НОВЫЙ РАЗВЕДЧИК АТМОСФЕРЫ
Конструктору будущих самолетов, которые за час пролетят тысячу, две, три, десять тысяч километров, нужно знать, что встретит его корабль в неизведанных высотах стратосферы.
Через атмосферу проходит начальная часть пути в космос. Не преодолев панциря атмосферы, нельзя вырваться в мировое пространство. Поэтому знание ее свойств необходимо и создателям космических кораблей.
Сделать это помогут ученым и конструкторам ракеты, поднимающие приборы на высоту в сотни километров.
…Похоже, что здесь работает экспедиция астрономов, которые готовятся наблюдать солнечное затмение. Телескоп направлен в небо. Перед окуляром телескопа — кинокамера. Сидящий в кресле наблюдатель смотрит во второй телескоп. И вся эта установка, повинуясь управляющему ею оператору, поворачивается, шаря по небу.
А может быть, это физики наблюдают за путешествием радиоволн в атмосфере? Ведь рядом — радиолокационная станция, и на экране локатора заметны отраженные сигналы. Возможно, что ученые следят за полетом метеоров.
Можно подумать и другое: не стараются ли здесь радиотехники поймать сигналы с какой-нибудь неведомой планеты? На приемной станции приборы ведут запись каких-то таинственных сигналов. Когда проявят кинопленку, увидят серию неровных полосок с извилинами и зазубринами, идущими одна за другой. Это чьи-то радиоголоса, пойманные и записанные на пленку. Радиосигналы несутся к нам от Солнца и из глубин вселенной. Не их ли слушают здесь астрономы?
Но нет, не ради Солнца, звезд или метеоров направлены в небо телескопы и радиолокаторы.
Оператор у телескопа держит в поле зрения снаряд, несущийся в стратосферу со скоростью около двух километров в секунду. За ним следит и локатор. Рядом приемная станция ведет запись радиосигналов с ракеты.
Когда расшифруют записи, они расскажут о космических лучах, о давлении и температуре воздуха, о поведении ракеты и ее двигателей. Так люди, не поднимаясь с земли, узнают все подробности полета на сотни километров ввысь.
Горячее дыхание Солнца греет воздух. На высоте около шестидесяти километров примерно семьдесят градусов тепла. Через двадцать километров — опять мороз в полсотню градусов. Здесь плавают серебристые облака, возможно состоящие из ледяных кристалликов. А затем снова теплый пояс, и чем выше, тем он становится жарче. Как показали измерения, сделанные с помощью ракет, на высоте ста двадцати километров температура достигает ста градусов тепла.
Подтвердилось и то, что было известно по косвенным данным о давлении воздуха на больших высотах. Манометры показали падение давления по мере подъема: пятьдесят километров — пять десятых миллиметра ртутного столба, семьдесят пять километров — пять сотых, девяносто километров — пять тысячных.
Уже давно известно, что над нами царство вечного холода. Солнце греет Землю, Земля — воздух. Но земная поверхность — не настолько сильная печка, чтобы прогреть на всю толщину газовое одеяние нашей планеты. Опыт летчиков, альпинистов, стратонавтов, метеорологов показывает: чем выше, тем холоднее. Каждый километр подъема дает понижение температуры на шесть градусов. На высоте десяти с небольшим километров мороз достигает шестидесяти градусов. Здесь мы вступаем в стратосферу. Дальше температура не падает. Думали, что так будет и выше, пока где-то, где исчезают последние следы воздуха, не наступит холод мирового пространства.
Впервые усомниться в этом заставили наблюдения за звуками взрывов. В первую мировую войну были случаи, когда канонаду слышали на расстоянии до семисот километров и в то же время ее не слышали где-нибудь вблизи от места стрельбы. Такими же странными явлениями сопровождались случайные взрывы пороховых складов или извержения вулканов.
Почему возникают подобные «зоны молчания»?
Известно, что звук распространяется во все стороны. Чем дальше от места взрыва, тем он слышен слабее, пока, наконец, слышимость не исчезает вовсе — звуковая волна как будто замирает. Раз звук на далеком расстоянии появляется вновь, значит путь волны, идущей вверх, искривляется и она снова возвращается на Землю.
Окончательно это явление еще не разгадано, но именно оно натолкнуло на мысль о теплых слоях в стратосфере. Ученые предположили, что там есть слой теплого воздуха, менее плотного, чем холодный. Попадая в стратосферу, звук преломляется так же, как свет, переходящий из более плотной среды — воды — в менее плотную — воздух.
Все же тепло в стратосфере казалось невероятным, и предположение решили проверить. Но как это сделать, если наиболее мощное средство разведки больших высот — шар-зонд поднимается всего на сорок километров?
На помощь пришла ракета. Она помогла разгадать тайну больших высот.
Тепло на больших высотах не выдумка. Подтвердилось многое о чем раньше говорили наблюдения за звуком и сумерками, метеорами и серебристыми облаками. Сначала температура понижается плавно и неуклонно, пока не перестает ощущаться теплое дыхание Земли. Затем наступает холодный пояс, начинается стратосфера, и температура держится примерно постоянной — в среднем пятьдесят шесть градусов ниже нуля.
