Текст книги "Ракетой на Луну"
Автор книги: Яков Перельман
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 5 страниц)
Ракетный корабль Циолковского
Описание машины, придуманной революционером Кибальчичем, пролежало, мы знаем, почти сорок лет в тайниках царской полиции. А тем временем другой русский изобретатель, учитель Циолковский, пришел к сходной мысли. Хотя он не мог ничего знать об изобретении Кибальчича, ум его направился по тому же пути. Он тоже придумал летательную машину, устроенную наподобие ракеты. Мысль свою Циолковский разработал математически, т. е. сделал все относящиеся к ней расчеты. Он доказал этими расчетами то, что осталось недоказанным у Кибальчича, а именно, что если заряд ракетной машины достаточно велик, то она непременно должна подняться и полететь. Все дело лишь в том, чтобы машина несла с собой большой запас горючих веществ и чтобы струя газа вытекала из ее трубы с значительной скоростью.
Чем больше выгорело заряда и чем больше скорость вытекания газов, тем большую скорость развивает ракетный корабль.
Чтобы отлететь от земли совсем и добраться до луны, нужна, мы знаем (стр. 30), скорость не меньше одиннадцати километров в секунду. Циолковский доказал точным расчетом, что ракетный корабль может достигнуть такой большой скорости; он вычислил даже, сколько для этого понадобится сжечь горючего вещества и какого именно вещества.
Кибальчич предлагал заряжать ракетную летательную машину так же, как заряжаются все ракеты, – порохом. Однако, все мы знаем, что порох – вещество очень ненадежное. С ним опасно иметь дело даже при изготовлении маленьких ракет. Подумайте, насколько же опасно заряжать порохом большую летательную машину, целый ракетный – корабль. Такому союзнику нельзя доверить жизнь путешественников. Но нем же его заменить?
Советский изобретатель Константин Эдуардович Циолковский. Он первый выполнил расчеты для будущего ракетного корабля
Чем следует заменить порох, указал Циолковский. Он первый обратил внимание на то, что порох – не единственное и вовсе не самое лучшее вещество для заряжения ракет. Гораздо лучше действует так называемый «гремучий газ». Гремучий газ есть смесь кислорода (газа, которым мы дышим) и еще другого газа – водорода. Если эти газы сильно охладить и сжать, то они превращаются в жидкости. Такие жидкости можно взять с собою на ракетный корабль в отдельных баках, а для сжигания смешивать их небольшими порциями. Водород отдельно от кислорода не взрывается, кислород сам по себе тоже не может взорваться, – поэтому такой заряд безопасен для ракетного корабля. Чтобы ракетный корабль мог покинуть земной шар, он должен иметь громадный запас горючего вещества. Порох в столь значительном количестве, наверное, взорвался бы еще раньше, чем корабль двинулся бы в путь. Малейшее сотрясение такого порохового заряда, даже давление собственного веса, легко может вызвать взрыв, уничтожить не только самый корабль, но и опустошить все далеко кругом него.
Кроме гремучего газа, для заряда ракетного корабля пригодны и такие горючие жидкости, как спирт, нефть, бензин и др., – конечно, в смеси с кислородом[2]2
Порох для горения тоже нуждается в кислороде, но он содержит его в себе самом (в селитре; черный порох есть смесь серы, угля и селитры)
[Закрыть]. Все они должны работать в ракете лучше, чем порох, надо только придумать хорошее устройство для их сжигания. Порох имеет, правда, одну выгоду: он сгорает чрезвычайно быстро, почти мгновенно. Оттого и говорят про порох, что он не горит, а взрывает. Это очень важная выгода для стрельбы, но при движении ракеты быстрота сгорания заряда не нужна и безусловно вредна для здоровья пассажиров.
Ракетный корабль, придуманный Циолковским, одинаков по замыслу с летательной машиной Кибальчича. Но по внешности оба изобретения мало походят одно на другое. У Кибальчича – платформа с двумя стойками, которые поддерживают большой цилиндр с порохом. Теперь посмотрите на рисунке (стр. 50), как Циолковский представляет себе свой ракетный корабль.
