Текст книги "Битва за звезды-1. Ракетные системы докосмической эры"

Автор книги: Антон Первушин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 30 страниц)

Лучевые межпланетные корабли

Космические корабли, которые сегодня называют фотонными, тоже имели свои прототипы, придуманные на исходе XIX века.

Первый такой проект предложили неутомимые Жан Ле Фор и Анри Граффиньи в уже известном нам сочинении «Необыкновенные приключения русского ученого». Описывая цивилизацию селенитов, намного обогнавшую землян в техническом развитии, французские романисты рассказывают о летательном аппарате, с помощью которого жители Луны сумели достигнуть Венеры. Двигательной силой для. этого аппарата служило отталкивающее действие солнечного света.

Экспедиция на Венеру, согласно Фору и Граффиньи, выглядела следующим образом.

На вершине лунной горы был установлен параболический рефлектор высотой 50 метров и шириной 250 метров, изготовленный из вещества, отражающего свет, – «селена». Сам аппарат представлял собой полый шар диаметром 10 метров, сделанный из того же материала.

^{Космический аппарат селенитов по Фору и Граффиньи}

Так как подъемной силы корабля было недостаточно для перевозки с Луны на Венеру пятерых путешественников, то было решено прямо в пути отделиться от основного аппарата на особом модуле. Этот модуль состоял из гондолы, прикрепленной металлическими канатами к плоскому экваториальному селеновому кругу диаметром 30 метров. Этот круг должен был играть роль парашюта при спуске в атмосфере Венеры.

В момент отлета аппарат поместили в фокус рефлектора, окруженный селеновыми поворотными зеркалами. Когда последние были повернуты надлежащим образом, аппарат под воздействием отталкивающей силы лучей унесся по направлению к Венере со скоростью 28 тысяч км/с

Другой проект «лучевого» межпланетного корабля для полета на Венеру предложил Борис Красногорский в своем «астрономическом» романе «По волнам эфира», изданном в 1913 году.

^{Схема межпланетного корабля Красногорского}

Корабль под названием «Победитель пространства» был построен на Обуховском заводе Петрограда и представлял собой «вагон для пассажиров» с закрепленным на нем кольцевым зеркалом. По мнению автора, лучи Солнца должны производить давление на полированную поверхность зеркала с силой, достаточной для того, чтобы корабль достиг космических скоростей. Поворачивая зеркало относительно вагона и Солнца и сообразуясь с силами притяжения планет, можно уменьшать силу давления лучей и менять направление движения.

Зеркало имело диаметр 35 метров и состояло из тонких листов отполированного металла. Листы накладывались на прочную раму из сплава алюминия, свинца и ванадия (Красногорский называет этот сплав «максвеллием»). При этом вагон соединялся с зеркалом шарнирно. Для закрытия отражающей поверхности, когда необходимо уменьшить лучевое давление, служили шторы из черного шелка, натягиваемые при помощи системы шнуров.

Сам вагон имел форму цилиндра со сферической крышей. Высота его – 4,5 метра, диаметр – 3 метра. Стенки вагона сделаны двойными; для обеспечения теплоизоляции из пространства между стенками выкачан весь воздух. Вес вагона с четырьмя пассажирами, запасами кислорода, провианта и воды на 60 дней составлял 2160 килограммов.

Момент старта выбирается во время восхода или захода Солнца, когда лучи нашего светила косо падают на Землю. Аппарат устанавливается на платформу из четырех крестообразных балок, к концам которых прикрепляются тросы из четырех наполненных водородом шаров, которые поднимают платформу со стоящим на ней кораблем как можно выше над Землей, пока лучевое давление не снимет корабль с платформы и не унесет его в межпланетное пространство, – еще один вариант комбинированной аэрокосмической схемы, о которой мы говорили выше.