Но после тридцати километров появляется первый теплый пояс. Здесь расположен озоновый слой, образуемый и нагреваемый Солнцем.
Озон тот же кислород, но только в его молекуле не два кислородных атома, а три. Свежесть в воздухе после грозы — это запах озона, рожденного электрическими разрядами — молнией. В высоких слоях атмосферы невидимые ультрафиолетовые солнечные лучи дробят молекулы кислорода на атомы, которые вновь соединяются, но уже не попарно, а по три. Образуется озон. Часть его снова распадается на атомы, из них получаются молекулы кислорода. Солнце же опять делает из кислорода озон. Поэтому озоновый слой сохраняется в атмосфере постоянно.
Озона в атмосфере очень мало. Если собрать весь атмосферный озон в один слой у поверхности земли, то его толщина получилась бы всего три миллиметра. Несмотря на это, он служит чудесной газовой броней, защищающей все живое — растения, животных, человека — от губительных лучей. До Земли доходит только та их часть, которая не вредна для нас. Исчезни озоновый слой — и Земля через несколько минут обратилась бы в выжженную пустыню.
Проявлена пленка. На снимке — солнечные спектры, заснятые фотоаппаратом с ракеты на разных высотах. Чем выше был сделан снимок, тем длиннее ультрафиолетовая полоса. У самой Земли спектр как бы «обрезан». В этом виноват озоновый слой: он задерживает часть ультрафиолетовых лучей — наиболее энергичных, наиболее опасных для жизни на Земле.
Из чего состоит воздух на больших высотах? Разные газы, тяжелые и легкие, составляют атмосферу. Не естественно ли думать, что они выстраиваются по рангу: тяжелые — ближе к Земле, легкие — дальше от нее. Атмосфера слоиста — так считали одно время.
Пробы, взятые при подъемах стратостатов и шаров-зондов, поколебали такое мнение. С величайшей осторожностью доставляли на землю драгоценные кубические сантиметры воздуха стратосферы. Анализ говорил одно и то же: состав воздуха всюду почти одинаков — кислород, азот, редкие газы.
А что делается выше сорока километров, каков воздух там? Самое простое — привезти пробу оттуда. Но на чем?
Помогла опять ракета, поднявшаяся на недосягаемые ранее высоты.
Уже давно знали о том, что Солнце, источник жизни, посылает в пространство и ультрафиолетовые лучи, могущие погубить жизнь.
Солнечный луч, в котором не только видимый свет, но и невидимое ультрафиолетовое излучение, пришел к нам из мирового пространства. Каким же он был там, до путешествия сквозь атмосферу, можно узнать, только поднявшись высоко вверх.
И об этом принесли вести с больших высот приборы, поднятые на ракете.
Но не только Солнце посылает свои лучи на Землю.
Внимание человека давно уже привлекли таинственные лучи из космоса. Их назвали космическими. Охотники за ними побывали глубоко в земле и высоко над нею. Шары-зонды поднимали приборы, а радио и автоматика помогали следить за их показаниями во время полетов в стратосферу.
Многое уже удалось узнать о лучах, идущих к нам из глубины вселенной. Но, как и солнечные, эти лучи доходят к нам сквозь атмосферу. В ней терпят они различные превращения, так что имеем мы дело в конце концов с потомками «настоящих» космических лучей. Чтобы узнать о настоящих космических лучах, приборы надо поднять еще выше, не на десяток-другой, а на сотню и больше километров.
И счетчик космических частиц совершил путешествие на ракете туда, где плотность воздуха в миллион раз меньше, чем у Земли, куда не заберутся ни стратостаты, ни шары-зонды.
Плотность воздуха в миллион раз меньше, чем у поверхности Земли! Но ведь и об этом мы до недавнего времени знали лишь из расчетов да наблюдений, которые нам давала природа: метеоры, сгорающие в воздушной броне планеты, полярные сияния, сумеречный свет, серебристые облака, плавающие очень высоко над землей.
Замечено, что вспышки на Солнце, за полтораста миллионов километров от нас, отражаются на состоянии атмосферы Земли, на погоде. Но механизм таких воздействий еще не ясен. Крайне важно было бы раскрыть и эту загадку.
Ракеты, поднимая приборы туда, где солнечные лучи встречаются с воздушной оболочкой Земли, помогают узнать истину и в дальнейшем дадут возможность совершенствовать методы прогнозов погоды.
Разве не интересно для географа посмотреть, как выглядит наша планета с огромной высоты? У нас есть превосходные снимки Луны с высоты всего нескольких сотен километров. Телескоп приблизил лунную поверхность, и на фотографиях так отчетливо видны все подробности рельефа, как если бы мы наблюдали его из окна ракеты. Стратостаты привозили нам фото Земли с высоты двух десятков километров. На этих снимках Земля плоская, и надо подняться гораздо выше, чтобы лишний раз убедиться в том, что наша планета — шар, что мы жители земного шара. Снимков же нашей планеты «со стороны» не было до последнего времени. Ракеты привезли такие интереснейшие снимки земной поверхности, заснятой фотоаппаратом с высоты около двухсот километров. Сквозь вуаль атмосферы видна Земля, как на крупномасштабной рельефной карте. И ясно, что перед нами кусочек поверхности шара.
