Сказка о том, как русские, немцы и американцы мечтали о ракете

 

– Когда усталость и суета захлестывают меня с головой, то я выхожу под ночное небо и смотрю на звёзды. И они сразу успокаивают меня, помогают расставить жизненные приоритеты. Многие тревоги оказываются пустяками… Вот такая звёздная психотерапия… – Сидевшая в кресле Дзинтара замолчала.

Галатея в пижаме соскочила с постели и широко распахнула окно детской спальни, которое выходило в сад. Над деревьями висела четвертинка луны и сверкала стая крупных звёзд. Девочка уставилась на звёзды и замерла. Наступила тишина, подчёркнутая цикадным стрекотом. Звёзды мерцали, окружая девочку, и в какой‑то момент они перестали быть просто огоньками на плоском фоне. Небо стало объёмным и распахнулось. Крупные звёзды приблизились – рукой подать, а звёздочки поменьше отдалились в галактический горизонт, в неимоверную глубину, от одного взгляда в которую начинала кружиться голова и восторженно стучать сердце.

– Какой он большой, этот космос! – потрясённо сказала Галатея. – Какой он странный!

– Космос поднимает людей над земными проблемами, заставляя их мечтать. Он действует на всех, кто смотрит на небо, но иногда он потрясает человека настолько сильно, что тем овладевает фантастическая мечта о полёте к звёздам. И он посвящает жизнь этой мечте!

– Ну хорошо, захотел человек полететь в космос, а ракет ещё нет, что же он может сделать? – удивился Андрей.

– Самую сильную мечту ничто не останавит. Именно так и были созданы первые ракеты. Ещё в семнадцатом веке Ньютон рассчитал, что если сказочный богатырь бросит яблоко со скоростью восемь километров в секунду (её называют первой космической скоростью), то оно вылетит в космос и станет искусственным спутником Земли – то есть будет летать в космосе не падая!

– Да где же найти такого богатыря?! – взмахнула руками Галатея.

– Верно, – согласилась Дзинтара, – красивая идея Ньютона оставалась умозрительной целых триста лет: для запуска космического спутника никак не могли найти подходящего силача.

Самыми быстрыми изделиями человеческих рук до двадцатого века были ядра, пули и снаряды. Обычно они вылетали из дула под давлением пороховых газов со скоростью несколько сот метров в секунду. Скорость снарядов дальнобойной немецкой пушки, которая обстреливала Париж во время Первой мировой войны, достигала двух километров в секунду – то есть была в четыре раза меньше первой космической скорости.

 

 

Но ничего быстрее пушечного снаряда никак не могли изобрести, и даже фантаст Жюль Верн в своём романе «Из пушки на Луну» описал космический полёт… пушечного снаряда, в котором находились люди. После чтения книги Верна многие захотели полететь в космос. Фантазия учёных шагнула дальше воображения писателя: они показали, что, придав достаточную скорость космическому аппарату, его можно вывести не только на орбиту вокруг Земли или отправить к Луне, но и послать к другим планетам.

Вот только как придать ему такую скорость?

Жюль‑верновская пушка для полётов в космос не годилась.

А что годится? Ау, богатырь!

На роль богатыря вызвалась ракета.

 

* * *

 

Константин Эдуардович Циолковский был очень интересным человеком: страстным изобретателем, учёным‑самоучкой, популяризатором науки. Да, и ещё – школьным учителем. Он доказывал, что в космос можно подняться с помощью РЕАКТИВНЫХ ракет. Циолковский записал уравнения для динамики ракеты с изменяющейся массой и выдвинул концепцию многоступенчатой ракеты.

– Постой, мама, – крикнула Галатея. – Как это – ракета с изменяющейся массой? Она что – худеет в космосе?

– Галатея, старинные ракеты несли с собой столько горючего, что, сжигая его, быстро становились всё легче и легче, – Андрей опередил мать и сам объяснил сестре новое понятие.