Часть оболочки корабля на рисунке снята, чтобы видно было внутреннее устройство. Вдоль корпуса корабля, внутри его, идет труба, расширяющаяся к наружному, открытому, концу. Через эту трубу должен вытекать горячий газ при горении заряда. В узкий конец трубы особыми насосами будут накачиваться жидкий кислород и какая-нибудь горючая жидкость (жидкий водород, бензин и т. п.); здесь они смешиваются и зажигаются. Вместилища для обеих жидкостей очень велики; они, как вы видите, занимают большую часть небесного корабля. Циолковский рассчитал, что при меньшем заряде ракетный корабль не может получить нужной скорости. Газ, образующийся от горения, вытекает через широкий конец трубы наружу и в то же время напирает в сторону узкого конца, заставляя всю ракету лететь в этом направлении.
В передней части ракетного корабля Циолковского будет устроена каюта. Она должна быть обставлена и оборудована примерно так, как каюты подводных лодок или гондола стратостата. Мы еще будем беседовать об этом после.
Вы, вероятно, хотите узнать, чем же отличается такой ракетный корабль от пушечного снаряда, придуманного Жюлем Верном. Мы знаем уже, что полет людей в пушечном ядре невозможен: пассажиры в нем должны погибнуть. Почему же считается возможным полет в ракетном корабле? Ведь и он должен покинуть землю с огромною скоростью – одиннадцати километров в секунду. Разница здесь не в величине скорости, а в том, как она получается.
Как представляет себе Циолковский примерное устройство будущего ракетного корабля
Сама по себе большая скорость для человека не вредна, мы даже ее не чувствуем, как бы велика она ни была; вредно лишь быстрое нарастание скорости. Пушечный снаряд получает свою скорость почти сразу; нарастание скорости здесь чрезвычайно быстрое, – чувствуется сотрясение, гибельное для всякого живого существа. Ракетный корабль, наоборот, получает свою скорость понемногу: он начинает движение плавно и увеличивает скорость постепенно, пока не доведет ее до огромной величины. Такое незаметное нарастание скорости переносится людьми без вреда для здоровья.
Вот первая выгода ракетного корабля, какой нет у пушечного снаряда. Другая выгода, не менее важна. Отправиться на луну мало – надо и назад вернуться. Безвозвратный полет лишен смысла, даже если бы и нашлись люди, которые готовы были бы потерять жизнь ради такого путешествия. В пушечном ядре возвратиться нет возможности. В ракетном же корабле это вполне возможно. Нужно только захватить с собою настолько большой запас горючих веществ, чтобы не расходовать его целиком при отправлении в путь. Корабль должен спуститься на луну с некоторым запасом горючего, который и послужит для обратного путешествия.
Вот почему будущий ракетный корабль – самая подходящая летательная машина для путешествия на луну. Летчикам нужно будет, конечно, иметь в своей каюте все необходимое для жизни: воздух, питье, еду, даже тепло и свет в виде электрического отопления и освещения. Перелет на луну и обратно должен отнять около двух недель. Запас питья и еды для нескольких человек на две недели не очень обременит корабль. Воздух для дыхания брать в полет особо не придется: на корабле ведь будет большой запас кислорода для горения, а кислород и есть то, что расходуется при дыхании. Электрическое отопление нужно будет пускать в дело не все время: большую часть пути корабль будет купаться в солнечных лучах, которые согреют его достаточно. Как бы не пришлось, наоборот, терпеть чрезвычайный жар! Мы знаем, что воздухоплаватели, поднимавшиеся в стратосферу, где воздух охлажден до 50 градусов мороза, страдали иногда от жары, а не от холода. Впрочем, и против этой беды будет под рукой хорошее средство: жидкий кислород так холоден, что Понадобится лишь разбрызгать в каюте немного этой жидкости – и воздух ее станет прохладным.
Скажем теперь несколько слов о самом Циолковском. Этому замечательному человеку, прославившемуся рядом изобретений, теперь более семидесяти пяти лет. В 1932 году вся советская общественность чествовала его в день 75-летия. Циолковский родился в очень бедной трудовой семье, которая не в состоянии была дать ему даже начального школьного образования. Свои обширные познания он приобрел без всякой помощи со стороны, путем самостоятельного чтения книг. Сорок лет был он учителем, а все свободное время употреблял на ученые исследования и размышления над своими изобретениями. Эти изобретения Циолковского относятся к самолетам, к воздушным кораблям и к ракетному летанию. Он делал расчеты самолетов раньше, чем была построена за рубежом первая летательная машина. Точно так же опередил он западных ученых в расчете воздушных кораблей. Придуманный им образец воздушного корабля с металлической оболочкой имеет много важных преимуществ по сравнению с существующими дирижаблями: дирижабль Циолковского должен оказаться дешевле, безопаснее и долговечнее нынешних воздушных кораблей. Но самое удивительное из всего придуманного Циолковским – его план перелета на луну в ракетном корабле, о котором я сейчас рассказал.