Так с появлением ракеты — нового разведчика больших высот — начался новый этап в изучении и покорении воздушной стихии.
Конечно, это все еще только начало. Трудности создания летающей лаборатории чрезвычайно велики.
Плавно поднимается вверх воздушный шар. Стратонавты могут регулировать скорость подъема, заставить стратостат остановиться, чтобы произвести наблюдения. На «потолке», в высшей точке подъема, они находятся даже не короткие минуты, а час, полтора, два. За это время многое можно успеть сделать.
Сложнее вести наблюдения с ракеты, которая мчится быстрее снаряда дальнобойного орудия, все ускоряя полет, пока работают двигатели. Приборам нужно в считанные минуты полета «поспеть» за стремительным бегом стратосферной ракеты. Манометры и термометры должны мгновенно отзываться на перемену условий полета. Всякий же измерительный прибор обладает инерцией, и его показания могут отставать, когда обстановка быстро меняется.
Приходится обходить эти трудности. Вместо одной величины, которую трудно прямо измерить, измеряют другую, связанную с нею математической зависимостью. Так, например, известно, что скорость звука зависит от температуры среды. И вместо того чтобы измерять температуру, можно узнать, как изменяется скорость звука при полете ракеты на разных высотах. Зная это, нетрудно вычислить и температуру.
Стараются уменьшить инерцию приборов, создавая для них еще более острые «органы чувств» — приемники измеряемых величин. Так, есть вещества, реагирующие — и притом практически мгновенно — на изменения температуры в тысячные доли градуса. Ими уже можно пользоваться при полетах хотя бы и в пять-семь раз быстрее звука — с такими скоростями летают сейчас ракеты.
Приходится учитывать и то, что случается в полете с самой ракетой.
Она нагревается от трения о воздух, а это влияет на термометр, установленный снаружи. На большой скорости возникают воздушные уплотнения. Они могут отразиться на показаниях манометра, приемник которого обтекается сверхзвуковым потоком. Ракета вращается в полете, колеблется, а приемник солнечных лучей должен быть обращен все время к Солнцу. Автоматическое устройство с фотоэлементом — «искатель Солнца» — помогает постоянно ловить солнечные лучи. Иногда приборы для исследования излучений или автоматические фотоаппараты помещают в камеру, которая выбрасывается из ракеты на «потолке» и отдельно на парашюте спускается на Землю.
Немногочисленны все-таки и кратки пока подъемы ракет в стратосферу и выше, в еще более разреженные воздушные слои — ионосферу. Но чем дальше, тем выше и чаще будут подниматься ракеты. Уже на четыреста километров поднимались они, уже не один, а десятки полетов совершили ракеты, хотя каждый полет — дорогое и сложное дело.
Можно думать, что со временем метеорологи станут регулярно зондировать атмосферу ракетами, систематически изучая самые высокие области воздушного океана. Это расширит наши знания о «кухне погоды». Человек будет не только наблюдателем, но и хозяином воздушной стихии, повелителем грозных сил природы.
ЗАВОЕВАНИЕ ВЫСОТ
До недавнего времени выше стратостатов забирались лишь маленькие воздушные шары-зонды. Шарик всплывал в воздушном океане, оставляя под собой девяносто девять сотых всей массы воздуха. Поднимаясь в стратосферу, во все более разреженные слои, он рос и рос от раздувающего оболочку газа, пока, наконец, не лопался, как мыльный пузырь.
Десять лет назад впервые в истории человечества поднялся на высоту в сто километров летательный аппарат. На нем был установлен самый сильный на свете двигатель, который на максимальной скорости развивал мощность в полмиллиона лошадиных сил. Автоматические механизмы и приборы управляли полетом этой машины, летевшей по заданному пути.
Казалось бы, таким рекордным полетом нужно гордиться. На старте ракету должны были бы провожать восхищенные взоры зрителей, а после спуска к ней устремились бы инженеры, ученые, журналисты, желающие увидеть результаты новой победы в борьбе, которую так давно ведут люди, — борьбе за высоту, за поднятие «потолка мира».
Но не было зрителей на старте. В глубокой тайне, прячась от посторонних взглядов, готовили ракету к полету люди в военной форме лягушачьего цвета. Никто не стремился к ракете после спуска, ибо за ним следовал взрыв. Смерть и разрушение несло с собой через стратосферу очередное достижение ракетной техники гитлеровской Германии. Ракета, впервые совершившая стратосферный перелет, закончила его разрушительным взрывом в далеком тыловом городе, населенном мирными людьми. Это закономерно в странах капитала, где все то, что могло бы служить миру, империалисты ставят на службу войне.
А если бы такая ракета вместо тонны взрывчатки подняла ввысь человека? Что бы это дало?
Мы говорим о ракетных полетах в другие миры, но мы не имеем опытных данных о том, как скажется на состоянии пассажиров ракеты, например, отсутствие тяжести.