– А что такое многоступенчатая ракета? Она похожа на лестницу? – не отстала Галатея.

– Это просто ракета, которая сбрасывает пустые баки. Израсходовала горючее из нижней своей половины – и отстегнула её, чтобы не тащить на себе лишнюю тяжесть и лететь дальше налегке.

– Верно, – одобрила Дзинтара объяснения сына. – Все эти соображения Константин Эдуардович развил в своём классическом труде «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованном в 1903 году. Тогда ещё не было самолётов, а Циолковский уже мечтал о ракетах!

И он зажёг своей мечтой многих.

 

* * *

 

Книги мечтателей Жюля Верна и Циолковского стали толчком для мечтателей нового поколения, которые с энтузиазмом взялись за создание ракет.

В США ракетами стал заниматься Роберт Годдард.

В Германии – Герман Оберт, а потом его ученик Вернер фон Браун.

Во Франции создать ракету решил Робер Эсно‑Пельтри.

В СССР ракеты увлекли Сергея Королёва, Фридриха Цандера, Михаила Тихонравова и других инженеров.

Мечта – мечтой, но ракета оказалась машиной сложной и капризной. Для её создания понадобились немалые деньги. Правительство – это такой орган общества, который должен финансово поддерживать мечтателей, если они обещают сделать что‑то полезное для общества. К сожалению, правительство состоит из большого количества умных людей, которые думают и действуют очень по‑разному. Поэтому правительство как коллективный орган нередко страдает своеобразным слабоумием.

Поэтому судьба создателей ракет в разных государствах оказалась очень разной.

В Америке мечтатель Роберт Годдард не получил существенной поддержки ни от государства, ни от общества. В 1920 году «Нью‑Йорк таймс» высмеяла в редакционной статье абсурдные ракеты Годдарда – ведь в вакууме не от чего отталкиваться! – и заявила, что профессор не знает школьного курса динамики.

– Невежды часто обвиняют других в невежестве! – авторитетно заявил Андрей.

– Извините меня, а от чего действительно отталкиваются ракеты в пустоте, где нет воздуха? – прошептала смущённо Галатея.

– Ракета отталкивается от атмосферы, которую сама создает! – сказал Андрей. – Ведь ракетное топливо при сгорании превращается в газ – именно от него ракета и отталкивается! Так птицы отталкиваются от воздуха.

Галатея развела руками, пытаясь то ли расправить крылья, то ли измерить длину ракеты.

– Значит, ракета – это птица, которая носит с собой воздух для полета?

Дзинтара призадумалась над комментариями детей, но возражать не стала и продолжила чтение:

– С 1926 года Годдард запускает небольшие ракеты, которые изготавливает в одиночку или с помощью немногочисленных помощников. В каждом запуске отрабатывались важные принципы управления ракетным полётом, но сама ракета взлетала невысоко – на пару километров. После очередного эксперимента Годдарда местная газетка разразилась ехидным заголовком: «Лунная ракета промахнулась на 380 тысяч километров!»

Так американцы, в том числе администрации пяти подряд президентов – Вильсона, Гардинга, Кулиджа, Гувера и Рузвельта, возглавлявших США в то время, фатально недооценили своего учёного, который мог бы возглавить национальную ракетную программу. В результате американское ракетостроение не получило должного развития до середины сороковых годов.

Мечтатель Робер Эсно‑Пельтри несколько лет безуспешно пытался привлечь внимание французского правительства к ракетной технике, а потом начал экспериментировать сам. В результате взрыва потерял четыре пальца на левой руке. Получил всё‑таки небольшую субсидию и одного ассистента; благодаря этому разработал и испытал реактивный двигатель. Потом Франция была захвачена Германией, а Эсно‑Пельтри эмигрировал. Так умерла французская ракетная программа.