Согласно тексту романа, в качестве стартовой площадки было выбрано Марсово поле в Петрограде, время отбытия – 18.00, 28 июля. Точно в назначенное время канаты, удерживающие корабль у земли, были отрублены, и водородные аэростаты понесли его вверх. На высоте 8,5 километра солнечные лучи сняли корабль с площадки, и он устремился к Луне, мимо которой собирались пролететь межпланетные путешественники по пути на Венеру.

По расчетам автора, весь полет с Земли на Венеру, включая подъем и спуск в земной атмосфере, должен был занять всего лишь 42 дня. Однако почти сразу «Победитель пространства» оказался в метеоритном потоке «персеид». Путешественники пытались маневрировать, но один из крупных камней попал в аппарат, и корабль потерял свое зеркало. Увлекаемый метеоритным потоком «Победитель пространства» вошел в земную атмосферу и рухнул в Ладожское озеро, где его подобрал пароход.

В следующем романе под названием «Острова эфирного океана» Красногорский описывает новую экспедицию на «Победителе пространства». Она заканчивается более результативно, хотя путешественников и преследуют злобные конкуренты с Запада на построенном ими и вооруженном пушками межпланетном корабле «Patria».

Впоследствии идея «лучевых» кораблей легла в основу целого семейства проектов «солнечных парусников», о которых мы подробно поговорим в главе 19.

Электрические межпланетные корабли

Следующий тип космических кораблей, описываемых романистами начала XX века, – это электрические корабли. В этих кораблях энергия, необходимая для полета в межпланетном пространстве, поставляется «силой электричества». До действующей модели, электротермического двигателя Валентина Глушко еще далеко, и романисты в данном случае избегают подробных описаний силовых установок кораблей, намекая на существование веществ или законов, пока еще неизвестных земной науке.

Писательница В. И. Крыжановская в романе «На соседней планете» (1903 год) приводит описание перелета с Земли на Марс в особом космическом аппарате на двух человек. Придуманный романисткой корабль имел форму сигары, которая на одном из концов заканчивалась огромным пропеллером. В стенках корабля имелись четыре окна, закрытых толстым стеклом. Вверху было устроено входное отверстие, прикрытое крышкой. Внутри аппарата находилось множество прозрачных шаров, наполненных губчатым веществом. В носу корабля устанавливалось сиденье из мягких подушек, а перед ним – «электрический двигатель» с подвижным рулем, как у велосипеда (видимо, прообраз современного джойстика!).

Взлет с Земли происходил следующим образом. Со стартовой площадки корабль поднялся при помощи воздушного шара На определенной высоте корабль оказался в мощном «электрическом потоке», пущенном жителями Марса. Пропеллер, установленный на корме, уловив их, завертелся; шары с губчатым веществом получили одноименный заряд, и под воздействием сил электростатического притяжения корабль полетел к Марсу.

^{Межпланетный корабль Крыжановской}

При всех очевидных несуразностях данного проекта в книге Крыжановской попадаются и весьма любопытные страницы. Вот, например, как описан момент прибытия «электрического» корабля на Марс:

«…Вдруг в этом море паров показалась большая зеленоватая звезда, которая неслась навстречу земному кораблю. Скоро можно было разглядеть громадную, длинную трубу такой же формы, как аппарат, занятый Атарвой [Атарва – маг и пилот корабля проекта Крыжановской. – А. П.], но только втрое толще и длиннее; широкие электрические лучи, подобно веслам, выходили из него. Сильный луч света был направлен прямо на корабль Атарвы. Когда оба аппарата, с поразительной быстротой несшиеся один на другого, были на расстоянии не более одной секунды один от другого, передняя часть большого аппарата быстро откинулась. Свет на земном снаряде тотчас же угас, и он, словно ящерица, скользнул внутрь встреченного большого корабля. Последний тотчас же повернул и, как стрела, помчался назад.

Мало-помалу полет стал замедляться. Потом корабль вошел в узкий и темный, как туннель, коридор и, наконец, проник в большую залу, покрытую прозрачным куполом. В этой зале корабль остановился на нарочно устроенной для него площадке. Могучий ток со свистом вырвался из аппарата, прогремел под сводом туннеля и потом все стихло».