— Ничего опасного, — утверждают одни.
— Головокружение, морская болезнь, паралич, — говорят другие.
Как будет чувствовать себя там человек, покажет лишь опыт. Можно испытать ощущение невесомости при падении. Свободно падающие тела невесомы, утверждает физика. Но только ракета может поднять человека для грандиозного опыта, для репетиции полета во вселенную.
Свободно падающая кабина ракеты, отделившаяся от корпуса в самой высокой точке подъема, — это маленькая лаборатория, где довольно длительное время можно изучать действие невесомости.
Никто не знает, что еще случится с человеком, осмелившимся выбраться за атмосферу. Не ждет ли его там смерть от беспощадно палящих лучей Солнца, не ослепнет ли он от нестерпимо яркого света? Конечно, эти опасения преувеличены. Не беззащитным полетит человек на неизведанные высоты. Однако истину все же откроет нам опыт.
Сколько интереснейших наблюдений — и не только над самим собой — проведет пилот стратосферной ракеты! С помощью приборов он посмотрит на солнечную корону, на Землю из глубины неба, поймает спектрографом первозданный луч Солнца, не ослабленный воздушной оболочкой, услышит по радио речь с Земли, заставив радиоволны пробиться через невидимую преграду ионизированного слоя… и мало ли еще какие наблюдения можно будет провести во время путешествия за атмосферу!
Представим себе большую ракету. Вместо боевой головки со взрывчаткой у нее герметическая кабина, вместо взрывателей — парашют. В баках — запас топлива, который позволит подняться на много десятков километров.
Пилот полулежит в откидном кресле. Так легче переносится усиление тяжести, перегрузка. Перед летчиком расположен щит управления. Лежа в кресле, он может управлять полетом и держать связь с Землей.
Ракета поворачивается в полете, но система вертящихся зеркал поможет пилоту видеть все вокруг, как из неподвижной кабины. Это устройство «остановит» вращение, сделает неподвижным достаточно обширное поле зрения.
В струе вытекающих из ракетного двигателя газов установлены графитовые рули. Они позволят управлять ракетой, после того как она пройдет плотные слои воздуха и полетит практически в полной пустоте, где непригодны стабилизаторы и крылья.
Ракета — это летательный аппарат, похожий по форме на снаряд, — такой же заостренный спереди, утоньшенный и срезанный сзади. Именно ему суждено повести осаду больших высот и поднять туда человека — разведчика стратосферы.
Когда двигатель кончит работать, ракета очутится в сильно разреженных слоях воздуха. Графитовые рули станут бессильными — нет больше потока газов. Ракета начнет вращаться. Ее кабина прикрыта обтекателем, похожим на сложенные лепестки цветка. Быстрое вращение заставит лепестки раскрыться и освободить кабину.
В это мгновение включатся механизм, отделяющий пилотский отсек от корпуса, и автомат, который впоследствии раскроет парашют ракеты, предоставленной теперь самой себе. Радиостанция переключается с корпусных антенн на те, что запрятаны под полом кабины.
Сейчас с головокружительной высоты снаряд с человеком ринется в бездну. Продолжая вращаться, он устремится к Земле, похожей на огромную чашу, подернутую туманной облачной дымкой. Если пилот включит вспомогательные двигатели, он сможет остановить вращение, и тогда в кабине предметы потеряют вес. Стратонавт на время как бы превращается в межпланетного путешественника, ибо происходит свободное падение в пустоте — то, что составит в будущем главную часть межпланетного перелета.
Начнет работать двигатель — и снова воцаряется тяжесть. Уже нет свободного полета, «возвращается» вес. Кабина влетает в плотные слои воздуха. Близка Земля, всего в десятке километров, и атмосфера ощутительно дает знать о себе. Она тормозит падение, появляется перегрузка, пилоту приходится вновь лечь в кресло. Вступает в свои права кабинный парашют. Проходит усиленная тяжесть.
И, наконец, кабина плавно опускается на землю или на воду. Амортизатор смягчает толчок. Радио извещает о месте приземления стратонавта.
Так мог бы совершиться полет на высотной ракете.
Может быть, несколько по-другому пройдет полет. Но так или иначе, он близок, и уже где-то летает — пока на реактивном самолете, родственнике ракеты, — тот человек, который отправится в беспримерный рейс на разведку больших высот.
ПРЫЖОК ИЗ СТРАТОСФЕРЫ
Прыжок из стратосферы, с высоты в несколько десятков километров, — зачем он, да и возможен ли такой необычный опыт?
Вспомним сначала несколько случаев из истории советского парашютизма и воздухоплавания.
Это случилось незадолго до Великой Отечественной войны. Жаркий летний день. По небу плывут легкие белые облака, ненадолго закрывая солнце. Поле, лес вдали, и вдруг тишину разрывает резкий свист. Из облака стремительно вылетает голубой шар. Он падает так быстро, что едва можно уловить момент, когда от шара отделяется черная точка.
Шар несется к земле, как метеор. Мгновение — он скрывается за лесом. А над черной точкой вспыхивает белый шелковый купол.