Долгие годы никто не ценил работ Циолковского, не признавал важности его изобретений и не оказывал ему никакой поддержки. Признание. и помощь пришли только после революции, когда советская власть и общественность оценили его заслуги.
Циолковский безвыездно живет в городе Калуге и, несмотря на преклонные годы, неустанно занят работами над своими изобретениями. Я получил от него много важных указаний, которыми воспользовался, между прочим, и при составлении этой книжки[3]3
Кто желает больше узнать про жизнь Циолковского, тот может прочесть о ней в книжке Я. И. Перельмана «Циолковский, его жизнь и научные труды».
[Закрыть].
Изобретатели за рубежом
Кибальчич и Циолковский – не единственные изобретатели, придумавшие летательные машины наподобие ракеты. К этой же самой мысли пришли позднее изобретатели и за рубежом нашего отечества – в Америке. и в Германии. Как Циолковский, ничего не зная о машине Кибальчича, через двадцать лет сам придумал ракетный корабль, так и американский ученый Годдард на двадцать лет позже Циолковского сам пришел к мысли устроить громадную ракету для высокого подъема. Он проделал ряд поучительных опытов, чтобы улучшить устройство обыкновенных ракет; между прочим, он доказал на деле, что в безвоздушном пространстве ракета должна лететь не только не хуже, но даже лучше, чем в воздухе.
А еще через несколько лет в Германии появилась книга немецкого ученого Оберта, который, ничего не зная ни о Кибальчиче, ни о Циолковском, ни о Годдарде, тоже пришел к мысли устроить летательную машину наподобие ракеты. Как и Циолковский, он предлагает заменить порох горючими жидкостями: спиртом, жидким водородом и др., смешиваемыми перед зажиганием с жидким кислородом. Он выполнил множество расчетов, очень важных для тех, кто будет строить со временем ракетные летательные машины. Он придумал также устройство нескольких ракетных машин, больших и малых, которые должны служить разным целям.
Что же означает такое совпадение мыслей четырех изобретателей, не знавших друг друга? Почему люди, жившие так далеко один от другого, пришли к одинаковым мыслям?
Потому, конечно, что найденное ими решение задачи полета во вселенную – единственно верное. И если четыре изобретателя, каждый в отдельности, придумали одно и то же, то это несомненно доказывает, что все они напали на правильный путь.
От мысли к делу
Когда в самые последние годы изобретатели ракетных машин стали переходить от замысла к исполнению, то прежде всего поставили перед собою такой вопрос: как испытать, что ракета действительно может двигать не только себя, но и целую машину? С этой целью сделано было несколько попыток двигать ракетами повозки на земле.
Первые опыты такого рода делались с автомобилями. Снимали с автомобиля мотор и в задней части кузова устанавливали крупные ракеты. После нескольких проб сделан был опыт с автомобилем, который нес на себе двенадцать ракет. Опыт удался: при зажигании (электрической искрой) одной ракеты за другой автомобиль помчался с возрастающей скоростью и менее чем в десять секунд разогнался до ста километров в час. Второй опыт был произведен с автомобилем лучшего устройства: он имел такую форму, которая помогала ему рассекать впереди себя воздух; по бокам имелись крылья – но не для того, чтобы, поднимать машину вверх, а, напротив, чтобы прижимать ее к земле, не давать ей отделяться от почвы. Ракет было поставлено вдвое больше, чем при первом опыте, – двадцать четыре. Когда они были зажжены, автомобиль сорвался с места и стремительно помчался, развив скорость двести двадцать километров в час.
Ракетный автомобиль. При испытании такая машина развивала скорость в 220 километров в час
При третьем опыте автомобиль с тридцатью шестью ракетами достиг скорости двухсот сорока километров в час.