Не правда ли, этот фрагмент очень напоминает эпизод из современного фантастического фильма типа «Звездных войн»? Именно так мы представляем себе ближайшее будущее космических пилотируемых систем. Более того, подобный вариант орбитальной «стыковки» неоднократно рассматривался в проектах 70-х годов XX века, о чем мы еще поговорим.

Другой вариант марсианской экспедиции на электрическом корабле предложил Л. Б. Афанасьев в фантастической повести «Путешествие на Марс». Аппарат Афанасьева, получивший название «Галилей», был сделан из металла и имел вид конуса. Внутреннюю полость персонажи-конструкторы разделили на три этажа: на первом (нижнем) этаже располагался склад с провиантом и водой, аппараты для производства искусственного воздуха, резервуары для поглощения углекислоты и нечистот; второй этаж занимала большая общая зала, а верхний был разделен на четыре «квадранта», каждый их которых представлял собой отдельную комнату для пассажиров. Стены корабля были очень толстые и состояли из нескольких простенков, между которыми была залита вода, которая, по мнению автора, способствовала смягчению «первого толчка» при старте.

Для обеспечения старта был построен «нижний электрический механизм, остающийся при отлете на Земле» и придающий «Галилею» начальное ускорение, а на самом корабле имелись «электрические машины», вырабатывающие мощное электростатическое поле, отталкивающая или притягательная сила которого служила основой для движения корабля в межпланетном пространстве.

^{Электрический межпланетный корабль Афанасьева}

Отправление с Земли (из пригорода Лондона), по Афанасьеву, выглядело так:

«Пилот нажал кнопку. Электрические машины пришли в действие. «Галилей» весь как-то дрогнул и подбросил вверх своих пассажиров. Однако все обошлось благополучно, и мягкие стены спасли всех от ушибов. Все свершилось настолько тихо и незаметно, что не верилось, в самом ли деле снаряд дал нужный толчок. Пилот бросился к одному окну и порывисто стал отвинчивать гайки, закрывающие его. Через минуту внутренняя закладка отпала. Тогда он надавил электрическую пружину, – отпала внешняя закладка и обнаружилось эллиптическое окно, сделанное из тонкого хрусталя».

Перелет от Земли до Марса и обратно для пятерых пассажиров занял полтора года.

Еще один проект электрического корабля был предложен английским сочинителем Джоном Джекобом Эстором в романе «Путешествие в другие миры», перевод которого на русский язык появился в 1900 году.

Действие романа происходит в 2000 году. Трое ученых отправляются в путешествие на Юпитер и Сатурн (само по себе очень оригинально, если учесть, что подавляющее большинство авторов того времени посылали своих героев на Луну или Марс, в лучшем случае – на Венеру). Движение корабля в межпланетном пространстве основано на изобретенном персонажами способе «отталкивания от планет». Вот как Эстор описывает этот способ:

«– Не странно ли, – заметил д-р Кортланд, – что хотя уже целый век тому назад было известно, что тела, заряженные разными электричествами – положительным и отрицательным, – притягивают друг друга, а те, которые заряжены одинаковым электричеством, отталкивают друг друга, никто не подумал воспользоваться этим?..

– Постойте, я догадался! – воскликнул Эйро. – Мы можем построить не пропускающий воздуха снаряд, герметически закупориться в нем и пустить его таким образом, чтобы он отталкивался магнетизмом Земли; тогда он отскочит от нее с одинаковой или такой силой, которая превосходит притяжение Земли. Я думаю, что Земля имеет такое же отношение к пространству, как отдельные частицы ко всякой твердой, жидкой или газообразной материи: как частички стремятся разъединиться под влиянием теплоты, так и Земля оттолкнет этот снаряд, если надлежащим образом применить электричество, которое есть не что иное, как другая форма теплоты. Это может и должна сделать апергия. <…> В апергии мы имеем противовес тяготению, противовес, который должен существовать, иначе система уравновешивания сил в природе будет нарушена».