Что же произошло? Оказывается, шар-гондола стратостата оторвалась от баллона и понеслась вниз. Двое членов экипажа выбросились на парашютах еще на большой высоте. Командир остался и выпрыгнул, когда гондола прорезала облака.
Не одна только авария вынуждает к прыжку. Прыжки с парашютом со стратостата не раз совершали наши стратонавты. Парашютисты-испытатели участвуют в борьбе за высоту наряду с воздухоплавателями и летчиками, авиационными врачами и конструкторами. «На какой бы высоте и в каких бы условиях ни начинали летать наши самолеты, вслед за ними на эти высоты обязательно проникали парашютисты-испытатели», — говорит известный рекордсмен-парашютист, заслуженный мастер спорта В. Г. Романюк.
Самолет штурмует стратосферу. С земли видно, как крошечный самолетик, сверкающий на солнце, вскоре исчезает где-то в бездонной синеве. И только белый след тянется за ним, уходя все выше и выше. Если нет сильного ветра, долго стоит в небе эта белая полоска.
Рядом с летчиком-высотником в кабине самолета — парашютист. В тяжелой меховой одежде, с кислородной маской и парашютом он ждет, когда самолет достигнет «потолка».
Нелегко оставить кабину на большой высоте, где каждое движение требует сильного напряжения, где низкое давление заставляет сердце биться чаще, где без струи кислорода нельзя дышать.
Начинается падение. Рывок — и раскрытый купол парашюта несет человека к земле через стратосферу — царство вечного холода и безмолвия.
В. Г. Романюк совершил прыжок с высоты тринадцати тысяч четырехсот метров, откуда до него никто еще не спускался с парашютом. Много раз прыгали из стратосферы другие советские рекордсмены-парашютисты.
И когда поднимутся на разведку недосягаемых ныне высот воздушного океана пилоты стратосферных ракет, совершится оттуда путешествие и под куполом парашюта. Представим себе, как может произойти такой прыжок.
Между небом и землей… Так говорят, когда хотят показать ощущение оторванности, неустроенности, неопределенности.
Это образное выражение. Но сейчас оно было бы справедливо буквально.
Небо над головой — темно-синее, совсем не такого нежно-голубого цвета, каким мы привыкли его видеть. На нем сверкает Солнце — столь яркое, что нестерпимо больно взглянуть на его ослепительный диск.
Земля так далеко, что потеряла свой привычный «земной» вид, когда при взгляде сверху отчетливо видны узкие извилистые полоски рек, массивы леса, пересеченные дорогами и тропинками, ниточки-рельсы, игрушечные домики, жучки-автомашины. Смутно видна лишь гигантская рельефная карта, но без подробностей, без ощутимо ясных знакомых очертаний.
Один сплошной серо-зеленый фон, подернутый местами белыми громадами облаков. С земли облака иногда кажутся в такой недосягаемой вышине, что ее трудно даже представить. А сейчас облака, как огромные горные хребты, громоздятся далеко-далеко внизу.
И чудится, что там, за ними — неведомая планета, которая ревниво охраняет свои тайны.
Здесь, над облаками, царство вечного безмолвия. Ни один звук не доносится сюда. Бывает и на земле тихо, но такой полной, такой идеальной тишины там не встретишь никогда. Она давит, эта мертвая тишина.
Время как будто остановилось. Все так же сияет Солнце, все так же далеко внизу, не приближаясь и не удаляясь, клубятся острова облаков.
Кажется, что так вот было всегда и не будет этому конца. Земля все так же недосягаемо далека, так же, как и Солнце, неподвижно повисшее в небе.
Ничто не выдает движения. Полный покой. Никаких новых впечатлений. Мысль невольно обращается к недавнему прошлому, кажущемуся сейчас столь далеким.
Последние приготовления закончены.
Через узкий люк с трудом протискивается человек, закутанный в мех и кожу, с кислородной маской на лице. Он опутан ремнями парашютного ранца.
До старта одна минута… полминуты… Заработали насосы, подающие топливо в двигатель. Шум усиливается. Тело наливается тяжестью.
Полетом управляют автоматы. Они не дают ракете подниматься слишком быстро, иначе большая перегрузка сдавит, лишит сознания, сомнет человека.
Ощущение подъема давно знакомо по тренировочным полетам, по барокамере, где, не поднимаясь в воздух, можно побывать на любой высоте. И все же оно бывает новым каждый раз.
Чаще бьется сердце. Несмотря на теплую одежду, становится холодно. Но автоматы стоят на страже, и по их команде закрывается люк герметической кабины.
В иллюминаторе — голубое, постепенно темнеющее небо. Подъем продолжается. Стрелка альтиметра проходит мимо цифр 15 000, 20 000, 30 000 метров… И ракета попадает в ту область воздушной оболочки планеты, где только ей открыта свободная дорога.
Земли не видно. Лишь кусочек неба в иллюминаторе, темнеющий все сильнее и сильнее, да стрелка прибора, упрямо ползущая вправо, говорят, что ракета идет вверх.
Еще немного — и шум двигателя смолкает. Но ракета с разбегу продолжает подъем. Тяжесть, давившая грудь, исчезла.
