НЕВОЗМОЖНОЕ СТАНОВИТСЯ ВОЗМОЖНЫМ

НЕВОЗМОЖНОЕ СТАНОВИТСЯ ВОЗМОЖНЫМ

В марте 1881 года в один из самых мрачных казематов Петропавловской крепости заточили молодого революционера — Николая Ивановича Кибальчича, изготовившего бомбы для покушения на царя Александра II. Приговоренный к смертной казни узник все время лихорадочно работал. Он, как выяснилось много лет спустя, создал проект летательного аппарата, действующего по принципу ракеты. Проект и эскизы аппарата революционер набросал в тюрьме, а сама идея, видимо, вынашивалась им давно. «Если же моя идея будет признана исполнимой, то я буду счастлив тем, что окажу громадную услугу Родине и человечеству», — писал приговоренный к смерти изобретатель.

Только после победы Великой Октябрьской социалистической революции проект Кибальчича был обнаружен в архивах жандармского управления.

Не подозревая о поисках Кибальчича, калужский школьный учитель физики — Константин Эдуардович Циолковский — тоже предложил использовать для космических путешествий ракетный двигатель. Позднее Циолковский восхищался подвигом своего единомышленника. «Трогательно, что человек перед страшной казнью имеет силы думать о человечестве».
А жизнь самого Циолковского? Это ведь тоже немалый научный подвиг.
После тяжелой детской болезни он остался навсегда глухим и не мог учиться в школе. Мальчик вырос в семье лесничего, любил природу, жадно познавал ее тайны, много читал. Особенно увлекался математикой и физикой. Костя рано начал изобретать; сам делал себе игрушки: построил модель парового автомобиля, бумажный аэростат. С юных лет смелого мечтателя не покидала мысль о полете в далекое, неведомое космическое пространство.

У К. Э. Циолковского не было необходимых средств на испытания самодельных конструкций в научной лаборатории. Неохотно печатались его труды. Они противоречили религиозным представлениям о сотворении Земли, Солнца, звезд богом. И все же Константин Эдуардович Циолковский дал научное обоснование возможности полета ракеты в космическое пространство. Ученый, прославившийся на весь мир, предложил использовать для этой цели принцип действия пороховой ракеты.

Вспомним, на чем он основан. Главное в ракете, наполненной порохом, удлиненный стакан, который имеет снизу отверстие. Стоит поджечь порох, как горячие газы начинают вырываться в это отверстие (сопло), подбрасывая весь стакан вверх. При этом действует так называемая реактивная сила. Название это происходит от латинского слова «реакция»— «отдача» или «противодействие». Ведь всякое движение основано на том, что движущийся предмет от чего-то отталкивается: колеса автомобиля — от земли, лодка при помощи весел — от воды, винт самолета — от воздуха. Газы в стакане — от самого стакана, а он, в свою очередь, — от газов. Ответная реакция земли, воды и воздуха на действие колеса, весел и винта — это и есть реактивная сила. Замечательно то, что ракета двигается, не опираясь на окружающие предметы, а за счет вырывающейся наружу своей начинки — газов, горящего пороха или другого горючего. Это такой реактивный двигатель, который обходится без посторонней помощи и с успехом перемещается в безвоздушном пространстве.

А ЧТО, ЕСЛИ...

К. Э. Циолковский доказал, что в космическом воздушном пространстве ракета может развивать большую скорость. Но, правда, для этого потребуется очень много горючего и вес космического корабля возрастет. Как избежать этого? А что, если направить в космическое пространство не одиночную ракету, а целый космический поезд? Пусть самая маленькая ракета, которой поручается разведка космоса, при запуске — только пассажир более Крупной ракеты, которая, в свою очередь, является грузом еще большей ракеты...

В многоступенчатой ракете, по замыслу Циолковского, первым включается двигатель самой большой ракеты. Газы, образовавшиеся при горении топлива, вырываются наружу и толкают ракету вверх. Когда запасы горючего будут исчерпаны, первая ракета, достигнув определенной скорости и высоты, отделится от поезда. Немедленно включается двигатель второй ракеты, а когда сгорает и его порция горючего, вторая ракета отбрасывается, сообщая свою скорость третьей. Последняя приобретает ту скорость, которая необходима, чтобы преодолеть силу земного тяготения и сопротивление атмосферы и попасть в космическое пространство.