В Советском Союзе ракетами занимаются Королёв с Цандером, Тихонравовым и другими инженерами. Молодые ракетчики запускают свою первую ракету в 1933 году. К 1936 году Королёв с друзьями создает крылатые ракеты с пороховым и жидкостным двигателями, но его карьера ракетостроителя прерывается в 1938 году. Правительство оказалось неумным настолько, что Королёва арестовывают по ложному обвинению и отправляют на золотые прииски Колымы. Сергей Павлович Королёв чудом выживает в сталинских лагерях, но до конца войны он уже не занимается космическими ракетами.

Так советское правительство чуть не убило гениального учёного, который мог активно развивать национальную ракетную программу. Развитие ракетостроения в СССР было задержано на десятилетие.

Фон Браун, частично опираясь на известные ему результаты Роберта Годдарда, запустил первые ракеты одновременно с Королёвым. Потом их пути разошлись: заключенный Королёв отправился в тюрьму, а 25‑летний аристократ, барон Вернер фон Браун, состоявший в родстве с несколькими королевскими династиями, включая Карла Великого, был поддержан правительством гитлеровской Германии и стал главой ракетного центра. Через пять лет Вернер Браун создал первую в истории баллистическую (или суборбитальную) ракету «Фау‑2» с дальностью в 320 км, сумевшую взлететь на высоту в 190 км.

Немецкая ракетная программа вырвалась вперёд. Германия наладила серийный выпуск баллистических ракет – и три тысячи «Фау‑2», каждая из которых несла тонну взрывчатки, были выпущены немцами по Лондону, Антверпену, Парижу, Маастрихту и другим городам. Для производства самых передовых ракет в мире режим Гитлера использовал труд рабов. На фабриках по производству «Фау‑2» умерли десятки тысяч узников концлагерей. А вот от взрывов запущенных «Фау‑2» людей погибло гораздо меньше, так что ракеты фон Брауна не оказали на ход войны существенного воздействия.

– Как им было не стыдно приказывать делать эти ужасные ракеты! – покачала головой Галатея.

Дзинтара грустно добавила:

– Ракеты возникли из мечты человека о космических полётах, но правительства разных стран единодушно финансировали лишь военное применение ракет. Мнение самих учёных и инженеров не принималось в расчёт. Фон Браун, узнав о ракетном ударе по Лондону, с горечью сказал: «Мои ракеты приземлились не на ту планету». Самого же ученого гестапо арестовало из‑за доноса, что фон Браун и его инженеры в своих разговорах сожалеют о том, что занимаются созданием военных, а не исследовательских ракет. Действительно, в кругу своих коллег фон Браун заявлял, что ему «наплевать на победу фюрера» и что «лично ему нужна Луна». Но мечты барона фон Брауна власти Германии тоже игнорировали.

Конец войны принёс существенные изменения в расстановку сил в мировой космонавтике: в 1945 году немецкая ракетная программа скончалась вместе с нацистским рейхом. В этом же году в Америке умер Годдард, а в Европе фон Браун сдался в плен войскам США вместе с полусотней ведущих ракетных инженеров. Американцы вывезли в США и сотню готовых ракет «Фау‑2».

Власти СССР освобождают Королёва, велят надеть форму капитана артиллерии и посылают изучить ракеты «Фау‑2», захваченные советскими войсками на немецком ракетном полигоне Пенемюнде.

– А зачем ему велели надеть форму капитана? – спросила Галатея.

– Просто сержанта или лейтенанта никто слушаться не будет! – авторитетно пояснил Андрей.

– Немецкие трофеи доказали и русским, и американским военным перспективность ракетной техники. Военные обеих стран решили заставить космических мечтателей создать боевую ракету, которая могла бы перебросить через океан атомную бомбу. Конечно, каждая страна захотела первой создать космическое оружие – и на такую задачу правительства денег не пожалели. Началась гонка между американскими инженерами, включая фон Брауна, и советскими ракетчиками (вместе с той частью немецких специалистов, которые попали в СССР).