Пора! Все тело напрягается, готовясь к удару. Толчок… Еще толчок… Это кабина отделилась от ракеты. Теперь она предоставлена самой себе. В памяти осталась стрелка у цифры 70 000. Семьдесят километров!
Странное ощущение! Оно отдаленно напоминает быстрый спуск на лифте или растянутый во времени воздушный «ухаб», когда самолет теряет высоту.
Легкое головокружение. Пол кабины уходит из-под ног, тело как будто повисает в воздухе… Но нет, это только кажется, все на месте, лишь стрелка прибора стремительно ползет вниз. Раскрывается кабинный парашют, и скорость падения уменьшается.
Выполнена программа наблюдений. Надо экономить силы — впереди еще большее напряжение. Мысль работает четко, все движения, повторенные столько раз на земле, следуют одно за другим.
Проверить кислородный аппарат. Открыть люк. Струя воздуха мешает, но, справившись с нею, удается выбраться из кабины. Рывок, очень сильный, как удар. Начинается свободное падение.
Но вот уже раскрыт купол парашюта над головой. Дышится легко — кислородный прибор действует исправно. Почти не чувствуется жестокого мороза стратосферы.
Кабины уже не видно, она падает быстрее. Лишь небо да далекая земля, и между ними «висит» одинокая фигурка под шелковым куполом. Наконец заметно приблизились облака, ощутимее стали ориентиры.
И вот уже видно, как тень парашюта скользит по белым грядам облаков. Земля, родная земля близко! Долой кислородную маску. Грудь жадно вдыхает «земной» воздух. Еще немного — и прыжок из стратосферы закончен. Ложится белый купол. Под ногами земля. Снова привычное голубое небо над головой, жаркое солнце, дыхание ветра, шум деревьев в ближнем лесу…
Такой спуск даст много ценных сведений конструкторам, летчикам, врачам.
В стальном метеоре, подобии кабины будущего межпланетного корабля, парашютист начнет прыжок из стратосферы. Здесь он оставит кабину и раскроет свой парашют.
В нашем описании необыкновенного прыжка не пришлось особенно много фантазировать. Ведь еще пятнадцать лет назад уже предложен был энтузиастами интересный проект спуска из стратосферы.
Стратостат поднимает на высоту около тридцати километров гондолу, напоминающую по форме авиационную бомбу. Оболочка стратостата рвется, а гондола-бомба устремляется к земле. Двадцать пять километров свободного полета — и раскрывается парашют, замедляющий падение гондолы. Ближе к земле парашютист покидает гондолу и прыгает.
Проект тогда осуществлен не был. Теперь же ракеты завоевывают стратосферу. Вместо гондолы стратостата устремляется ввысь кабина ракеты, и не на тридцать километров, а много выше поднимет она смелого парашютиста-стратонавта.
НА ПУТИ К КОСМИЧЕСКОМУ КОРАБЛЮ
Самолет на старте. Заняли места пассажиры. В окна видно уходящее вдаль летное поле, крыло и пока неподвижные воздушные винты. И вдруг они оживают. Тишина сразу обрывается ревом моторов, переходящим в ровный гул. Лопасти винтов сливаются в блестящие круги.
Машина еще некоторое время стоит на месте, как будто набирает силы, готовясь к прыжку. Старт дан, и самолет медленно начинает двигаться. Побежало в окнах поле аэродрома, быстрее, быстрее… Момента взлета ждешь — и все равно пропустишь. Только что колеса прикасались к земле, и вот она уже отдаляется, незаметно опускается вниз. Легкий толчок, самолет еще ступенькой выше, потом еще и еще. Наконец закончено восхождение по невидимой воздушной лестнице и набрана высота. Машина ложится на курс.
Тень самолета бежит по земле — ложится на зеленые пятна лесных массивов, пересекает полоски рек, ленты дорог. Скорость почти неощутима, а ведь воздушный корабль пролетает сейчас больше трехсот километров в час — восемьдесят метров в секунду!
За несколько десятков часов он может перелететь из одного конца страны в другой. Но это не предел, ибо сбылось предвидение Циолковского: за эрой аэропланов винтовых наступает эра аэропланов реактивных.
Советская ракетная техника давно уже работает над воплощением в жизнь идей Циолковского.
В 1932 году Цандер построил первый в стране ракетный двигатель на жидком топливе.
В 1933 году поднялась в воздух первая советская ракета на жидком топливе конструкции М. К. Тихонравова.
Инженеры, объединенные в группы изучения реактивного движения, вели работы по всем ведущим направлениям современного ракетостроения.
В 1940 году состоялись летные испытания планера конструкции С. П. Королева с жидкостным ракетным двигателем. Их проводил летчик-испытатель В. П. Федоров.
Достоянием истории стало и другое событие — первый в мире полет человека на ракетном самолете. Его совершил в 1942 году советский летчик Г. Я. Бахчиванджи, возвестивший этим открытие эпохи авиации будущего, эпохи больших скоростей.
Ракетный самолет стал действительностью.