Циолковский подсчитал: если тело вблизи поверхности Земли получит горизонтальную скорость около восьми километров в секунду (7,9), то сила тяготения не сможет его вернуть на Землю и оно станет ее искусственным спутником (если, конечно, пренебречь сопротивлением атмосферы). Эта скорость называется первой космической. При скорости 11,1 километра в секунду спутник может достигнуть Луны, облететь ее и снова возвратиться на Землю. Скорость в 11,2 километра в секунду (вторая космическая) позволит ракете вырваться из власти земного притяжения и стать спутником Солнца.

А межпланетный корабль, обладающий третьей космической скоростью— 16,7 километра в секунду, вырвется за пределы солнечной системы в другие, неведомые миры вселенной.
К. Э. Циолковский создал теорию реактивного движения.
Обычно ракета стартует в вертикальном направлении, чтобы поскорее, кратчайшим путем, «пробить» атмосферу. Затем она отклоняется по заданному курсу. Если она успеет набрать нужную скорость к тому моменту, когда и запасы горючего иссякнут и двигатель остановится, она достигнет цели.
К. Э. Циолковский нашел простой способ управления космической ракетой. В струе раскаленных газов, вырывающихся из сопла реактивного двигателя, устанавливаются рули из огнеупорного материала. Как только рули отклоняют в ту или иную сторону, стремительный газовый поток поворачивает корабль в нужное положение, и он идет по заданному курсу. Имеется и другой способ: вместо рулей можно поворачивать сам двигатель.

„МАЛЕНЬКИЙ БРАТЕЦ ЛУНЫ»

И все же немало воды утекло, пока гениальные открытия Циолковского вошли в жизнь. Понадобился огромный скачок в науке и технике, прежде чем совершилось одно из интереснейших событий нашего времени — в Советском Союзе родился «маленький братец Луны». Так в свое время назвал Циолковский будущий искусственный спутник Земли.
Запуск ракеты.
Изучение верхних слоев воздушной оболочки Земли с помощью ракет началось у нас в 1947 году. Первые реактивные снаряды поднимали научные приборы на высоту в сто километров. Через три года в глубокую разведку атмосферы вместе с приборами начали отправляться и собаки. И те и другие благополучно возвращались на Землю, дав ученым много ценных сведений для будущих космических рейсов человека. Прошло еще несколько лет, и весь мир 4 октября 1957 года узнал о запуске первого советского искусственного спутника Земли. Так началась новая эпоха в истории человечества — эпоха космических полетов.

КАК ЭТО ПРОИЗОШЛО

... Под рев реактивных двигателей в небо рванулась мощная ракета, оставляя за собой огненное оперение горящих газов. Она стремительно набирает скорость, уходя вверх и постепенно отклоняясь от вертикального направления. Одна за другой отделяются отработавшие ступени ракеты... Остается последняя ступень ракеты. Скорость около восьми тысяч метров в секунду. Курс — параллельный поверхности Земли. Сброшен защитный корпус. От него и от ракеты-носительницы отделяется шар — новорожденный искусственный спутник Земли.

«Первенец» этот был невелик — в диаметре пятьдесят восемь сантиметров, вес — 83,6 килограмма. Внутри его сверкающего тела — приборы. Их показания передавали на Землю радиосигналы. Но первый «маленький братец Луны» оказал большую услугу ученым: помог проверить точность выхода спутника на заданный курс, особенности связи с ним и продолжительность существования. Сведения эти очень скоро пополнились           .

ПЕРВЫЙ ПАССАЖИР

Не прошло и месяца, как в небе появился второй искусственный спутник Земли, запущенный советскими учеными. Он весил в шесть раз больше первого. От поверхности Земли он ушел почти вдвое дальше: его апогей (наиболее отдаленная точка орбиты)—тысяча семьсот километров. Второй спутник был снабжен более сложной аппаратурой: для исследования излучений Солнца, измерений температуры и давления и передачи данных наблюдений на Землю. А самое главное, в специальном контейнере в космический рейс отправился первый пассажир — собака Лайка.

