Текст книги "История космического соперничества СССР и США"

Автор книги: Вон Хардести

Соавторы: Джин Айсман
сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 21 страниц)

Мыс Канаверал обладал свойствами, которые значительно способствовали его выбору. Как часто отмечают агенты по недвижимости, при выборе земельных угодий рассматривают три самых важных фактора: «расположение, расположение и расположение». По крайней мере по двум основным свойствам мыс Канаверал располагал именно этим. Во-первых, он был идеально расположен, чтобы получить преимущество за счет использования скорости вращения Земли. При запуске ракеты-носителя со спутником в восточном направлении – в том же направлении, в котором вращается Земля, – ракета получала дополнительное ускорение при достижении орбитальной скорости. Мыс Канаверал расположен относительно близко к экватору, где скорость вращения планеты максимальна. Во-вторых же, поскольку обычно запуск ракеты производился над Атлантикой в юго-восточном направлении, на ее пути ничего не было на протяжении 8000 км, за исключением горстки маленьких островов в Карибском море. Эти острова, вытянувшись от Больших Багам до острова Вознесения в южной Атлантике, создавали прекрасные условия для размещения станций слежения по курсу ракеты. Правительство США достигло договоренности с Великобританией о праве разместить станции слежения на Больших Багамах, Большом Турецком острове и острове Вознесения. В дополнение к этому мыс Канаверал имеет в основном плоскую поверхность, что делало строительство подъездных путей относительно простым. Интересно, что во время первого посещения этого места фон Брауном, мыс напомнил ему его первый испытательный полигон в Пеенемюнде на Балтийском море. Оба полигона были, по его мнению, изолированными и труднодоступными.

Строительство испытательного полигона мирового уровня

В мае 1949 года президент Трумэн подписал законодательный акт, формально положивший начало Объединенному полигону для испытания ракет большой дальности, а затем передал оперативное управление полигоном, получившим недавно самостоятельность, Военно-воздушным Силам.

Строительство началось в мае 1950 года. Те, кто работал на новом полигоне, встретились с трудностями: например, пока не началось масштабное строительство, были предприняты массированные усилия по уничтожению москитов, включая воздушное распыление химикатов. Обстановка была примитивной, как вспоминал позднее главный инженер компании Douglas Aircraftсвое посещение места, где планировалось построить стартовую площадку для ракет-носителей «Тор»: «Мы преодолевали подъем на бульдозере. Один старожил Флориды был нашим проводником по дороге, проложенной среди болот, дикорастущего кустарника и водяных щитомордников, которые он рубил клинком. Он сказал: „Вот здесь должна быть площадка“». Кроме подъездной дороги к мысу, инженерный корпус армии США, работающий с частными подрядчиками, впервые построил бетонную стартовую площадку шириной 30 м, полностью окруженную песками. Простейшие сооружения для защиты при запуске модернизированных ракет ФАУ-2, известные как площадка № 3, включали укрытие для центра управления, отнесенное на 100 м от площадки, которое было изготовлено из фанеры и защищено стенами из мешков с песком, в отличие от выносного командного пункта на полигоне Уайт Сэндс, которое имело бетонное покрытие толщиной 8 м. Модернизированная ракета «Бампер ФАУ-2» была именована исследовательской ракетой Центра анализа метеорологических данных и стала первой двухступенчатой космической ракетой Соединенных Штатов.

День 24 июля 1950 года начинался как еще один невыносимо жаркий. Рабочие на мысе привычно страдали от очень высокой влажности и беспрерывных укусов москитов, десятков миллионов которых выжили. Белая с черными отметинами «Бампер ФАУ-2» стояла готовой на маленьком стартовом основании площадки № 3, чтобы занять свое место в истории как первая ракета, запущенная с мыса Канаверал. Она заняла место другой модернизированной ФАУ-2, которая не запустилась на стартовой площадке несколькими днями ранее.

