Дом на орбите - Клушанцев Павел Владимирович. Страница 4

Но как же быть? Ведь воздух есть!

Есть. Но не всюду. Он обволакивает земной шар воздушной оболочкой, или атмосферой. Она не такая уж толстая. Впрочем, назвать её толщину вообще невозможно. У самой поверхности Земли воздух густой. Потом, с высотой, редеет и незаметно сходит на нет. На расстоянии в несколько тысяч километров от Земли его уже нет совсем.

Скорость восемь километров в секунду невозможна у поверхности Земли, в густом воздухе. А в разреженном?

Мы ощущаем разреженность воздуха на высоких горах. Трудно дышать. Не хватает воздуха. На самолётах наглухо закрывают двери и внутрь накачивают воздух привычной нам густоты, чтобы людям было легко дышать. Если во время полёта открыть дверь, воздух выйдет и люди погибнут.

Но пассажирские самолёты летают на высотах не больше девяти—десяти километров. Там воздух разрежен всего в три раза.

На высоте в сто километров он разрежен уже в миллион раз. Тут можно было бы отправиться в полёт с круговой скоростью восемь километров в секунду. Но далеко и здесь не улетишь. Даже такой «реденький» воздух всё же очень быстрому движению мешает. Придерживает. Тормозит. Снаряд довольно быстро потеряет скорость, начнёт снижаться и упадёт на Землю.

А вот на высоте уже, скажем, двести километров, где воздух разрежен в миллиард раз, наш снаряд может летать вокруг Земли долго. Значит, надо ставить пушку на горе высотой в двести километров!

Но извините, это опять какая-то несуразность. Не бывает таких высоких гор. Шутка сказать — двести километров!

Самая высокая гора на Земле — Эверест, и та всего около девяти километров. Построить башню высотой в двести километров, конечно, нечего и думать. Подняться на такую высоту на самолёте или воздушном шаре тоже невозможно. Ведь они летают только в воздухе. И никак не могут взлететь выше, туда, где его уже нет. Нельзя залезть по дереву выше самого дерева.

Получается какой-то заколдованный круг.

На поверхности Земли нельзя мчаться со скоростью восемь километров в секунду потому, что мешает плотный воздух. А туда, где воздуха нет и где можно было бы мчаться с любой скоростью, никак не добраться.

Вот тут-то и пригодилась ракета. Подсказал людям это решение знаменитый русский учёный Константин Эдуардович Циолковский.

Действительно. Ракета ведь не самолёт. Она не опирается крыльями на воздух. Она как бы отталкивается от газов, которые сама в себе создаёт. Воздух ей не нужен. Он даже мешает. Кроме того, она отправляется в путь не резким толчком, как артиллерийский снаряд, а мягко и плавно трогается с места и постепенно разгоняется. Это удобно для пассажиров. А главное, позволяет вначале, в густом воздухе, двигаться медленно. Потом, по мере того, как воздух редеет, полёт ускоряется. И окончательно можно набрать круговую скорость только на большой высоте, в самых разреженных слоях атмосферы. Вроде того, как рыбак на моторной лодке, отчалив от берега, сперва тихонько пробирается сквозь густые камыши. А когда выйдет на чистую воду, даёт «полный вперёд».

Одним словом, ракета решила вопрос о полётах в космос.

Чтобы по кратчайшему пути быстрее пройти сквозь густой воздух, ракета всегда взлетает прямо вверх, вертикально. И только потом, поднявшись на достаточную высоту, постепенно заворачивает в нужную сторону. Разогнавшись до восьми километров в секунду, она летит уже горизонтально.

Здесь двигатели выключаются. Ракета вышла на орбиту и обратно на Землю уже не упадёт. Она летит теперь, как тот артиллерийский снаряд, вылетевший из большой пушки.

