, по мере того как отдача придает кораблю импульс, направленный в обратную сторону.

Чтобы вернуться на Землю после космического путешествия, вместо использования топлива для торможения можно применить маневр шаттла: не включая двигатели, скользнуть назад, к Земле, и использовать ее атмосферу как источник трения. Вместо того чтобы использовать топливо для торможения корабля, можно позволить атмосфере затормозить его.

Однако есть одна трудность: во время возвращения корабль двигается гораздо быстрее, чем при запуске. Он падает с орбиты со скоростью 27 000 километров в час и устремляется к поверхности Земли, так что нагрев и трение в конце пути оказываются гораздо сильнее, чем в начале. Одно из возможных решений – обшить переднюю поверхность корабля тепловым щитом, который поможет справиться с быстро накапливающимся теплом путем абляции или диссипации. При абляции – предпочтительном способе для конических капсул эры «Аполлонов» – тепло уносится ударными волнами в воздухе и за счет постоянной подачи испаряемого материала на дно капсулы[80]. Для шаттла с его знаменитыми плитками был выбран метод диссипации.

Космические твиты № 24–27

Сегодня возвращается «Дискавери». За час с 17 000 до 0 миль/ч. Тормозит за счет сопротивления воздуха.

09 марта 2011 года 08:30

Чтобы спланировать с неба и благополучно сесть на космодроме им. Кеннеди, «Дискавери» проходит в атмосфере ¾ витка вокруг Земли.

09 марта 2011 года 10:54

Когда его скорость становится меньше скорости звука (Мах 1), шаттл превращается в толстый тупорылый планер, заходящий на посадку.

09 марта 2011 года 11:51

Добро пожаловать домой, «Дискавери»! 39 полетов, 365 дней и 148 221 675 миль на одометре.

09 марта 2011 года 11:59

К сожалению, как мы все теперь знаем, тепловые щиты не дают стопроцентной защиты. Утром 1 февраля 2003 года семеро астронавтов шаттла «Колумбия» заживо сгорели в воздухе, когда их корабль потерял управление и развалился во время спуска. Они погибли, потому что при старте блок теплоизоляции оторвался от огромного бака с горючим и пробил отверстие в тепловом щите левого крыла шаттла. В результате участок алюминиевого покрытия корабля оказался обнаженным, а при посадке оно скукожилось и растаяло от воздействия горячего воздуха.

Вот более безопасная схема посадки: почему бы не отправить на орбиту заправочную станцию? Когда шаттлу придет время возвращаться домой, можно прикрепить к нему новый бак и дать «полный назад». Тогда шаттл затормозится прямо на орбите, нырнет в атмосферу и просто полетит домой как обычный самолет. Никакого трения, никаких ударных волн, никакой теплозащиты.

Но сколько топлива понадобится для этого? Столько же, сколько нужно было, чтобы отправить корабль наверх. И как доставить все это топливо на орбитальную заправочную станцию, которая могла бы обслуживать шаттл? Наверное, его можно запустить туда с помощью ракеты высотой с небоскреб.

Только задумайтесь. Если бы вы собрались проехать от Нью-Йорка до Калифорнии и обратно, а по пути не было бы заправок, вам пришлось бы тащить за собой бак с горючим размером с грузовик. А для этого пришлось бы купить гораздо больший мотор. Но тогда понадобилось бы еще больше горючего. Уравнение Циолковского все время опережает вас.