На фотографиях начального пуска видно, как много изменилось с той поры на мысе Канаверал. Позади ракеты стоит высокий ажурный металлический каркас, сдавленный в результате работы в качестве фермы обслуживания ракет. Возведенный на ролики, он имеет вблизи вершины три деревянных платформы, которые окружают ракету в течение предстартовой подготовки, обеспечивая доступ к маленькой верхней ступени. Почти в 9:30 ракета безупречно поднимается. На другой фотографии видны несколько операторов, снимающих это событие, которые стоят в невозможно близком – и совершенно незащищенном месте – рядом со стартовой площадкой. Несмотря на уверенный старт, полет в общем не оправдал ожиданий; вторая ступень погибла в огне. Тем не менее этот запуск положил начало новому уникальному представлению: Американскому космическому городу.

В августе 1953 года сухопутные силы приступили к испытаниям баллистической ракеты «Рэдстоун» на вновь построенной площадке № 4. В отличие от площадки № 3, с ее державшимся на честном слове ажурным каркасом, комплекс на площадке № 4 имел стальную обслуживающую конструкцию – специально модернизированную нефтяную вышку – которая была по меньшей мере в два раза выше, чем 20-метровый «Рэдстоун». Ракета была доставлена на стартовую площадку с помощью огромной транспортно-подъемной установки и установлена в вертикальное положение. Затем «Рэдстоун» окружили несколькими обслуживающими платформами, построенными в кабель-мачте, которые использовались техниками, чтобы получить доступ к ракете на разных уровнях для проведения предстартовой подготовки. Прежде чем «Рэдстоун» был запущен со стартовой площадки, установленную на рельсах гигантскую обслуживающую башню откатили достаточно далеко от ракеты, чтобы уберечь ее в случае взрыва носителя на старте. Площадка № 4, на которой было осуществлено несколько первых запусков «Рэдстоуна», ждала завершения стартовых площадок № 5 и 6 в 1955–1956 годах.

Этот состоящий из двух пусковых площадок стартовый комплекс был важным этапом в развитии полигона на мысе Канаверал и послужил прототипом для многих следующих комплексов. В 1961 году американцы наблюдали за тем, как Алан Шепард и Вирджил Гриссом отправлялись со стартового комплекса № 5 в свои суборбитальные полеты на «Меркуриях», запускаемых посредством носителя «Рэдстоун». У площадок-близнецов была общая система управления, и они могли оказать существенную помощь, в случае если взрыв выведет из строя одну из них. Центральный бункер был мощно укреплен и мог противостоять разрушению в случае взрыва ракеты. Он имел маленькие окна с толстыми стеклами, через которые можно было хорошо видеть обе площадки. Многочисленные разнообразные приборы предоставляли техникам необходимую информацию о различных системах ракеты и ее готовности к старту. Очень важным являлся непрерывный мониторинг подачи жидкого кислорода в ракету; если перед стартом через клапан стравливания давления поступало слишком много охлажденного сжиженного окислителя, топливозаправщик прекращал подачу топлива. Башни обслуживания были подобны башне, установленной на площадке № 4. Стальной трубопровод наземного топливного питания ракеты, идущий от обслуживающей башни за пределы стартовой площадки, обеспечивал ракету-носитель электроэнергией и необходимыми жидкостями; в момент отрыва ракеты от площадки соединительные кабели разлетались в стороны.

Фотография работ на полигоне в эти первые годы представляет типовой запуск в конце 50-х годов. В то время одним из самых важных носителей, проходящих испытания, была МКБР «Атлас». Военные рассматривали ее быструю разработку и размещение как основное противодействие возможному советскому нападению. В соответствии с ее статусом для испытаний «Атласа» было построено не менее четырех стартовых площадок, к которым вскоре присоединились еще четыре площадки для второй американской МКБР «Титан». Все восемь площадок вместе располагались вблизи Атлантического океана и были известны как «грядка МКБР». Они были самым впечатляющим зрелищем, и каждая могла похвастаться огромными стальными кабель-мачтами и соответствующими обеспечивающими сооружениями, окруженными бескрайними просторами, поросшими нетронутыми карликовыми пальмами. Поблизости разрастались все новые стартовые комплексы, которые обеспечивали программы испытаний баллистических ракет средней дальности (БРСД) «Юпитер» и «Тор», «Авангарда» и других ракет.