Ракета летит по орбите «молча», без работающего двигателя. Мы привыкли к тому, что любое движение — это работа. Автомобильный мотор работает — без устали вертит колёса. Кончит вертеть — машина прокатится немного и остановится. Дизели теплохода в море работают — всю дорогу изо всех сил вращают под водой винты. Кончат вертеть — теплоход тоже остановится. Самолёт держится в воздухе, только пока работают его двигатели. Пока они толкают его вперёд. Кончат толкать — самолёт; потеряв скорость, начнёт падать вниз.

Как же ракета может двигаться «просто так»?

Дело в том, что на Земле нам всегда что-нибудь мешает двигаться. Автомобилю мешают неровности дороги. Надо забираться на бугорки, выкарабкиваться из ямок. Теплоходу мешает вода. Надо раздвигать её перед собой. Протискиваться сквозь неё. Самолёту мешает воздух. Его тоже приходится раздвигать и протискиваться. А у ракеты на орбите нет ни ухабов дороги, ни вязкой воды, ни густого воздуха. Ей не надо вертеть колёса, винты, пропеллеры. Не надо работать. Вот она и летит «просто так».

Мы уже говорили — воздух полностью сходит на нет лишь на очень больших высотах. Настоящий «пустой» космос начинается только где-то за несколько тысяч километров от Земли. Если ракета вышла на более низкую орбиту, она вечно на ней не продержится. Даже ничтожные следы воздуха всё же будут её понемногу тормозить. Скорость постепенно снизится. Ракета начнёт терять высоту, с разгона врежется в плотные слои атмосферы и сгорит. Если в ракете осталось топливо, можно заблаговременно включить двигатель, немного разогнать ракету и восстановить необходимую скорость. А если топлива нет — гибель неизбежна. Все наши спутники, летающие на высотах в несколько сот километров, не вечны. Летают месяц, год, десятки лет. Смотря по тому, на какую высоту запущены. А потом в конце концов все они погибают, сгорают в атмосфере. И только те, что запущены на высоту в несколько тысяч километров, будут летать там вечно. Без всяких двигателей. Им там действительно ничто не мешает. У них орбита «железная».

3. СТЫКОВКА

Итак, двигатель выключен. Мы вышли на орбиту. Стали спутником Земли. Можно спокойно переходить к следующему этапу — идти на встречу с орбитальной станцией.

Но до этого давайте кое в чём разберёмся.

Представим себе орбиту в виде проволочного кольца. Натянем на него мысленно тонкую плёночку. Как бабушка натягивает на пяльцы платочек. Эта воображаемая плёночка называется «плоскость орбиты». Она обязательно должна проходить через центр земного шара. Поэтому спутники Земли не могут летать как угодно, по любым кругам. Не могут, скажем, кружить над полюсом. Или над какой-нибудь одной страной. Их орбита должна опоясывать земной шар по самому широкому месту. Как бы разрезая его своей плоскостью на две равные половинки.

Орбита может «лежать», опоясывая Землю по экватору. Может «стоять», проходя через оба полюса. Может быть наклонена вбок. Это бывает чаще всего.

Земной шар вращается. За сутки он делает один оборот вокруг своей воображаемой оси. А орбита стоит на месте. Земля как бы вертится внутри неподвижного «колечка», с которым она никак не связана. Если орбита наклонена к экватору, то под ней плывут одна за другой разные страны мира. Как льдины в реке, когда смотришь на них с моста. А спутник, летающий по этой орбите, дом витке проходит над новыми местами.

И станция, и мы мчимся в космосе с огромной скоростью — восемь километров в секунду. Если с такой скоростью лететь на встречных курсах или даже наперерез друг другу, ничего хорошего не получится. Произойдёт не встреча, а столкновение, катастрофа. От страшного удара и наша ракета с космическим кораблём, и станция взорвутся, превратятся в огонь, дым, пар. От них не останется ни пылинки. С Земли увидят лишь быстро тающее облачко раскалённых газов.

Поэтому главное условие успешной встречи — надо лететь в одну и ту же сторону, на параллельных курсах.