«Апергетический» корабль Эстора, получивший название «Каллисто», имел вид короткого усеченного цилиндра диаметром 7,62 метра и высотой 6,4 метра. Стены, крыша и пол сделаны двойными. Материалом для корпуса служил «беррилиум». В простенке помещалась минеральная вата, защищающая от холода. Снаружи корабля был устроен желоб для «собирания дождя на Юпитере и Сатурне».

Внутри «Каллисто» имел два этажа и небольшую вышку в куполе – для астрономических наблюдений. Широкое плоское основание и низкий центр тяжести должны были стабилизировать движение корабля в атмосфере Юпитера, где, по мнению автора, дуют сильные ветры.

Старт корабля состоялся 21 декабря 2000 года в 11 часов утра из Нью-Йорка. Облетев Луну и воспользовавшись зарядом апергетической силы, корабль разогнался до скорости 1,5 миллиона километров в час. Путешествие к планетам-гигантам, высадка на их поверхность и последующее возвращение на Землю заняли у межпланетчиков Эстора чуть менее семи месяцев.

Электронные межпланетные корабли

В самом начале «космического» века было сделано несколько принципиально важных открытий в области строения атома Вспомним хотя бы, что именно тогда была открыта радиоактивность, выделены новые элементы – полоний и радий – и сформулированы положения квантовой теории.

Разумеется, все эти открытия широко популяризировались и стали предметом обсуждения не только ученых, но и мечтателей. Очень скоро появились и романы, в которых две идеи – управление энергией атома и космические перелеты – совмещались в одну. В виртуальный космос литераторов прорвались межпланетные корабли с атомными двигателями, но, как мы впоследствии увидим, они лишь ненамного опередили вполне реальные модели и прототипы. Наверное, еще и потому, что в этот раз профессиональные изобретатели не захотели отдать красивую и перспективную идею на «растерзание» литераторам, а занялись перебором вариантов самостоятельно. Среди этих изобретателей был и австриец Франц Улинский.

Франц Улинский родился в 1890 году и принадлежал к старинному польскому роду. Во время Первой мировой войны Улинского благодаря его работам по конструированию газовых турбин перевели в австро-венгерский авиаотряд и командировали в Высшую техническую школу в Вене. Далее он в качестве технического офицера был назначен руководителем работ моторного авиазавода. Именно в это время Улинский, помимо исполнения своих служебных обязанностей, занялся теорией межпланетных сообщений и изобрел дифференциальный парашют большой грузоподъемности. (По утверждению самого Улинского, свою первую модель межпланетного корабля на основе порохового ракетного двигателя он построил еще в 1901 году, что, конечно же, вызывает сомнения у скептически настроенного исследователя.)

В 1920 году Франц Улинский опубликовал серию статей, в которых изложил подробности двух проектов космических кораблей, названных им «электронными». Первый корабль предназначался для перелетов внутри Солнечной системы и приводился в движение энергией нашего светила. На этом корабле Улинский предлагал установить огромный диск из термоэлементов, представляющих собой наборы металлических пластин, образующих термопары. Получаемая энергия направлялась в «электро-эжекторы», установленные на внешней подвеске и создающие поток электронов, который толкал корабль подобно струе газов из реактивного двигателя.

Корабль второго типа, предложенный сметливым австрийцем, внешне был похож на первый, но использовал внутриатомную энергию вещества, а потому не нуждается в огромном диске из термоэлементов. Соответственно, и границ для перемещений такого корабля практически не существует, и Улинский называл его «мировым» (в значении «всемирный»).

Согласно проекту, «мировой» корабль должен иметь шарообразную форму, так как эта форма оптимальна для устройства карданной подвески с электро-эжекторами, а кроме того оказывает наибольшее сопротивление разрыву оболочки при внешних и внутренних нагрузках. Оболочка корабля должна состоять из следующих частей. Внешняя – стальная, изнутри усиленная распорками; распорки обложены асбестовыми листами. С внутренней стороны оболочка прикрыта фанерными щитами с прокладкой из прорезиненной ткани.