Следующий опыт был сделан с ракетной «автодрезиной», т. е. с автомобилем на рельсах, в котором двигателем служили ракеты. Ожидалась такая большая скорость, что опасно было посадить человека; решено было испытать машину без седоков. Один седок, впрочем, был: чтобы узнать, как действует на здоровье быстрое нарастание скорости, поместили в автодрезину клетку с кошкой. Пускали машину о двадцатью четырьмя ракетами дважды. В первый раз она разогналась до скорости ста восьмидесяти километров в час.
Второй раз ждали еще большей скорости, но испытание кончилось несчастьем: машина сорвалась с рельсов и упала под откос; ракеты взорвались все сразу и уничтожили автомобиль. Погиб и четвероногий пассажир автодрезины.
При помощи ракет можно было бы сообщить повозкам очень большую скорость, но колеса не могут делать слишком большое число оборотов. При чересчур быстром вращении они разрываются на части. Вот почему сделаны были опыты с ракетными санями: здесь нет колес, и можно безопасно развить огромную скорость.
Ракетная дрезина. При испытании она достигла скорости 180 километров в час
Сани, снабженные восемнадцатью ракетами, достигли скорости, вдвое большей, чем ракетный автомобиль: четыреста километров в час. Интересно, что на большей части своего (правда, не длинного) пути полозья не оставили даже следов на снегу. Очевидно, сани неслись в воздухе, поверх снега.
Эти опыты имеют то значение, что показывают, какую силу могут развивать ракеты. Но ошибочно думать, что в будущем на автомобилях взамен моторов станут употреблять ракеты. Нет расчета это делать: для тех скоростей, с какими может ехать автомобиль, ракеты обходятся дороже мотора. Выгодны ракеты лишь в случае очень больших скоростей. С такими большими скоростями можно двигаться только в пустоте, где воздух не мешает движению и где не приходится сворачивать в сторону, встречая преграду.
Вы видите, что ракета пригодна для полетов за атмосферу. Делались опыты и с мотоциклетами, велосипедами, а также с ракетными самолетами, т. е. с самолетами, на которых мотор был заменен ракетами. Опыты показали полную пригодность ракет и для самолета. Для полетов в плотной части атмосферы ракеты, однако, не будут применяться, разве лишь для облегчения старта, т. е. начала полета.
Зато ракеты окажутся незаменимыми при проникновении в самые высокие слои атмосферы, где разреженный воздух не может поддерживать обыкновенные самолеты и воздушные корабли.
Те же опыты обнаружили, однако, что необходимо совсем отказаться от такого опасного горючего, как порох, и заменить его более безопасными горючими жидкостями: спиртом, бензином, жидким водородом и др.
Чтобы продвинуть дело дальше, надо было научиться изготовлять ракеты, заряженные горючими жидкостями.
Первые шаги
Пороховые ракеты употребляются уже давно, и люди научились изготовлять их очень хорошо. Ракеты же с жидким зарядом только недавно придуманы. Устройство их не такое простое, как ракет пороховых.
В пороховой ракете нет, в сущности, никакого особого устройства: вся внутренность ее состоит из одной лишь пороховой массы. Такая ракета после того, как ее подожгли, не требует никакого управления дальнейшим горением: заряд сам догорит до конца. Не то с горючими жидкостями. Для них нужны в ракете особые вместилища, отдельно для горючего и для жидкого кислорода. Кроме того, надо было придумать устройство, которое само подавало бы понемногу обе жидкости к очагу, где происходит горение. В то же время нужно уберечь остальной запас от смешения и взрыва.
Какой будет видна поверхность луны из окна подлетающего к ней ракетного корабля. С земли можно сейчас наблюдать такую картину только в сильные телескопы
К изготовлению ракет с жидким зарядом приступили только в самые последние годы. Особенно усердно работал над этим немецкий ученый Оберт, который уже с четырнадцатилетнего возраста размышлял над способами совершать полеты за атмосферу. Мы раньше говорили, что этот изобретатель, ничего не зная о других, сам пришел к мысли об устройстве ракетного корабля.
