Ракеты и полеты в космос

В 1928 году директор гамбургской обсерватории профессор Графф указал, например, что даже в очень плотных метеорных потоках на 100 км³ пространства вряд ли найдется хотя бы одна частица весом около 1 кг. Что же касается крупных метеоритов, то опасность столкновения с ними сводится к нулю.

Первые близкие к истинным цифры, характеризующие интенсивность падения метеоритов на Землю, были даны в 1941 году профессором Уотсоном в книге «Между планетами». В 1946 году ученый Гриммингер провел на основе цифр Уотсона прекрасное теоретическое исследование вероятности столкновения метеоритов с телом, находящимся вблизи Земли.

По данным Уотсона, на Землю ежедневно падает 28 000 метеоритов диаметром 12 мм и сравнительно небольшое количество более крупных метеоритов. Если же принять для среднего метеорита диаметр 1,1 мм, то общее число их увеличится до 75 миллионов. Метеорит такого размера астрономы называют метеоритом 5-й величины; его можно видеть ночью невооруженным глазом. Чем меньше метеориты, тем о ни, конечно, многочисленнее; так, общее число падающих на Землю метеоритов 30-й величины (диаметр -  0, 0005 мм) ежедневно составляет 75^. 10¹⁶. Песчинки очень мелкого песка могут быть отнесены по размерам к 15-й величине, а мельчайшие частицы самой лучшей глины -  к 25-й. 30-ю величину метеоритов принято считать пределом по очень простой причине: любая меньшая частица будет выталкиваться из солнечной системы под давлением солнечных лучей. Конечно, размеры спутника не идут ни в какое сравнение с размерами Земли, которая вместе с атмосферой представляет собою шар диаметром около 12 800 км и имеет очень большое гравитационное поле. Даже такой спутник, который весил бы 10 т, все равно оставался бы «невидимым» в сравнении с Землей, а его теоретическое гравитационное поле практически не имело бы ровно никакого значения.

Для своих расчетов Гриммингер условно принял площадь поверхности спутника равной 92 м², что в действительности намного превышает площадь рассматриваемого корабля. Вычисления показали, что тело, имеющее поверхность площадью в 92 м², каждые 3,5 часа будет сталкиваться с метеоритом 20-й величины. Если учесть все метеориты этой и еще большей величины, то можно утверждать, что столкновения будут наблюдаться в среднем через каждые 2 часа.

Диаметр метеорита 20-й величины равен 0,01 мм, поэтому практически никакого влияния на тело он оказать не сможет. Метеорит 10-й величины имеет диаметр 0,25 мм, но частота встреч с такими метеоритами ничтожно мала: одно столкновение за 33 800 часов. Учитывая все метеориты этой и большей величины, можно сказать, что одно столкновение будет отмечаться в среднем каждые 20 400 часов (2 года и 4 месяца). Одно попадание метеорита 8-й величины (0,5 мм в диаметре) будет происходить через каждые 15, а нулевой величины (диаметром около 5 мм) - через 23 800 лет.

Несомненно, что космический корабль, который выйдет на временную орбиту вокруг Земли и будет двигаться по ней, скажем, в течение 24 часов, встретится с метеоритными частицами, имеющими размеры самой мелкой пыли. Будет ли при этом обшивка корабля пробита ими, зависит от ее прочности и толщины. Так, например, известно, что лист дюралюминия толщиной 1 мм сможет быть пробит любым метеоритом 12-й или большей величины. Но если обшивка корабля будет изготовлена из стали толщиной 3 мм, то, для того чтобы пробить ее, потребуется метеорит 5-й величины (диаметр 1, 12 мм).Сталь толщиной 12, 7 мм пробьет только метеорит нулевой величины (диаметром 5,2 мм).

Однако нет никакой необходимости делать обшивку космических ракет столь тяжелой. Профессор Уиппл в своей лекции в Американском астрономическом обществе в сентябре 1946 года предложил следующее оригинальное решение этой задачи.

«Когда метеорит сталкивается с листом металла одинаковой с ним толщины, происходит взрыв, при котором метеорит и соответствующее количество металла обшивки испаряются и ионизируются. Это приводит к необходимости создания своеобразного «метеорного амортизатора» из листового металла толщиной в 1 мм. Такой «амортизатор» ослабляет пробивную силу метеорита в несколько раз большего, чем метеорит 8-й величины».

До сих пор мы говорили о десятитонном спутнике, который представляет собой космический корабль, способный на некоторое время выйти на орбиту вокруг Земли. Создание же десятитонного корабля-спутника явится вступлением к запуску в космос стотонного спутника, или обитаемой межпланетной станции.

Глава двенадцатая. Космический корабль