48
Торможение в атмосфере, связанное с ее сопротивлением, зависит от так называемой поперечной нагрузки движущегося тела — отношения его веса к площади поперечного сечения. Чем меньше поперечная нагрузка, то есть чем меньше вес, приходящийся на единицу поперечного сечения, тем сильнее торможение. Поперечная нагрузка ракеты-носителя значительно меньше, чем у спутника.
Подробнее об этих опасностях межпланетного полета будет рассказано в следующих главах книги.
Каково это увеличение, можно судить по тому, что наибольший из телескопов, установленный в обсерватории на горе Паломар, в Калифорнии, и имеющий зеркало диаметром примерно 5 метров, позволяет увидеть горящую свечу на расстоянии 16 тысяч километров, а сфотографировать ее с втрое большего расстояния.
По другой гипотезе, Плутон был в прошлом спутником Нептуна.
В последние годы астрономы научились видеть и фотографировать солнечную корону не только во время затмения. Для этого применяется особый аппарат — коронограф, основанный либо на принципе борьбы с рассеянием света, либо на принципе использования очень узкого участка спектра. Однако наблюдение короны вне атмосферы будет неизмеримо более ценным хотя бы потому, что внешнюю корону и до сих пор удается наблюдать только во время полного солнечного затмения.
Конечно, космические радиоизлучатели имеют огромную мощность, неизмеримо большую, чем мощность всех земных радиостанций, вместе взятых. Но к нам на Землю эти радиолучи доходят уже очень слабыми — ведь они излучаются во все стороны и проходят огромное расстояние. Общая мощность всего достигающего Земли радиоизлучения равна примерно 1 ватту. Понятно, почему для изучения радиоизлучения Вселенной приходится строить огромные радиотелескопы, обладающие высокой чувствительностью, — ведь мощность регистрируемых ими радиосигналов по крайней мере в пятьдесят раз меньше, чем собственный шумовой фон усилителя. Это значит, что радиоастрономии приходится решать примерно такую же задачу, какая стояла бы перед человеком, которому нужно было бы расслышать шепот другого человека, стоящего в большой толпе разговаривающих людей. Поэтому приходится устраивать огромные, диаметром до 75 метров, зеркала, собирающие радиолучи Вселенной и концентрирующие их на расположенной в центре зеркала антенне — принимаемые сигналы усиливаются при этом в десятки тысяч раз.
Об отражательной способности земной поверхности удается судить только по так называемому пепельному свету Луны, когда она освещена отраженным светом Земли во время новолуния.
Например, со спутника, находящегося на высоте 35 800 километров, то есть имеющего период обращения, равный земным суткам, можно видеть земную поверхность площадью около 50 миллионов квадратных километров, причем угол зрения составит при этом всего 17°.
Земному наблюдателю кажется, что Солнце делает один оборот за 27 дней, но в действительности он длится лишь 25 дней — это объясняется тем, что Земля сама движется вокруг Солнца в том же направлении. Эта скорость вращения относится к экваториальной части Солнца. Вблизи солнечных полюсов оно гораздо медленнее.
Развивая эти идеи Циолковского, Цандер еще в 1915–1917 годах построил оранжерею астронавтического типа и выращивал в ней овощи. В последнее время широко обсуждаются возможности использования на искусственных спутниках различных водорослей. В частности, наиболее многообещающими кажутся обладающие многими замечательными свойствами водоросли хлорелла. Это — необычное растение, оно не имеет стебля, корней, листьев, цветов и семян, то есть всего того, что является характерным для обычных растений. Хлорелла проводит всю свою жизнь в воде, она имеет микроскопические размеры — в 1 куб. сантиметре воды находится до 40 миллионов этих невидимых простым глазом растений. Хлорелла производит рекордное количество кислорода, поглощая соответствующее количество углекислоты. Специальные исследования показали, что для поглощения всей углекислоты, выделяемой одним человеком, и снабжения его кислородом достаточно всего 2,3 килограмма хлореллы. Вместе с тем хлорелла содержит в себе многие весьма ценные питательные продукты, так что это замечательное растение является не только фабрикой кислорода и химической установкой для поглощения углекислоты, но и кухней для приготовления пищи! Следует отметить, что большей частью кислорода в земной атмосфере мы также обязаны именно водорослям.