Мы уже начинаем привыкать к стремительному полету новых самолетов, к их необычным формам. Когда смотришь, как мчатся стальные ласточки с отогнутыми крыльями, олицетворяя собой радостное чувство скорости, мысленно переносишься туда, в машину, которая догоняет звук. Пилот смотрит, как проносится, а не плывет земля под самолетом, и испытывает это ощущение громадной скорости, подвластной человеку.
Наступает время больших скоростей в авиации не только военной, но и транспортной. Уже сейчас появляются многомоторные реактивные воздушные корабли. Не триста, а восемьсот-девятьсот километров в час станут крейсерской скоростью гражданского самолета.
В немногих словах трудно описать то, с чем пришлось бороться создателям скоростных машин, В первую очередь надо указать на сопротивление воздушной стихии — воздух мешает движению, и тем сильнее, чем быстрее полет. Недаром появилось название «звуковой барьер» — воздух, сжимаясь, уплотняется, образуя своеобразную преграду, которую надо преодолеть.
Для этого ищут такие формы крыльев, фюзеляжа, оперения, при которых меньше сказывается вредное влияние сжимаемости воздуха. Самолету дают более мощный — реактивный — двигатель. Он помогает справиться с возросшим сопротивлением среды, штурмовать звуковой барьер.
Как нередко бывает, нашлись маловеры, заявлявшие при встрече с трудностями: звуковой барьер непреодолим. Смотрите, самолеты рассыпаются в куски, едва начинают подходить к опасной зоне скоростей. Не выдержат машины — не хватит мощности мотора, не вынесет пилот сверхчеловеческих нагрузок, предупреждали они.
Однако современные самолеты вошли в опасную зону, почти вплотную подошли к скорости звука, и появилась не только околозвуковая авиация. В последние годы состоялись первые испытательные полеты самолетов сверхзвуковых скоростей.
Но мы будем говорить не о том, что существует сейчас, сегодня, а о завтрашнем дне, когда самолет и ракета сольются воедино, дав новую машину — крылатую управляемую ракету, прообраз межпланетного корабля.
Над проектами и опытными сверхзвуковыми самолетами работают конструкторы разных стран. Нет еще сведений о результатах, достигнутых ими. Прежде чем человек полетит на крылатой ракете, необходимо всесторонне исследовать, что творится за звуковым барьером.
Строятся модели машин. В аэродинамических трубах их продувают потоком большой скорости, изыскивая наилучшие формы, с наименьшим сопротивлением. Полетные испытания управляемых по радио моделей, броски через звуковую скорость помогают накопить материал, который использует инженер, производственник, технолог.
Уже вырисовываются контуры самолета будущего — с длинным заостренным фюзеляжем, тонкими стреловидными крыльями и оперением.
Обыкновенно идут от известного к неизвестному. «Так и мы думаем перейти от аэроплана к реактивному прибору — для завоевания солнечной системы», — говорил Циолковский. И он набрасывает план завоевания межпланетных пространств.
Безвинтовой ракетный самолет с герметической кабиной покорит стратосферу. Высота и скорость его полета ограничены только запасом топлива. Постепенно поднимаясь все выше и выше, туда, куда ранее проникали одни стратостаты да шары-зонды, человек совершит первые робкие взлеты в область больших высот. Пополнится драгоценная сокровищница опыта, окрепнут крылья ракеты, из воздушного корабля она начнет превращаться в корабль заатмосферный.
Разбежавшись по земле с помощью ускорителей, разогнавшись в разреженном воздухе больших высот, крылатая ракета совершит чудовищный прыжок в тысячи километров длиной.
Начало и конец ее пути будут лежать в атмосфере. Середина — главная, неизмеримо более длинная часть путешествия — пройдет в межпланетном пространстве.
Почта, грузы, пассажиры за час перенесутся от Балтики к берегам Тихого океана, за несколько минут — из Москвы в Ленинград.
Такие корабли будут совершать короткие визиты в межпланетную бездну — миниатюрные космические рейсы, с переходом из обычного состояния к усиленной тяжести, затем к полной ее потере и, наконец, к возвращению в привычный мир.
Корабль может двигаться с той же скоростью, с какой вращается Земля. Тогда Солнце для него станет неподвижным и наступит вечный день. Свершится и другое «чудо»: для экипажа крылатой ракеты, обогнавшей Землю, дневное светило двинется назад, восходя на западе и заходя на востоке.
Кстати, уже теперь летчику реактивного самолета, летящего со скоростью одной тысячи километров в час по параллели Москвы, покажется, что Солнце движется по небу не так, как обычно, а наоборот, с запада на восток. Он перегонит Землю, полетит «быстрее Солнца».
Когда скорости достаточно возрастут и полеты за атмосферу будут так же обычны, как теперь дальние перелеты самолетов, люди смогут начать реальную борьбу за достижение космических скоростей.
У ракетного самолета и межпланетной ракеты много общего: и самолету и ракете лететь в пустоте, где гибнет все живое. Поэтому и у самолета и у небесного корабля должна быть герметическая кабина с искусственной атмосферой, подобной той, что создается в гондолах стратостатов и кабинах высотных самолетов.