Кроме пищи и приспособления, обеспечивающего поступление нормального воздуха, Лайку окружали приборы, регистрирующие деятельность ее организма.

Второй спутник не отделялся от ракеты-носителя, когда были израсходованы запасы горючего. Как показал опыт, за полетом более крупного тела легче проследить. Была и другая причина: часть аппаратуры для изучения космических лучей была установлена снаружи корпуса ракеты. Благодаря аппаратуре спутника удалось исследовать те излучения Солнца, которые задерживаются атмосферой и не попадают на Землю.

Два первых искусственных спутника Земли уточнили наши представления о плотности воздуха в верхних слоях атмосферы. Выяснилось, что плотность атмосферы на высоте в двести — четыреста километров большая, чем предполагали ученые. Это важно было знать для расчета движения тела в верхних слоях атмосферы, для предсказания срока существования спутника. Не так опасна, как думали, встреча с метеоритами. Всесторонне удалось изучить возможности радиосвязи со спутниками.

Может возникнуть вопрос: отчего спутники не падают на Землю? Может быть, некоторые думают: оттого, что на большой высоте слабее ощущается земное притяжение. Нет, дело не в этом. Пытались ведь американцы в октябре 1958 года запустить ракету на Луну. Она прошла огромное расстояние — одну треть пути до Луны и... не могла вырваться из плена земного притяжения, стала с нарастающей скоростью возвращаться к Земле и сгорела в атмосфере над Тихим океаном.

Спутник не падает на Землю благодаря большой скорости, с которой он двигается вокруг нее. Возникшая при этом центробежная сила стремится отбросить его от Земли. Но ей это не удается, так как спутник испытывает на себе и силу притяжения Земли. Обе эти силы уравновешивают друг друга, и искусственный спутник становится невесомым.

КОСМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Третий советский искусственный спутник Земли — это гигантская автоматическая лаборатория. Она появилась в космическом пространстве 15 мая 1958 года и удивила мир своими неслыханными размерами. Вес этого гиганта— 1327 килограммов, длина — 3,57 метра, высота апогея— 1880 километров. Множество аппаратов, установленных на этом спутнике, автоматически проводили сложные опыты и наблюдения и заменили многочисленных лаборантов и ученых. Здесь была даже своя электростанция, особого устройства. Она превращала энергию солнечных лучей в электрический ток.

Сложные приборы исследовали свойства верхний слоев атмосферы, солнечные излучения и явления, происходящие на самом спутнике при стремительном движении вокруг Земли, — температуру на поверхности и внутри его, столкновения с мельчайшими космическими телами.
Это был первый настоящий космический корабль.

НОВЫЙ СПУТНИК СОЛНЦА

Первые искусственные спутники Земли, выполнив свои задания, стали снижаться и сгорели при падении в плотных слоях атмосферы.

В начале января 1959 года советские ученые запустили межпланетную ракету. Последняя ступень этой ракеты, весом в 1472 килограмма, достигла космической скорости—11,2 километра в секунду, прошла в районе Луны на расстоянии пяти тысяч километров от нее и стала первым искусственным спутником Солнца.

На борту космическая ракета несла вымпел с гербом Советского Союза и надписью: «Союз Советских Социалистических Республик. Январь. 1959 год».

Началась эра межпланетных полетов! Запуск этой ракеты был посвящен XXI съезду Коммунистической партии Советского Союза.

Директор главной астрономической обсерватории Академии наук СССР — А. Михайлов — заявил по поводу этого успеха советских ученых: «Несомненно, что первая советская ракета, запущенная в сторону Луны, знаменует собой новый этап в изучении тел солнечной системы, которые отныне становятся доступными для непосредственного изучения их поверхности и физических свойств».

ОБРАТНАЯ СТОРОНА ЛУНЫ

Вторая космическая ракета вылетела к Луне 12 сентября 1959 года. 14 сентября она достигла поверхности Луны и доставила туда вымпелы с гербом Советского Союза. На них надпись: «Союз Советских Социалистических Республик. Сентябрь. 1959 год».
Так впервые в истории осуществлен космический полет с Земли на другое небесное тело.
Все приборы работали точно и позволили следить за каждым шагом многоступенчатой ракеты в пути и уточнить место «прилунения».
Контейнер с научной аппаратурой и последняя ступень ракеты приблизились к Луне со скоростью 3,3 километра в секунду. Они упали на поверхности Луны восточнее моря «Ясности».
Теперь можно лучше познакомиться со старым спутником Земли—с Луной. Приборы помогли сделать важное открытие: Луна не имеет магнитного поля.