Однако надо иметь в виду и то, что растения могут, как это показали недавние исследования (журнал «Авиейшн Уик», сентябрь, 1957 г.), оказаться и ядовитыми и представить серьезную опасность для астронавтов при длительном их пребывании на корабле. Оказывается, поврежденные растения вместо кислорода могут выделять… угарный газ! Этот же газ содержат и мертвые растения. Астронавты должны проявлять осторожность.
Эта идея также принадлежит Циолковскому. Интересно, что костюмы, весьма похожие на будущие межпланетные скафандры, уже применяются в авиации для летчиков высотных самолетов. Их цель — спасти жизнь летчика при аварии герметической кабины самолета. Если давление в кабине внезапно падает, то костюм автоматически надувается. Это позволяет летчику снизить самолет до безопасных высот.
При вертикальном взлете скорость ракеты в этом случае будет увеличиваться не в 4 раза, как в случае свободного падения, а только в 3 раза — ведь ускорению, которое приобретает ракета под действием двигателя, противодействует ускорение свободного падения.
Поэтому, например, если стрелка акселерометра показывает в полете 1, то это значит, что ракета просто неподвижно висит в воздухе. Об этом влиянии земного притяжения подробнее рассказывается в главе 17.
Не случайно на Всесоюзной промышленной выставке в Москве у стенда, где демонстрировалась копия первого советского искусственного спутника и модель, воспроизводящая его полет вокруг Земли, был выставлен любопытный экспонат. Небольшим электродвигателем в обтекаемом корпусе вращался пропеллер, когда на связанную с двигателем проводами пластинку падал свет электрической лампочки. Это был прообраз будущей полупроводниковой силовой установки межпланетного корабля (в данном случае это была кремниевая полупроводниковая электрическая батарея). Весьма симптоматично, что на Брюссельской выставке 1958 года советские ученые показали модель большого населенного искусственного спутника Земли, снабженного полупроводниковой солнечной силовой установкой.
Диаметр Солнца почти вдвое больше диаметра лунной орбиты, так что эта орбита находилась бы глубоко в недрах Солнца, если бы Земля оказалась в его центре.
Изменение силы притяжения к Солнцу в полете Земля — Луна будет менее 1 процента; оно должно быть учтено только при точных расчетах. Правда, относительное расположение Луны и Солнца играет более значительную роль при полетах автоматических ракет — воздействие Солнца может затруднить и так сложную задачу точного направления ракеты к Луне. Вот почему наиболее выгодным является полет ракеты в момент новолуния, когда силы притяжения Луны и Солнца направлены практически по одной прямой. Однако, как известно, уже в первом полете советской космической ракеты этим преимуществом не воспользовались.
Из них второй спутник Нептуна, Нереида, был обнаружен только в 1949 году и двенадцатый спутник Юпитера — в 1951 году. Возможно, имеются еще не открытые спутники.
По абсолютной величине спутник Нептуна — Тритон, спутник Сатурна — Титан и спутники Юпитера — Ио, Ганимед и Каллисто больше, чем Луна.
Диаметр Тритона определен еще неточно.
Конечно, действует и сила притяжения к Солнцу, но мы ею сейчас пренебрегаем.
Пока сила притяжения к Земле больше, чем к Луне, корабль, если бы он был неподвижным, упал бы все-таки, конечно, на Землю.
Эта картина, конечно, очень упрощена — мы пренебрегли притяжением Солнца и вращением Луны вокруг Земли. В действительности на корабль, находящийся в критической точке, будет действовать притяжение Солнца вдвое большее, чем притяжение Земли и Луны, и он не останется в этой точке, а начнет падать на Солнце. В результате этого корабль выйдет из критической точки и упадет на Землю или на Луну, в зависимости от их положения относительно Солнца. Кроме того, нужно учесть силы инерции (центробежную и Кориолисову), действующие на путешественника вследствие вращения Луны вокруг Земли. Истинными критическими точками являются точки либрации, о которых упоминалось в главе 11.
