Эта удивительная подушка
Шрифт:
Космонавтике могут с успехом служить и воздушные шары. По одному из проектов предполагалось вывести с их помощью в преддверье космоса испытательную лабораторию для тренировки космонавтов и проверки оборудования. Группа из десяти космонавтов могла бы находиться на высоте тридцати километров несколько дней, подъем на эту высоту должен осуществляться с помощью стратосферного «поезда» из двух гигантских аэростатов.
Проек'г использования такого «поезда» рассматривался в США для испытаний аппарата, предназначенного для мягкой посадки на Марс. С высоты тридцати шести километров испытуемый посадочный аппарат устремится к Земле с огромной скоростью — более трех тысяч километров в час, которую он приобретает с помощью ракетного двигателя.
Воздушная подушка может быть применена и для исследования Венеры. Так как Венера обладает, в отличие от Марса, сверхплотной атмосферой, как это было открыто советскими автоматическими межпланетными станциями, то возможно ее изучение с помощью дрейфующих в ней аэростатов с научной аппаратурой. Польза от таких аэростатов несомненна, ведь они находились бы в атмосфере Венеры гораздо дольше, чем спускаемые аппараты советских «Венер», до сотен суток. Исследования подобных венерианских шаров-зондов ведутся, их создание и запуск на Венеру очень сложны.
Венера подождет, но вокруг Земли по орбитам спутников мчалось уже немало космических пузырей.
Аэростаты в космосе?! Но ведь там нет воздуха, царит глубочайший вакуум, а разве можно создать летательный аппарат легче… вакуума?!
Этого действительно сделать нельзя. Но роль воздуха в данном случае с успехом играет небесная механика, законы движения тел в поле тяготения. Летают же вокруг Земли искусственные спутники, да и Луна тоже, а они потяжелее аэростата. Если сообщить ему нужную скорость, то и он станет спутником.
Создание космических пузырей — надувных искусственных спутников Земли — позволило использовать одно из свойств воздушной подушки: при выводе в космос она занимает скромное место под обтекателем ракеты-носителя, а на орбите превращается в огромный шар.
Но зачем нужен пустой шар из тончайшей пленки на околоземной орбите? Оказывается, для самых разных научных целей.
Как ни разрежена атмосфера на высотах в сотни километров, она все же там есть и, значит, оказывает сопротивление искусственным спутникам, заставляя их постепенно снижаться, пока наконец они не сгорают, попадая в плотную атмосферу. Какова плотность воздуха на огромных, космических высотах? Какое сопротивление он оказывает движущемуся в нем телу? Дать ответ на столь важные для науки вопросы помогли космические пузыри, их первые запуски в космос преследовали главным образом эту цель. На большом легком шаре сопротивление воздуха сказывается особенно сильно. Следя за движением шара — яркой точки на ночном небе, можно установить, как быстро он снижается и, значит, каково сопротивление воздуха там, где движется шар.
Иногда шар покрывают тончайшим слоем алюминия, делая поверхность пузыря зеркальной. Так поступают, чтобы лучше видеть шар с помощью радиолокатора, когда движение его должно измеряться точно, а также днем. Например, если спутник-пузырь служит для целей геодезии, то есть точного определения расстояний между разными пунктами на Земле. Шар, скользящий высоко в небе, служит точным «метром» для измерения Земли! А также в тех случаях, когда шар используется для передачи, ретрансляции радиосигналов. Радиолуч, посланный с Земли, хорошо отражается от металлизованной поверхности шара и может быть принят как радиоэхо в точках земной поверхности, далеко отстоящих от станции, пославшей луч.
Подобные радиоретрансляционные спутники, запускавшиеся в США, получили название «Эхо». С их помощью было проведено много важных научных исследований, в которых приняли участие и советские ученые.
Синтетическая пленка, из которой изготовляется шар, имеет ничтожную толщину, около сотой доли миллиметра, а слой алюминия на ней еще вдвое тоньше. При запуске с Земли оболочка упаковывается в контейнер размером чуть больше полуметра, и только на орбите превращается в огромный шар — гигантский мыльный пузырь в космосе. Есть и проекты выдувания подобных пузырей прямо в космосе.
В космосе все не похоже на Землю и надувается шар тоже не так, как обычные земные аэростаты. Воздуха в шаре почти нет, только тот, что был внутри упакованной оболочки. Надувает шар твердое вещество. Внутрь оболочки закладывается немного кристаллов, которые потом, в космосе, под действием солнечных лучей начинают испаряться, возгоняться. Понемногу шар надувается образующимися парами. Происходит это медленно, полностью шар надувается за несколько часов, а вначале — даже за десять суток! Давление внутри шара крайне мало, в десятки и сотни тысяч раз меньше атмосферного. Больше и не надо, ведь снаружи — вакуум. Вот какой необычный космический пузырь…
Космос вовсе не пуст, его пронизывают, в частности, мельчайшие частички вещества — микрометеориты. Под их ударами и под влиянием других воздействий космоса шар постепенно теряет свои идеальные очертания и становится бесформенным. Однако это происходит, как показал опыт, не быстро — первый спутник «Эхо» просуществовал на орбите почти восемь лет, а его отражательная способность снизилась всего на два процента. Он совершил за это время более тридцати пяти с половиной тысяч оборотов вокруг Земли и прошел путь более полутора миллиардов километров!
Ученые ищут средства удлинения срока жизни космических пузырей для ретрансляции радиопередач. Одно из предложений оказалось совершенно неожиданным: если именно оболочка шара выходит из строя, то — долой оболочку! Но что же тогда останется от шара?!
Опыт показал полную осуществимость оригинальной идеи. На оболочку шара натягивается тончайшая металлическая сетка, а затем, в космосе, когда шар надувается, оболочка… исчезает! Она изготовляется из синтетической пленки, испаряющейся под действием ультрафиолетовых лучей Солнца. Похожую пленку пытаются, кстати, использовать теперь и для обычной упаковки продуктов, иначе отходы пленки грозят буквально затопить нашу планету! Когда пленка испарится, то по орбите будет мчаться лишь шарообразная проволочная сетка, которая, собственно, и нужна в качестве радиоантенны — отражателя сигналов. Такой ажурный шар не боится, конечно, микрометеоритов, разреженная атмосфера оказывает ничтожное сопротивление его движению, меньше сказывается и давление солнечных лучей. Значит, и работать на орбите этот необычный ретранслятор будет дольше.
Специалисты в области космонавтики видят большие перспективы применения надувных сооружений в космосе и разрабатывают различные их проекты. Вполне можно говорить о зарождении небывалой «подушечной» космической архитектуры. В будущем, вероятно, в космическом пространстве и на поверхности небесных тел появится немало пневматических надувных конструкций.
Всегда найдут применение простейшие по форме сооружения — сферические, уже знакомые нам космические пузыри. Их назначение будет становиться все более разнообразным.