Профессор физики Герман Оберт, самый выдающийся знаток и работник ракетного дела в Западной Европе
Немцам удалось построить ракету в рост человека – ракету совершенно нового образца, с жидким зарядом. Эта ракета уже много раз испытана в Берлине и работала превосходно: она взлетала около ста раз, правда, пока еще невысоко, но достаточно, чтобы доказать пригодность ее устройства.
Когда у нынешних строителей ракет окажется достаточно денег, ими будет построена более крупная ракета, с таким большим зарядом, что она сможет лететь вверх километров на сто. Это будет уже заметный успех на пути к завоеванию неба, который принесет большую пользу науке. На такую высоту не удавалось еще запускать ни одного воздушного шара даже без людей: самый высокий подъем шара без людей не превышал тридцати шести километров. Пушечные ядра случалось, правда, закидывать до 50 километров, но ведь, упав, снаряды не приносят никаких сведений о тех высотах, где они побывали. Поэтому ученым почти ничего не известно о воздухе выше тридцати шести километров; они могут только делать догадки о том, из чего он состоит, насколько разрежен, насколько охлажден и т. д.
Как в Германии пускают большую модель ракеты с жидким зарядом. Направо вверху внутреннее устройство этой ракеты
Вы спросите, вероятно: как же можно будет это узнать, если на ракете не поднимется человек? Человека вполне может заменить инструмент, устроенный так, что он сам записывает свое показание; об этом было уже сказано в начале книжки. Например, ученые придумали градусники, которые сами записывают то, что они показывают; придумали и другие инструменты-самописцы. Ракета унесет с собою вверх такие самописцы, которые потом упадут вниз на большом зонте (парашюте); благодаря парашюту падение замедляется настолько, что инструменты не пострадают от удара о землю.
Но не думайте, что сразу же после этого можно будет построить большую ракету для полета на луну. Нет, до полета на луну ракета должна пройти долгий путь развития, постепенно, шаг за шагом, приближаясь к ракетному кораблю для далеких путешествий в небесное пространство.
Какой будет следующий шаг? Вероятно, устройство большой ракеты для перевозки почты через океан – из Европы в Америку и обратно. Ракета с грузом писем будет перекинута за океан не через воздух: большая часть пути будет лежать выше атмосферы. Ракета вылетит из атмосферы, пройдет в пустоте несколько тысяч километров и, приблизившись к материку Америки, снизится снова в атмосферу, чтобы спуститься на землю. В пустом пространстве нет помехи движению, и потому перелет может быть сделан с огромной скоростью – в полчаса. Подумайте: почта, которую пароход везет в Америку почти неделю, будет доставляться в полчаса! Это не только очень скорая почта, но и очень дешевая. Отправка ракеты, правда, будет стоить несколько тысяч, но ведь она понесет с собой не одно письмо, а несколько тысяч. Значит, ракетная почта обойдется примерно по рублю за письмо. По быстроте передачи такая почта даже опережает телеграф. Если бы содержание тысяч писем было передано слово за словом по телеграфу, потребовалось бы не полчаса, а, пожалуй, целые сутки и стоило бы это не по рублю за письмо, а по нескольку сот рублей. Вы видите, что ракетная почта будет очень выгодна, и ею охотно будут пользоваться. А вместе с тем разовьется ракетное дело; это облегчит его дальнейшие шаги.
Вслед за почтовой ракетой придет пора устроить для полетов в Америку ракетные самолеты с пассажирами.
Испытание ракеты с жидким зарядом в Германии. Достигнув высшей точки подъема, ракета опускается вниз на парашюте. Такой опыт проделывали уже больше сотни раз
Самолеты эти полетят не только над водяным океаном, но и над океаном воздушным – над атмосферой. Там нет ни бурь, ни снега, ни туманов – ничего, что могло бы помешать полету и что так затрудняет теперь воздушные путешествия через океан на обыкновенных самолетах и дирижаблях (воздушных кораблях). Поэтому сообщение между материками можно будет наладить совершенно правильно: время прибытия ракетного самолета будет назначаться заранее с такою же точностью, с какой сейчас назначается время прибытия железнодорожных поездов. Правда, выше атмосферы нечем дышать, но воздух (кислород) будет взят летчиками с собой; так уже и теперь делают летчики, поднимающиеся на стратостатах и на самолетах в очень высокие слои атмосферы, где трудно дышать из-за малой плотности воздуха.