Внутри помещение корабля разбито на шесть этажей, которые соединены друг с другом при помощи лестницы. Нижний этаж занят под машинный зал. На втором этаже – трюм для груза. На третьем располагаются кухня, уборные, ванны. На четвертом – пассажирские каюты. На пятом – служебные помещения и прогулочная палуба. На шестом – верхний салон.

Кабина пилота находится на самом верху шарообразного корабля, у его полюса. Рубка снабжена всеми необходимыми инструментами: указателем скорости (эфиро-тахометром), указателем масс, станцией радио-телеграфа, подробной картой звездного неба.

Старт и посадка осуществляются на водной поверхности. По расчетам Улинского, при весе в 200 тонн и диаметре в 20 метров «мировой» корабль погружается в воду не более чем на 2,5 метра.

В том же 1920 году Франц Улинский взял патент на устройство еще одного межпланетного «электронно-ракетного» корабля. Этот корабль также окружал диск из термоэлементов, преобразующих солнечную энергию в электрический ток. Особенностью третьего корабля Улинского является наличие турбокомпрессора, работающего на реактивную установку с дюзой и обеспечивающего скоростной полет в атмосфере. Реактивная установка состоит из котла, к которому подведены две трубы: сверху – высокого давления, снизу – низкого давления. Турбокомпрессор поддерживает циркуляцию в этом контуре, восстанавливая давление по мере необходимости. В котле же происходит реакция, являющаяся движущей силой корабля, как и в случае с ракетами, с той лишь разницей, что благодаря замкнутости процесса не происходит потерь рабочего вещества – правильность этой идеи, как вы понимаете, целиком остается на совести автора.

^{Электронный корабль Улинского}

^{«Мировой» корабль Улинского}

Особый интерес представляет устройство «электро-эжекторов», которые Улинский планировал разместить на всех трех кораблях. Принцип действия этих аппаратов изобретатель описывает следующим образом.

Для приведения эжекторов в рабочее состояние необходимо напряжение в 250 000 вольт. Создаваемый термопарами постоянный ток преобразуется в переменный ток высокого напряжения при помощи газового центробежного прерывателя. Каждый из эжекторов состоит из трех частей. Катод вставлен в соленоид и сильно нагрет. Соленоид создает мощное электромагнитное поле. Когда между катодом и соленоидом возникает ток требуемого напряжения, то из раскаленного катода вылетают электроны, которые, двигаясь по силовым линиям анодного соленоида, достигают «главного» катода. Между этим последним и анодом проходит электроток, который гонит электроны из вольфрамовой спирали, наполненной амальгамой бария. Эти-то электроны и вылетают из эжектора, создавая тягу.

Улинский полагал, что для отрыва от Земли и подъема корабля третьего типа (его общий вес изобретатель оценил в 3 тонны) достаточно расхода 5 грамм вещества в секунду (в данном случае – ртутного препарата). Этот расход уменьшается по мере удаления от Земли.

Работы австрийца не остались без внимания. В 1926 году немецкий изобретатель Рокенфеллер опубликовал проект шарообразного ракетного корабля, по форме и устройству похожий на «мировой» корабль Улинского.

А еще через год в России вышел научно-фантастический роман «Через тысячу лет», в котором инженер В. Д. Никольский изложил ряд интересных предположений о перспективах научно-технического развития. В частности, Никольский описал, как в 3000 году земляне построили корабль, который перемещался в пространстве силой реакции извергающихся из него «продуктов распада атомов». Корабль был длиной около 30 метров, а формой напоминал рыбу с двумя толстыми и короткими крыльями по бокам. Кроме того, вдоль корпуса располагались овальные отверстия газовых эжекторов электронно-реактивного двигателя.

Переднюю часть корабля Никольского занимала кабина пилота с многочисленными автоматическими приборами: указателем скорости, наклона, направления и т. п. Далее шли четыре пассажирские каюты, уборная, ванна и помещение для багажа. Корабль мог развивать скорость до 10 км/с и выходить на орбиту Земли.