В СССР бывший заключённый Королёв изучает старые «Фау‑2» и создаёт новые ракеты, пользуясь щедрой поддержкой правительства. Королёв быстро делает следующий шаг по сравнению с ракетами фон Брауна и создает красивую многоступенчатую ракету. Королёв взял и сложил пять отдельных ракет в пучок – одна в центре и четыре по краям. Четыре боковые ракеты сжигали топливо и отсоединялись, выталкивая центральную часть всё выше и выше. Именно центральная ракета выводила свою верхнюю часть на орбиту вокруг Земли.

А в США барон и бывший нацист фон Браун не находит достаточной поддержки. Его работа тормозится. Правительство предпочитает финансировать альтернативную ракетную программу военно‑морского флота США.

В августе 1957 года Королёв успешно испытывает новую ракету‑носитель под обозначением «Р‑7», или, как прозвали её ласково, «семёрка». Военные были счастливы – у них есть желанная ракета! Королёв, набравший весомый авторитет, не забывает о своих космических мечтах и предлагает запустить с помощью созданной боевой ракеты вполне мирный спутник Земли. Правительство соглашается.

4 октября этого же года в СССР с помощью ракеты «Р‑7» запускается в космос первый искусственный спутник Земли. Неожиданно для политиков планетарный резонанс от этого мирного запуска оказался оглушительным.

 

* * *

 

Стивен Кинг, известный американский писатель, вспоминает, что в этот вечер он, ещё школьник, сидел в кинотеатре. Вдруг фильм прервали, включили свет и сообщили зрителям, что русские запустили спутник, который летает сейчас над Америкой и вообще над всем миром.

Когда свет выключили и фильм возобновили, интерес зрителей к кино полностью пропал. У всех возникло ощущение если не конца света, то конца старой эпохи.

В английском языке появилось новое слово – sputnik.

 

* * *

 

Появление советского спутника массой свыше восьмидесяти килограммов – прямо над головой американских конгрессменов! – произвело на них эффект гораздо больший, чем взрыв реальной бомбы того же веса.

Бум!

Не успели члены администрации Эйзенхауэра опомниться, как…

БУМ!!!

…и через месяц после первого спутника над Капитолием промчался второй русский спутник весом более полутонны, с живой собакой Лайкой на борту.

В правительстве США началась настоящая паника. Известный американский историк Бурстин писал о реакции в Америке на первый советский спутник: «Никогда ещё столь малый и столь безобидный объект не вызывал такого ужаса».

Американские ракетчики и учёные мгновенно стали персонами номер один, а ракетные программы США были предельно ускорены. Пытаясь догнать СССР, сделавший научно‑технический рывок и первым вышедший в космос, в 1958 году США создаёт космическое агентство НАСА, военно‑научное агентство ДАРПА, а также запускает программу поощрения образования в стратегически важных науках. Запуск первого спутника стал катализатором научно‑технической революции во второй половине XX века. Некоторые историки полагают, что запуск спутника стал главным событием двадцатого века и оказал на жизнь человечества наибольшее влияние.

Фон Браун по‑прежнему не пользуется поддержкой в правительстве, поэтому первый контракт на запуск искусственного спутника Земли правительство США отдало военным морякам. В декабре 1957 года, при попытке выведения на орбиту спутника весом чуть больше килограмма, десятитонная флотская ракета «Авангард» взорвалась, оторвавшись от земли лишь на метр.

Тогда правительство США, наступив на горло национальным чувствам (или предрассудкам?), разрешило запуск спутника группе «чужака» фон Брауна.

1 февраля 1958 года фон Браун успешно запускает первый американский спутник «Эксплорер», весом в четырнадцать килограммов. Новый спутник Земли, снабжённый научными приборами, открывает радиационный пояс вокруг нашей планеты.

 

* * *

 

Правительства СССР и США осознали, что национальный престиж может быть достигнут не только через кровавые военные победы, но и с помощью запусков мирных ракет и научных спутников. Благодаря общественному вниманию космические проекты получили могучий импульс.

