Искусственный спутник Земли
Шрифт:
Рис. 19. Пассажирская ракета-спутник.
Каюта ракеты должна быть оборудована в соответствии с условиями космического полета. В частности, в ней будут окна, сквозь которые путешественники смогут вести различные наблюдения. По своей конструкции окна сходны с иллюминаторами. В случае необходимости их можно будет прикрыть внешней металлической заслонкой. Возможно, что некоторые из окон будут напоминать перископ подводной лодки.
Для
Для того чтобы путешественники не погибли уже в начале полета, ускорение ракеты не должно быть чрезмерно большим. Человек, как и все другие живые существа, может перенести любую скорость без каких бы то ни было особых ощущений. Так, например, вместе с Землей мы несемся по ее орбите со скоростью 30
Другое дело с ускорением — величиной, характеризующей изменение скорости в единицу времени. Увеличение ускорения человек воспринимает как увеличение собственного веса, поскольку при движении с ускорением вверх давление человека на опору будет больше, чем в обычных условиях. Возможности человека переносить движение с повышенным ускорением весьма ограничены.
Если в мире животных есть рекордсмены (например, рыжие тараканы, свободно выдерживающие трехсоткратное увеличение собственного веса), то для человека ускорение, в 5–6 раз превышающее нормальное, вызывает неприятные болезненные ощущения. Появляется тяжесть в голове, нарушается кровообращение, возникает кровотечение из ушей и носа, а при очень больших перегрузках человек теряет сознание, и наступает смерть.
Интересны опыты, проделанные над человеком и животными с целью выяснения влияния перегрузки. Обычно для создания повышенной тяжести используются центробежные машины.
Они напоминают известный аттракцион «колесо смеха». Чем быстрее вращается центробежная машина, тем сильнее прижимаются испытуемые существа к ее стенкам, тем большую нагрузку они испытывают.
Опыты над собаками показали, что последние легко выдерживают 80-кратную нагрузку в течение пяти минут. При 98-кратной нагрузке, продолжавшейся более пяти минут, животные погибали от анемии мозга, легких и сердечной мышцы.
Летчикам, летавшим на пикирующих бомбардировщиках, при выходе из пике приходилось испытывать 6–7-кратное увеличение собственного веса. Известен случай, когда пожарный, прыгнувший с высоты 25 м на холст, испытал в момент своего падения на холст ускорение в 24 раза больше нормального. Наконец, недавно на испытании ракетных саней в Нью-Мексико (США) один из водителей перенес, правда почти мгновенную, 45-кратную перегрузку!
Все это, конечно, исключительные случаи. Пределом возможностей обычного нетренированного человека следует считать 4-кратное увеличение веса. При большей перегрузке возникают, как правило, нежелательные болезненные явления. Разумеется этот предел можно увеличить специальной тренировкой. Вот почему большое значение могли бы иметь спортивные соревнования на выносливость в условиях повышенной тяжести.
Таким образом, при взлете пассажирской ракеты с Земли ее ускорение не должно быть
Принимая скорость вытекания газов равной 4
Как видите, неспособность человеческого организма к перенесению больших ускорений порождает значительные конструктивные трудности. Их можно преодолеть применением многоступенчатой ракеты и, с другой стороны, увеличением скорости истечения газов с.
Допустим, что трудности преодолены, пассажирская ракета взлетела с Земли и перешла на круговую орбиту. Кстати сказать, управление ракетой может быть двояким: или она пилотируется пассажирами, или ею управляют по радио с Земли. Между прочим, нечто похожее было сделано недавно на Земле. Из США в Англию перелетел самолет, управляемый по радио, на борту которого находились пассажиры.
Итак, круговая скорость достигнута! Двигатель ракеты выключается, и последняя вместе со своими пассажирами превращается в искусственный спутник Земли. В этот момент на смену усиленной тяжести, которую пассажиры испытывали при взлете, приходит удивительное, ни с чем не сравнимое состояние невесомости.
Чем же вызвана эта неожиданная перемена? Разве Земля перестала притягивать ракету и ее пассажиров?
Вес тела имеет два проявления: как давление на опору и как сила, сообщающая телу ускорение при падении на Землю. В очень многих случаях обе силы одинаковы по своей величине. Так, например, книга, положенная на стол, будет давить на поверхность стола с такой же по величине силой, с какой Земля притягивает ее к себе. Но может быть и иначе.
Представьте себе человека, опускающегося в лифте (рис. 20). Пусть лифт движется вниз с некоторым ускорением а, тогда давление человека на пол лифта будет равно его массе m, помноженной на разность ускорений g–а, где g — ускорение силы тяжести (9,8
Рис. 20. Невесомость в падающем лифте.
Увеличение или уменьшение собственного веса при движении в лифте каждый из нас ощущал. Когда лифт начинает подниматься, нас прижимает к полу увеличившаяся тяжесть. Наоборот, при резком опускании лифта у нас «дух захватывает» — мы становимся легче, Подобное облегчение можно испытать и при скатывании с горы, при прыжках с трамплина.