Еще более сложные задачи выпали на долю третьей космической ракеты, запущенной 4 октября 1959 года, в день двухлетнего юбилея запуска первого в мире советского искусственного спутника Земли. На борту ее была установлена автоматическая межпланетная станция для наблюдений за космическими явлениями. Третьей космической ракете надо было облететь Луну и вернуться к Земле. Впервые в истории ракете удалось заглянуть на ту часть поверхности Луны, которая никогда не наблюдалась с Земли, и сфотографировать ее.

Седьмого октября в 6 часов 30 минут по московскому времени на борту автоматической межпланетной станции была включена фототелевизионная аппаратура, предназначенная для получения изображения обратной стороны Луны и передачи его на Землю. Фотографирование Луны производилось с расстояния в шестьдесят — семьдесят тысяч километров около сорока минут.

С помощью телевизионного устройства снимки, сделанные автоматической аппаратурой, достигли Земли. Это легко сказать. Надо не забывать, что «фотолаборатория» находилась в условиях невесомости, когда всякая жидкость превращается в шарообразный комок. Пришлось протягивать пленку между пропитанными проявляющим раствором губками. Пленку очень тщательно надо было защитить от воздействия космических лучей, которые могли ее испортить. Все это проделала безотказно действующая аппаратура межпланетной автоматической станции. Бесценные кадры обратной стороны Луны дошли до Земли. Все газеты мира напечатали эти фотографии.

Что же увидели люди на скрытой от человеческого взора стороне Луны? Эта сторона нашего спутника заметно отличается от видимой. На ней мало так называемых морей, преобладает плоскогорье, испещренное кратерами. Большому кратерному морю теперь присвоено имя Москвы, кратерам — имена Циолковского, Ломоносова, Жолио-Кюри. Горный хребет назван Советским. Он будет вечно напоминать человечеству о научных подвигах советских людей.

Сведения, добытые с помощью межпланетной автоматической станции, летавшей вокруг Луны, позволили советским ученым составить и опубликовать «Атлас Луны», который стал очень ценным пособием для ее изучения.

Исследование космического пространства, начатое искусственными спутниками Земли и космическими ракетами, подготовили почву к межпланетным путешествиям. Но предстояло еще решить немаловажные вопросы: например, как себя будут чувствовать при полете в космос люди и животные? Или: как обеспечить благополучное возвращение их на Землю?

Наглядное представление об этом дает экскурсия в просторы вселенной огромного космического корабля, на борту которого, кроме двух собак — Белки и Стрелки, — были и другие представители животного и растительного мира: мыши, крысы, насекомые, культуры различных микробов, водоросли «хлорелла».

19 августа 1960 года населенный корабль-спутник ушел в космос, а 20 августа его обитатели благополучно вернулись на Землю. Во время этого неслыханного в мире опыта все живые существа чувствовали себя в «каютах» воздушного корабля как дома: там была обычная температура воздуха, достаточно пищи и воды.
На Земле видели, слышали и знали обо всем, что происходит на борту корабля. Приборы передавали ученым состояние подопытных животных; телевизионное устройство посылало изображения обеих собак, дополнявшие сообщения автоматических наблюдателей.
Стрелке в момент запуска было полтора года, весила она пять с половиною килограммов; Белка была на год старше, а весила всего четыре с половиною килограмма. До полета обе собаки долго тренировались. Их приучили к длительному пребыванию в небольшой кабине, к автоматическим кормушкам, к специальной «одежде». Цвет шерсти и Белки и Стрелки белый, и это не случайно,— для того, чтобы лучше их различить на телевизионном экране. Белка и Стрелка вернулись из космоса бодрыми и жизнерадостными.

Собран богатый материал; он позволил судить о влиянии космического пространства на живой организм и подсказал, как защитить человека от этих влияний, когда он отправится в межпланетное путешествие.