Между СССР и США развернулась настоящая космическая гонка.

В 1958 году США выводят на орбиту первый спутник связи.

В 1959 году советские аппараты достигают Луны и фотографируют её обратную сторону.

В 1960 году США запускает первый разведывательный спутник и метеоспутник с телекамерой.

В 1961 году СССР отправляет межпланетную станцию к Венере.

Выводя спутники в космос и совершенствуя ракетные технологии, обе страны спешно готовятся к запуску человека на орбиту.

Темп международной гонки был настолько высок, что первый отряд советских космонавтов подготовили к полёту всего за год.

Королёв торопился – по агентурным данным, Америка весной 1961 года готовит пилотируемый полёт.

Русские успели первыми: 12 апреля 1961 года СССР запускает в космос ПЕРВОГО в истории человечества космонавта – Юрия Гагарина. Максимальная высота орбиты первого пилотируемого корабля – 328 км, минимальная – 178 км.

Это был ещё один грандиозный успех советской космической программы, который произвел на весь мир огромное впечатление. До сих пор в США и в десятках других стран 12 апреля широко празднуется «Yuri’s Night» – «Ночь Юрия».

Спустя три недели США тоже запускает в космос человека – 5 мая 1961 года американец Алан Шепард на ракете «Редстоун», разработанной группой фон Брауна, совершает суборбитальный полёт – то есть полёт без совершения полного витка вокруг Земли. Максимальная высота полёта – 187 км.

В августе этого же года второй советский космонавт, Герман Титов, совершает суточный полёт вокруг Земли.

20 февраля 1962 года американец Джон Гленн на ракете «Атлас», разработанной фирмой «Локхид‑Мартин», совершает первый в истории США полноценный орбитальный полёт.

Американцы понимают, что они значительно отстают от русских, – и это служит сильнейшим стимулом для дальнейшего развития американской космонавтики. Фон Браун не забывает своей мечты о Луне. Америка хочет взять реванш в соревновании с советской космонавтикой, поэтому президент Джон Кеннеди объявляет приоритетной программу «Аполлон» с задачей послать космонавтов на Луну. Такой сложнейшей задачи ещё никто в мире решить не мог.

 

* * *

 

Президент Кеннеди встречается с фон Брауном, обсуждает с ним планы достижения Луны. Для программы «Аполлон» группой фон Брауна была в короткий срок создана самая мощная ракета двадцатого века – «Сатурн‑5», весящая три тысячи тонн и выводящая на околоземную орбиту космический корабль весом в сто сорок тонн. С помощью этой ракеты корабль «Аполлон‑11» с тремя американскими астронавтами достиг Луны, и двое исследователей – Нил Армстронг и Эдвин Олдрин – 21 июля 1969 года ступили на её поверхность.

Весь мир, затаив дыхание, смотрел прямую телетрансляцию с Луны, как человек, впервые в истории, шагает по поверхности нашего спутника.

– Это так удивительно, – сказала Галатея, глядя на луну, висящую над садом. – Словно кто‑то прошёл по радуге или облаку.

Дзинтара кивнула:

– Это был мощный рывок американской космонавтики. В пилотируемой лунной программе советские инженеры отстали. Среди них уже не было Королёва, который умер в 1966 году. Всего в двадцатом веке на Луне побывало шесть американских экспедиций, и на поверхность естественного спутника Земли высадились двенадцать астронавтов США. Заключительная экспедиция состоялась в декабре 1972 года. Только из последнего путешествия астронавты привезли на Землю сто десять килограммов лунного грунта. Фон Браун исполнил свою мечту – его ракеты побывали на Луне. К сожалению, добившись престижного успеха, правительство США решило свернуть дорогостоящую лунную программу и велело НАСА заняться созданием многоразовых космических кораблей, которые захотели иметь военные.

Возмущённый фон Браун ушёл в отставку.