«Атлас» был создан на одном из заводов (отделение Конвейр) корпорации General Dinamycsв Сан Диего, штат Калифорния. Было нечто нелепое в том, что оружие, способное за полчаса долететь до цели, находящейся за тысячи километров, тащили через всю страну на специальном тягаче с прицепом. Воздушная полиция военно-воздушных сил и множество заводских техников сопровождали этот чудовищный груз на пути в 4300 км в течение недели. Позднее огромные грузовые самолеты военно-воздушных сил стали доставлять 23-метровые ракеты прямо на взлетно-посадочную полосу космодрома Канаверал, которая была известна как «полоса для летательных аппаратов с шасси».

По прибытию «Атлас» доставлялся в монтажно-испытательные ангары для сборки и проверки, которые осуществлялись представителями производителя и подрядчиками, работавшими на полигоне. Большинство из этих сооружений общего назначения, расположенных в производственной зоне полигона, было построено по стандартному проекту. Обычно они содержали современное сложное испытательное оборудование и краны, которые перемещали ракету но территории. Как только «Атлас» проходил проверку и заводские техники благополучно завершали предварительную подготовку, его, все еще на трейлере, привозили на стартовую площадку, поднимали в вертикальное положение на опорно-установочное кольцо перед 12-этажной кабель-мачтой. Затем семь раздвижных платформ кабель-мачты охватывали ракету, оставляя техникам доступ к огромной ракете, пока они готовили ее к запуску. В первые дни испытаний баллистических ракет на полигоне на эту работу могло уходить несколько недель. И только потом кабель-мачту оттаскивали по рельсам на сотню метров от стартовой площадки, оставляя «Атлас» стоять в одиночестве. Затем ракету наполняли чрезвычайно летучей смесью из ракетного топлива РП-1 на основе керосина и топливного окислителя – жидкого кислорода, который должен был находиться при температуре около –170 °C.

Длинный предстартовый отсчет времени, предшествующий запуску, проводился из мощного укрепленного бункера, нашпигованного стойками с измерительными приборами, пультами управления и другим оборудованием, которое использовалось для контроля над ракетой и до и после запуска. Команда в бункере следила за стартовой площадкой через перископы. Цепочка станций слежения, тянувшаяся от полигона через Карибское море и далеко за его пределы, была подготовлена для наблюдения за полетом ракеты. Обычно после ряда задержек, связанных с техническими проблемами, «Атлас» готовился к запуску; его двигатели создавали максимальную тягу, крепления, удерживающие ракету на площадке, натягивались до предела. Ниже стартовой площадки огромные стальные отражатели пламени, каждый из которых был в два человеческих роста, загорались от выбрасываемого пламени двигателей «Атласа» и отлетали в стороны от ракеты. Чтобы охладить горящий выхлоп, дефлекторы поливали водой – до 160 т в минуту – и она превращалась в гигантские клубы пара. Крепления отпускались, и огромная МКБР с оглушительным ревом отрывалась от площадки. Команда запуска с волнением следила из бункера за полетом «Атласа». К сожалению, в тот начальный период испытаний американских баллистических ракет дальнего действия вскоре после запуска полеты очень часто заканчивались взрывом, вызванным или внутренними неполадками, или офицер службы безопасности полигона взрывал установленный на борту ракеты заряд. Задача этого офицера заключалась в том, чтобы пристально следить за полетом ракеты и уничтожить ее в случае, если она отклонялась от тщательно разработанного плана полета. Со временем число таких зарегистрированных неудач на полигоне уменьшилось.

В отличие от секретности, окружавшей Байконур, невоенная космическая программа на полигоне Канаверал была полностью доступна общественности и средствам массовой информации. Следить за запусками ракет на близлежащих пляжах собирались, как правило, толпы людей. Хотя вплоть до конца 50-х годов репортеров с фотокамерами не всегда пропускали на территорию самой стартовой площадки, длиннофокусные фотокамеры и бинокли обеспечивали подробное освещение запусков в прессе с самого начала, включая и впечатляющие неудачи. К ним относились взрывы на стартовой площадке полностью заправленных топливом первых «Атласов» и «Торов», а также запомнившаяся первая неудачная попытка американцев отправить на орбиту Земли спутник с помощью ракеты «Авангард» в 1957 году. Не раз люди, наблюдавшие за запусками на полигоне, с ужасом видели, как гигантская ракета разворачивалась в воздухе и направлялась назад на землю. Однажды подобное произошло в июле 1958 года, когда НАСА пыталось запустить спутник «Эксплорер» с помощью ускорителя «Юнона-2», установленного на МКБР «Юпитер» американских сухопутных сил. Почти сразу после старта «Юнона» резко пошла влево, отклонившись от заданной вертикальной траектории. Офицер службы безопасности уничтожил ракету через пять секунд полета. После взрыва заряда охваченная пламенем ракета врезалась носом в землю.

