В мире занимательных фактов
Шрифт:
ЧЕЛОВЕК И КОСМОС
Почти за полвека до начала космической эры — запуска первого в мире искусственного спутника Земли — скромный калужский учитель и гениальный ученый К- Э. Циолковский создал теорию реактивного движения и ракетной техники, наметил примерные пути, по которым будет вестись покорение космоса. Его предсказания сейчас осуществляются на практике.
Сила притяжения Земли во все времена вставала непреодолимой преградой гордой мечте человека о выходе в космос. Содружество науки и техники XX века, их быстрое развитие по пути прогресса позволили разорвать узлы земного притяжения. Ученые нашли, что если снаряду придать скорость 7,9 километра
Была найдена величина и второй космической скорости— 11,2 километра в секунду. При ней снаряд уже полностью освобождается от силы притяжения Земли и уходит во внешнее пространство. Поэтому такая скорость в космонавтике называется иначе «скоростью освобождения».
Существует и третья космическая скорость—16,7 километра в секунду.
Замечательно то, что человек, выходя в космос, подчиняет себе космические силы притяжения, учится управлять ими и ставит их себе на службу. В известном смысле космические корабли наших дней получили вполне правильное название, так как они «плавают» в полях притяжения тех или иных небесных тел: «лунники»— в полях притяжения Земли и Луны, космическая астролаборатория «Марс-1» — Земли, Солнца и Марса. Плавают они, конечно, не без «руля и ветрил», а умело используя эти поля. Для этого космическому кораблю при помощи двигателей нужно только выполнять кратковременные навигационные маневры, расходуя немного топлива. Проводя эти маневры, штурманы будущих межпланетных кораблей смогут сами направить их в полет по любым дорогам Вселенной.
Колоссальную работу придется выполнить механикам и математикам для составления космических лоцманских карт и таблиц, и здесь громадную помощь окажут человеку вычислительные кибернетические машины.
Мы часто говорим о космосе, понимая под этим словом «внеземные пределы». А знаете ли вы, что границы космоса очень условны и их определение зависит от того, с точки зрения какой науки подходить к ним?
Для астрофизики и геофизики (физических наук, изучающих Вселенную и Землю как планету) космос начинается на высоте около тысячи километров над поверхностью Земли. Это высота, до которой доходят крайние зоны полярных сияний.
С точки зрения всем нам знакомой физики, граница космоса проходит в 200 километрах над Землей, а биологи считают, что космос начинается там, где невозможно поддерживать жизнь иначе, как в герметически закрытой кабине с искусственно создаваемой газовой средой, то есть на высоте всего лишь 16 километров.
Выводя искусственные спутники и корабли в космос, советские ученые одержали немало замечательных побед. Для обеспечения безопасности полетов изобретены машины, считающие и «думающие» во много раз быстрее человека, созданы новые сплавы, способные выдерживать фантастические температуры, открыты неизвестные ранее виды топлива.
Изучая состав топлива для ракет, химики получили попутно новые лекарства. Освоение космоса далеко раздвигает возможности метеорологической службы Земли. Не за горами использование искусственных спутников для сверхдальней космической связи и организации мирового телевидения.
Долгое время под межпланетной средой подразумевали абсолютную пустоту. Однако это оказалось неправильным. Спутники и ракеты подняли приборы на недоступные когда-то высоты. Изучая показания приборов, ученые выяснили, что в межпланетной среде присутствует рассеянный газ. На высоте 1 500 километров, где еще сказывается влияние земной атмосферы, в каждом кубическом сантиметре можно насчитать примерно 1 000 газовых частиц, на высоте 2 000 километров концентрация частиц в полтора раза меньше, и такой она остается до высоты около 22 тысяч километров. В 110–150 тысячах километров от Земли в каждом кубическом сантиметре находится 300–400 газовых единиц.
Примерно в 100 тысячах километров от нашей планеты существует микрометеоритное облако, окружающее Землю. Облако это очень разрежено.
Метеорные тела, мчащиеся со скоростью 20–40 километров в секунду, представляют опасность для космических кораблей. При их встрече происходит взрыв, так как при столь огромной скорости энергия частицы мгновенно расходуется на разрушение связей твердого тела и превращение его в сжатый газ. Такой взрыв от столкновения с мелкой частицей оставит лишь «оспину»— маленькую выщербину на оболочке ракеты. Гораздо хуже будет обстоять дело при встрече корабля с крупным метеором.
Ученые давно занимаются этим вопросом. При помощи радиолокационных наблюдений, а также регистрации столкновений мельчайших метеоритов с космическими кораблями они довольно точно подсчитали количество метеорных частиц в межпланетном пространстве и выяснили, что опасность для космонавтов с этой стороны не велика. Так, если предположить, что корабль предназначен для длительного полета и его поверхность равна 100 квадратным метрам, то метеорные тела, способные пробить двухмиллиметровую оболочку из алюминия, будут попадать в корабль в среднем один раз в год. Более крупные метеориты, массой в грамм, столкновение с которыми вызывает взрыв, по силе равный взрыву ручной гранаты, будут встречаться очень редко — один раз в несколько сот лет.
Достаточно прочная оболочка, хотя бы такого типа, как защита космического корабля «Восток», является вполне надежной гарантией безопасности космонавта.
Дальнейшее изучение путей сгущений «роев» метеорных тел в солнечной системе дает возможность ученым составить космические карты-лоции, в которых будут обозначены более опасные зоны, чтобы космонавты смогли совершать свои далекие путешествия, минуя угрожающие их кораблям местности Вселенной.
Каждый знает, что подброшенный в воздух камешек кувыркается. Точно так же будет беспорядочно вращаться вокруг центра тяжести и космический летательный аппарат после отделения от последней ступени ракеты-носителя. И если на первых порах освоения космоса, когда запускались искусственные спутники Земли, с этим еще можно было мириться, то в дальнейшем такое беспорядочное вращение стало серьезной помехой.
Так, если бы система ориентации, установленная на борту автоматической межпланетной станции, облетавшей Луну, не удерживала станцию в определенном положении в течение 40 минут, пока шла съемка лунной поверхности, наверное, этот эксперимент окончился бы неудачей. Еще более важна система ориентации для космических кораблей, возвращающихся из полета по орбите на Землю. Ведь прежде чем начать спуск, надо развернуть корабль силами тормозных двигателей и очень точно удерживать его в нужном направлении. Погрешность только в одну шестидесятую долю градуса при ориентации «носа» корабля по отношению к Земле приводит к отклонению от точки приземления на 50–60 километров.
Надежная система ориентации в советских космических кораблях основана на том, что чувствительные приемники световых лучей — фотоэлементы, распределенные по поверхности космического корабля, улавливают свет определенного ориентира (в качестве маяков могут служить Земля, Луна, Солнце, звезды) и посылают сигналы в блок электронной аппаратуры. Там эти сигналы преобразуются в команды на включение небольших двигателей, разворачивающих корпус космического корабля в нужном направлении.
На всех шести космических кораблях «Восток», кроме автоматической системы ориентации, была предусмотрена возможность разворачивать корабли и с помощью ручного управления двигателями.