Другой вариант использования внутриатомной энергии предложил французский инженер Робер Эсно-Пельтри, опубликовавший в 1913 году статью о возможности полета на Луну. В качестве взрывчатого вещества, обеспечивающего движение кораблей в космическом пространстве, Эсно-Пельтри намечает радий.

Выкладки инженера были положены в основу романа французского фантаста Мираля-Виже «Огненное кольцо», в котором описывается экспедиция четырех ученых на Марс и Сатурн.

Автор романа сообщает читателям, что «1 грамм радия в течении часа развивает количество энергии, способное поднять этот вес на высоту 34 километров. Эта энергия – в несколько миллиардов лошадиных сил. 1 килограмм его содержит энергии в 5670 раз больше того, которое необходимо для полета на Луну. При полете ускорение движения предполагается равным 1,1 земного. Поэтому увеличение веса пассажиров будет незначительным».

Герои романа, инженеры Эсперэ и Генри Валсор, открывают способ получить из радиевых солей вещество в 60000 раз более активное, чем радий, названное ими «вириумом». Трех килограммов этого вещества достаточно, чтобы долететь с Земли до Сатурна и вернуться обратно. Так как распад вириума происходит медленно, то для ускорения процесса был изобретен способ «физической катализации»: пучок катодных лучей направлялся на вириум, и под их воздействием происходило бурное «разложение» последнего с выделением требуемой энергии.

Сама ракета Мираля-Виже имела овальную форму и была построена из никелевой стали. Общая высота ракеты – 14 метров, наибольший диаметр – 4 метра. Одна половина ее вдоль корпуса была зачернена, другая – отполирована до зеркального блеска. Подобная «раскраска», по мнению автора, необходима для того, чтобы регулировать температуру корпуса при полете в межпланетном пространстве, поворачивая ракету к Солнцу то черной стороной, то отполированной. Стенки ракеты состоят из четырех слоев, между ними – разреженный воздух, служащий теплоизолятором. Внизу корпуса закреплены четыре «ноги-буфера», смягчающие удар при посадке. Вход расположен между «ног» – там имеется круглый остекленный люк.

Внутри ракеты проходит вертикальная шахта диаметром 1 метр с лестницей; вокруг шахты располагаются помещения на 4 этажах. Первый (нижний) этаж занимает «камера сгорания», из которой по трем стальным трубам вырываются продукты разложения вириума. Над камерой закреплен свинцовый ящик с запасами этого фантастического вещества. Второй этаж отведен под пассажирскую каюту высотой в 4,5 метра и с четырьмя окнами. На третьем и четвертом этажах находится склад.

Для поворота ракеты вокруг ее продольной оси предусмотрены еще три выхлопные трубы, установленные под углом в 120° друг к другу.

Ракета стартует в вертикальном положении, разгоняясь с набором высоты. Полет до Луны проходил на скорости 60 км/с, до Марса – 800 км/с, до Сатурна – 1200 км/с.

Еще один проект космической ракеты на «атомной» тяге был предложен инженером Александром Федоровым, представившим модель и описание своего корабля на Выставке межпланетных аппаратов, проходившей в Москве в 1927 году.

Корабль Федорова должен был приводиться в движение электрохимической энергией, являвшейся результатом использования «внутриатомной энергии». Согласно сохранившимся чертежам, он имел обтекаемую форму с тремя пропеллерами, боковыми крыльями, главной и вспомогательными дюзами. При выходе за пределы земной атмосферы пропеллеры и крылья убирались. Общая длина ракеты – 60 метров, диаметр – 8 метров, вес с горючим – 80 тонн, максимальная развиваемая скорость – 25 км/с. Жилые помещения спроектированы в расчете на экипаж из шестерых человек.

^{Атомо-ракетный корабль Федорова}

К сожалению, других подробностей о ракете Александра Федорова и о конструкции ее двигателей на выставке не сообщалось.