Мыс Канаверал становится космодромом

В 1958 году НАСА стало важной частью жизни мыса Канаверал. Военно-воздушные силы, в то время основные обитатели этого отдаленного места, обеспечили НАСА стартовыми площадками, ракетами и другим оборудованием, необходимым для проведения космических полетов. И это было исключительно важно, так как ракеты военно-воздушных сил выполняли существенную функцию в новой космической программе, осуществляемой НАСА. Например, первые полеты «Пионеров» в сторону Луны, проводимые НАСА, осуществлялись с помощью ракет военно-воздушных сил (а иногда сухопутных сил). Это были такие ракеты как «Тор-Эйбл», «Дельта» и «Юнона-2». Когда НАСА разрабатывало программу пилотируемых космических полетов, то для проекта «Меркурий» и «Джемини» полагалась на версии военных МКБР «Рэдстоун» и «Атлас» военно-воздушных сил и «Титан-2». По проекту «Меркурий» орбитальные полеты (с использованием «Атласа») и все полеты по проекту «Джемини» («Титан-2») осуществлялись с легендарной «грядки МКБР». Однако, следуя плану Кеннеди послать американцев на Луну, НАСА все сильнее нуждалось в своих собственных отдельных стартовых комплексах, число которых значительно превосходило то, что имелось на мысе Канаверал.

Появление НАСА резко увеличило огромную экономическую пользу, получаемую от космических и ракетных программ всеми населенными пунктами, расположенными в районе мыса Канаверал. Этот процесс стал ощущаться с тех пор, как начали осуществлять военные ракетные программы. Еще в середине лета 1957 года журнал Timeпроцитировал слова местного жителя о процветании их района: «У нас здесь у всех ракетная лихорадка, – сказал управляющий мотеля „Старлайт“, находящегося в Кокоу Бич, вблизи от мыса Канаверал. – Все сосредоточено на мысе… Это земля, где, вероятно, все автомагистрали перекрываются для того, чтобы грозный упакованный в брезент груз доставлялся на отгороженную секретную территорию, расположенную за воротами». В статье отмечалось, что население округа Бревард, в котором расположен полигон, увеличилось всего за семь лет с 23 до 70 тысяч человек в 1957 году. Стоимость земли повысилась на 500 %, и в таких городах, как Мельбурн, Титусвиль и Кокоу Бич, этот рост, по всей видимости, не прекратится.

К июлю 1969 года, когда шла подготовка «Аполлона-11» к первой пилотируемой высадке на Луну, население округа Бревард увеличилось до поразительной величины в 250 тысяч, включая 35 тысяч инженеров и техников. Но хорошие времена не могут продолжаться бесконечно. Уже через год после полета «Аполлона-11» и задолго до последнего полета на Луну в декабре 1972 года руководитель НАСА Томас Пейн публично заявил о своем агентстве: «Мы находимся на грани катастрофы». Он ссылался на резкое сокращение бюджета НАСА, последствия которого отражались не только на оборудовании, которым располагало НАСА, и полетах. Города, выросшие как грибы вокруг мыса в пору его расцвета, весьма ощутимо пострадали в результате спада деятельности НАСА и уменьшения расходов на подрядчиков. Вскоре начали появляться опустевшие, заколоченные дома, закрытые предприятия и техники, ищущие работу. Составление резюме стало одним из самых прибыльных занятий в округе.

Но в марте 1965 года это место получило значительный толчок к процветанию. К этому времени оно было переименовано в мыс Кеннеди. В ноябре 1963 года, спустя лишь несколько дней после покушения на президента Кеннеди, президент Джонсон издал указ о переименовании мыса Канаверал и космодрома НАСА – в честь убитого президента. Полигон НАСА стал называться Космическим центром имени Кеннеди. Военно-воздушные силы переименовали свой ракетный полигон Канаверал в военный аэропорт имени Кеннеди. Однако в 1973 году в ответ на выражение общественного мнения во Флориде, первоначальное историческое название мыса была возвращено, хотя космический центр сохраняет имя Кеннеди. Полигоны военно-воздушных сил были переименованы в военные аэродромы мыса Канаверал. В марте 1965 года будущее полигона мыса формировалось на острове Мерит в Космическом центре полетов НАСА имени Кеннеди, расположенном напротив огромного ракетного полигона военно-воздушных сил на другом берегу реки Банана.