Двадцать лет назад на советских заводах построили стальной шар — гондолу стратостата, который поднялся на громадную высоту. В нем наши инженеры и техники, мастера и рабочие сумели создать стратонавтам все необходимые для работы условия.
Ради нескольких часов, которые нужно было провести в поднебесье, многие месяцы шла напряженная работа.
В историю авиации навсегда вошли стратосферные полеты советских летчиков и воздухоплавателей как непревзойденный образец мужества, героизма, настойчивости в достижении поставленной цели. Трудно в кратких словах передать эпопею этих полетов в неизведанное. Многие помнят те дни, когда весь мир ждал вестей из стратосферы, когда слово «стратостат» было у всех на устах. Успех в воздухе готовился еще на земле. Была создана специально сконструированная гондола, оборудованная всем необходимым для плавания в заоблачных высотах.
Не только стратонавтам, но и подводникам и летчикам-высотникам приходится работать в изолированных от внешнего мира помещениях. У нас уже есть опыт создания нормальных условий для жизни человека там, где жизнь невозможна, — в глубинах океана и в разреженном воздухе больших высот.
Только зная историю героических полетов в стратосферу, можно оценить сложность предстоящих работ. Нужно предусмотреть все мелочи, от которых зависит жизнь экипажа. Представьте, насколько возрастут трудности, когда речь пойдет не о часах, а о днях, проведенных за атмосферой, не о десятках, а о сотнях тысяч и миллионах километров пути, не о плавании в воздушном океане, а о полете в неведомый мир.
Надо полагать, что техника справится с такой сложной работой.
Ракетному самолету предстоит подняться выше озонового слоя, навстречу потокам ничем не ослабленных ультрафиолетовых лучей. С ними же встретится и межпланетная ракета. Поэтому иллюминаторы у них должны быть закрыты специальным стеклом. Подобно слою озона, оно защитит пассажиров от палящих лучей солнца.
На большой высоте нет воздушной брони — атмосферы, и самолету, как и ракете, грозит случайная встреча с метеором. Поэтому обоим нужна броня, о которой придется позаботиться конструкторам стратосферных и межпланетных кораблей.
Ракетный двигатель, топливо, материалы, управление, приборы, средства связи с Землей у самолета и ракеты будут во многом схожи.
О сверхзвуковых самолетах говорится уже в учебниках как о ближайшей перспективе авиационной техники. Думают, что составной самолет-ракета осуществит мечту о беспосадочном кругосветном перелете за несколько часов.
Разрабатывался проект перелета на расстояние в пять тысяч километров за три четверти часа на основе уже существующих конструкций далеко летающих ракет. Наибольшая скорость была бы три с половиной километра в секунду — почти половина первой космической скорости!
Авиация стремится выйти еще выше в стратосферу, потому что там мало сопротивление воздуха, доставляющее так много неприятностей при полете у земли.
Самолет, летающий на огромных высотах с огромными скоростями, и ракета, прорезающая верхние слои атмосферы, отчасти будут напоминать метеор. Их движение станет изучать одна и та же наука — космическая аэродинамика, в ведении которой — сверхбыстрое движение в сильно разреженном газе.
На больших скоростях происходит усиленный нагрев от трения о воздух. Чем быстрее полет, тем сильнее нагревается обшивка. У ракеты, развивавшей скорость полтора километра в секунду, она раскалялась до девятисот градусов. Здесь, пожалуй, никакая теплоизоляция не поможет. Если лететь еще быстрее, самолет сгорит. Поэтому и ищут спасения на больших высотах, где плотность воздуха ничтожно мала.
А как же быть с чудовищной, почти тысячеградусной жарой, которая, как предполагают, царит там? Как это ни странно звучит, мы не почувствовали бы эту жару, так как плотность воздуха там мала. Хотя частицы его движутся с огромными скоростями, но самих частиц значительно меньше чем у земли. Поэтому и тепло неощутимо. Лишь с помощью приборов можно измерить температуру в очень разреженном воздухе.
Передача тепла произойдет так медленно, что самолет не успеет нагреться сколько-нибудь заметно. Только прямые солнечные лучи сыграют свою роль, но они не страшны, — от такого нагрева защититься всегда можно.
Однако надо кратко сказать и об отличии ракеты-межпланетного корабля от ракеты-самолета, вернее о том, что предстоит сделать для перехода от одного к другому.
Для топливного запаса, определяющего достижение космической скорости надо создавать составную ракету — пока нет еще в нашем распоряжении более мощных источников энергии. Лишь ракета-одиночка с атомным двигателем сможет вылететь в мировое пространство.
Межпланетный полет продолжителен, и нужно обеспечить экипаж всем необходимым для жизни в пустоте не на часы, а на дни и недели. Понадобится усовершенствовать герметическую кабину, приборы, радиоаппаратуру, позаботиться о питании, о костюмах, в которых можно выйти из ракеты, о приспособлениях для спуска на Землю и другие планеты.
Так смыкаются авиация и ракетная техника, так воздушный транспорт станет транспортом заатмосферным и воздушные дороги — небесными дорогами.