Взяв на себя полную ответственность за проект «Аполлон», НАСА заняло около 45 000 га земли на острове Мерит, чтобы соорудить монтажные ангары и пусковые полигоны ракет «Сатурн-5», предназначавшихся для полетов на Луну. С огромным размахом НАСА начало само заниматься предпринимательством. В журнальной статье за 1965 год отмечается: «За рекой Банана НАСА строит новые полигоны… их технические характеристики поражают воображение. Например, здание, в котором будет производиться вертикальная сборка ракет, имеет длину 168 м, и за его самыми высокими дверьми в мире будут находиться четыре ракетных бокса. Внутреннее пространство превышает размеры пирамиды Хеопса или Пентагона и демонстрационно-торгового комплекса в Чикаго, вместе взятых». Замирая от восторга, автор статьи перечисляет различные аспекты сборки и перемещения «Сатурна-5» к стартовой площадке, включая самые большие в мире дворники на кабине гусеничного транспортера, который будет доставлять свой массивный груз по «специальной дороге для перемещения ракет на стартовую площадку, ширина этой дороги будет такой же, как автомагистраль в Нью-Джерси, и толщиной почти 2,5 м, чтобы выдержать 8000 т общего веса транспортера и его груза».

Целая сеть дополнительных полигонов была связана с мысом Кеннеди. Руководитель НАСА Джим Уэбб создал в Хьюстоне, штат Техас, новый Центр пилотируемых космических полетов. В 1973 году этот важный компонент космической программы пилотируемых полетов НАСА был переименован в Космический центр имени Линдона Джонсона. Новый космический полигон отвечал за все пилотируемые космические полеты, за подготовку астронавтов и за дальнейшее конструктивное улучшение космических кораблей, для выполнения пилотируемых полетов. Начиная с полета «Джемини», Центр пилотируемых космических полетов выполнял функцию управления всеми пилотируемыми полетами с момента успешного запуска корабля.

Космический центр имени Кеннеди с годами развивался, так как американская космическая программа включала все новые полеты и приоритетные направления. На полигоне НАСА, расположенном на острове Мерит, в комплексе по сборке космических летательных аппаратов собирают «Спейс Шаттл», выполняющий свои последние полеты, чтобы завершить сооружение международной космической станции. НАСА также продолжает выполнять запуски самых различных беспилотных научных спутников. На 2007 год была запланирована посадка на Марс, целью которой является поиск воды на Красной планете, запуск спутника для исследования самых высоких облаков в атмосфере Земли и запуск нескольких других космических научных станций. Для своих непилотируемых космических полетов НАСА использует стартовые площадки, которые оно «одолжило» у военно-воздушных сил. Стартовые площадки аэропорта мыса Канаверал также используются для космических запусков коммерческих спутников связи и других типов спутников, включая военные. По сравнению с напряженным режимом работы комплекса во времена холодной войны, когда на мысе постоянно проходили испытания военных летательных аппаратов, с каждым годом таких запусков становится все меньше.

При совместном рассмотрении американские и русские космические города представляют собой поразительное зрелище и создают ощущение триумфа: это ворота в космос. Они являются отдельными отправными пунктами, как для автоматических, так и для пилотируемых космических кораблей, которые продолжают формировать наше представление о Вселенной даже хотя бы потому, что продвинули вперед науку и технологии. Эти космические порты, хотя и возникли в двух радикально отличных друг от друга политических системах в контексте холодной войны, стали легендарными. И они несут в себе основополагающее сходство в своей архитектуре и назначении. Вместе они отражают стремление человека к исследованию.

Великий выход из сферы притяжения

Мы иногда думаем, что «космос» – это то же самое, что и высота. Если подняться очень высоко, вы окажетесь в космосе. Однако на практике самое главное для ракеты – выйти на орбиту, и это зависит от скорости, а не от высоты. Некоторые из экспериментальных ракет ФАУ-2, запущенные с ракетного полигона Уайт Сэндз, достигали кромки космоса – поднимались достаточно высоко, чтобы сфотографировать кривизну Земли – но они падали назад на Землю. Давайте перестанем вспоминать фантастику, в реальности вы не начнете парить в космосе, как только достигнете «космической высоты». Даже если космический корабль набрал необходимую скорость, он все еще падает, как это было с ракетой ФАУ-2, но достигнув орбитальной скорости, он движется вперед так быстро, что «падает» по кривой к Земле и продолжает свое падение по замкнутой траектории. Вот почему астронавты, находясь на орбите, испытывают чувство свободного падения, похожее на чувство, которое вы испытываете, когда совершаете прыжок с высоты: они буквально все время падают. Вот почему ракету сразу после взлета начинают отклонять в сторону: она должна выйти на свою орбитальную траекторию.

Поэтому механика выхода на орбиту прежде всего должна обеспечить достижение очень высокой скорости, а не очень большой высоты. Космос, по международному соглашению, начинается на высоте всего лишь 100 км. Гагарин облетел Землю на высоте 300 км, близкой к обычной высоте полетов космических «Шаттлов», а космический корабль «Аполлон» пользовался на своем пути к Луне «парковочной орбитой» на высоте всего 185 км. Орбитальная скорость большинства таких полетов составляет 28 160 км/ч.

Выше орбитальной скорости скорость, необходимая для преодоления гравитационного поля Земли. И для крошечного спутника, и для огромного пилотируемого корабля она одинакова – около 40 225 км/ч. На временной орбите космический корабль «Аполлон» использовал двигатели третьей ступени, чтобы перейти от орбитальной, первой космической скорости, к скорости ухода от Земли, второй космической – чтобы преодолеть притяжение Земли и начать свое путешествие к Луне.

Скорость пули, выпущенной из самой мощной винтовки – 4344 км/ч. Этот факт поможет нам оценить силу, необходимую для ускорения всего космического корабля до 28 160 км/ч. В таком случае необходима вся возможная помощь. Даже выбор места для стартовой площадки значительно влияет на то, сколько энергии потребуется ракете, чтобы выйти на орбиту, потому что ракета может «занять» скорость у самого вращения Земли. Земля вращается на восток со скоростью, которая изменяется в зависимости от высоты. В нескольких метрах от Северного полюса скорость вращения крайне мала, но на экваторе поверхность планеты движется со скоростью, равной приблизительно 1670 км/ч. Двигатели ракеты только выигрывают от того, что могут воспользоваться любой возможной помощью, поэтому ракеты обычно запускают на восток, чтобы добавить планетарную скорость вращения. Ракетчики также просят строить их стартовые площадки по возможности ближе к экватору, чтобы максимально воспользоваться свободной скоростью. В 1952 году Вернер фон Браун признался, что фактор помощи вращения будет столь важным, что потребует от США расположить свой главный ракетный полигон на острове Джонстон в Тихом океане. Огромная стоимость транспортировки грузов на эту удаленную точку будет, как он представлял, компенсироваться выигрышем кинетической энергии, обеспечиваемой расположением ближе к экватору. Принцип использования скорости вращения заставил писателя-фантаста Жюля Верна в 1865 году разместить его воображаемый американский космический полигон во Флориде, самом южном континентальном штате США. Очень высокая стоимость доставки материальной базы на остров в Тихом океане заставила создать космический центр НАСА имени Кеннеди в штате, который предсказал Жюль Верн, естественно на Атлантическом побережье, так как запуски будут осуществляться в восточном направлении.

У русских было менее выгодное географическое расположение, так как в СССР не было территорий, расположенных особенно близко к югу. Для максимального использования скорости вращения они были вынуждены обосноваться в удаленном местечке в Казахстане. Расположенный на широте 45°57′ космодром на Байконуре имеет ту же широту что и Северная Дакота. А расположенный еще ближе к северу космодром в Плесецке (на той же широте, что и Аляска) был построен для обслуживания спутников, запускаемых на полярные орбиты, которые не могут использовать скорость вращения Земли, а также для советских МКБР. Соединенные Штаты построили соответствующую стартовую площадку для полярных орбитальных запусков на побережье Калифорнии, к северу от Лос-Анджелеса, на базе военно-воздушных сил Ванденберг.

Физики XIX столетия прекрасно умели решать уравнения для расчета силы тяги и вычислять величину тяги, заключенной в данном количестве жидкого ракетного топлива. Они думали, что доказали невозможность создания орбитальной ракеты. Они обнаружили парадокс, заключавшийся в том, что любая ракета, достаточно большая, чтобы нести в себе необходимое количество топлива, будет слишком тяжелой для этого топлива и не сможет выйти на орбиту. Делайте ракету больше или меньше – любая реальная конструкция, достаточно прочная, чтобы содержать в себе это топливо, будет слишком тяжелой для этого топлива, чтобы с его помощью можно было придать ей орбитальную скорость. Физики и инженеры подходили к решению этой задачи с разных сторон, но она казалась неразрешимой.

Спустя годы, когда Вернер фон Браун и его команда разработали в Германии ракету ФАУ-2, они совершили столько инженерных открытий, что британская разведка сочла первые сообщения о ракете фикцией, все еще доверяясь старым парадоксальным уравнениям. Хотя модифицированная ФАУ-2 смогла достичь космоса, после этого она снова падала на Землю. Но фон Браун знал, что делать дальше.

Русский теоретик Константин Циолковский в начале XX века разрешил этот парадокс, выдвинув идею ступеней. Ракета, построенная с сегментарными топливными баками, по мере того как они пустели, могла сбрасывать их, сокращая общий вес оставшегося на ракете топлива. К тому времени, когда останется последняя ступень, топливо будет необходимо лишь для небольшого космического корабля, и у него будет возможность вывести корабль на орбиту. Но конструирование такого достаточного легкого космического корабля все еще было сложной, но уже выполнимой задачей. Многоступенчатая ракета давала реальный шанс выйти на орбиту.

Полуостров Флорида с борта «Аполлона-7», 7 апреля 1968 года

Это и было решением, которым воспользовались участники космической гонки: первые спутники были выведены на орбиту многоступенчатыми ракетами. Советская Р-7 состояла из основной части ракеты со спутником в носовом конусе, четыре «пристегнутых» дополнительных ускорителя обеспечивали тягу при запуске и сбрасывались, когда топливо сгорало, оставляя центральный ракетный двигатель маршевой ступени, который и вел ракету, которая стала легче, ввысь. Первый американский спутник «Эксплорер-1» был выведен в космос с помощью вертикальной связки из четырех ступеней, если считать и ракету, куда был встроен спутник. Вначале для запуска таких ракет нужно было учитывать буквально последние граммы тяги.

Для размещения более тяжелой полезной нагрузки требовались большие по размеру ракеты, которые и США, и СССР продолжали выпускать в последующие несколько лет. С обеих сторон инженеры искали творческие решения для улучшения полетных характеристик своих ракетных конструкций. Конечно, чтобы ракета поднялась, требовалась минимальная конструкция. Американские конструкторы ракеты «Атлас» решили для экономии веса сделать топливные баки более тонкими не толще монеты в 10 центов. Осуществление такого проекта привело к созданию, по сути гигантского воздушного шара из нержавеющей стали. Этот сверхтонкий бак не мог выдержать даже собственный вес, и консервативные немецкие инженеры команды фон Брауна сомневались в таком радикальном решении. Фокус заключался в том, что построенная таким образом ракета будет прекрасно стоять, пока в ней находится закачанный под давлением воздух или топливо. Подобно воздушному шару, бак, когда заполнился сжатым топливом, становится достаточно жестким, чтобы выдержать даже нагрузки, возникающие при запуске. «Атлас» действительно взлетел, в конце концов, достаточно успешно, чтобы Джон Гленн полетел в своей капсуле «Меркурий» на борту такой ракеты.

С тех пор инженеры ищут все новые ракетные характеристики, создавая легкое топливо, такое как жидкий водород, и более мощные ракетные двигатели разных типов. Однако за последние 50 лет основные принципы ракетостроения не изменились, и чтобы достичь орбиты, ракеты все еще должны быть многоступенчатыми и максимально использовать силу вращения Земли.

Джон Гленн позирует рядом с капсулой «Фрэндшип-7», с которой он вышел на орбиту, февраль 1962 года