 

* * *

 

Советский Союз, потерпев неудачу с испытанием тяжёлой ракеты для лунной программы, ответил на американскую пилотируемую программу «Аполлон» посылкой на Луну серии автоматических станций и управляемых роботов. Первый раз СССР осуществил возврат лунного грунта на Землю с помощью автоматического аппарата в 1970 году. Самоходные телеуправляемые «Луноходы» были доставлены на Луну в 1970 и 1973 годах и проявили себя превосходно. В эти же годы СССР сосредоточился на создании орбитальной станции, накапливая бесценный опыт длительного пребывания человека в космическом пространстве. Десятилетия спустя создание орбитальных станций стало главным направлением в пилотируемой космонавтике, в то время как многоразовые космические корабли, разработанные в США, оказались слишком дорогими и ненадёжными.

 

 

Советские проекты отправки автоматов на Луну не получили в двадцатом веке дальнейшего развития и были остановлены вместе с американской лунной программой – а жаль, потому что они были очень перспективными. Вскоре в исследовании планет наступила эра роботов‑разведчиков.

– Так кто же победил в космической гонке? – полюбопытствовала Галатея.

Дзинтара ответила:

– Все участники этой гонки победили, потому что приобрели бесценный опыт в ракетостроении. Позже космическую гонку сменило космическое сотрудничество – например, несколько стран сообща построили крупнейшую орбитальную станцию.

– Молодцы! – одобрила космическую интернациональную дружбу Галатея.

Дзинтара задумчиво сказала:

– Космическая эра началась с несбыточной мечты мыслителей‑одиночек, но обрела реальность через военные заказы. Потом случилось неожиданное – боевые атомные ракеты, ради которых правительства давали деньги космическим мечтателям, оказались людям неинтересны. Зато людей поразили и восхитили первый искусственный спутник и первый космонавт; первые люди, высадившиеся на Луну, а также космические пейзажи, которые транслируют на Землю орбитальные телескопы и роботы, высадившиеся на Луну и Марс, на Венеру и Титан.

Военные хитрецы думали, что это они эксплуатируют космических мечтателей, заставляя их работать над новым оружием. На самом деле мечта победила войну, сделала генералов с их агрессивными намерениями средством для мирной исторической цели: изучения и освоения космоса. Неиспользованные боевые ракеты сотнями списывались и резались на куски, а пилотируемые космические полёты и научные межпланетные станции неизменно оказывались в центре внимания всех людей, потому что все люди любят смотреть на звёзды.

Космические мечтатели не сомневаются: будущее человечества – на дороге к звёздам. А мы‑то с вами знаем, что мечтатели всегда правы…

 

Примечания для любопытных

 

Жюль Верн (1828–1905) – французский писатель‑фантаст, популяризатор науки. Миллионы людей увлеклись наукой и космосом именно после чтения его романов.

Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935) – российский мыслитель и популяризатор науки. Пропагандировал идею полётов в космос с помощью реактивных ракет. Выдвинул концепцию многоступенчатой ракеты. Опубликовал в 1903 году классическую книгу «Исследование мировых пространств реактивными приборами».

Робер Эсно‑Пельтри (1881–1957) – французский пионер космонавтики, автор работы «Исследование верхних слоев атмосферы при помощи ракеты и возможность межпланетных сообщений» (1928), разработчик реактивного двигателя с тягой в 126 килограммов (1937).

Роберт Годдард (1882–1945) – американский пионер ракетостроения. В 1914 году запатентовал многоступенчатую ракету и ракету на жидком топливе. В 1919 году опубликовал классическую монографию о ракетах, способных взлетать на большие высоты: «Метод достижения экстремальных высот». Запустил первую ракету на жидком топливе в 1926 году. Вместе со своей группой до 1941 года запустил 34 ракеты. Максимальная достигнутая высота – 2,7 км.

Фридрих Артурович Цандер (1887–1933) – российский и советский изобретатель и разработчик ракет. Мечтал о полёте на Марс.

Михаил Клавдиевич Тихонравов (1900–1974) – советский конструктор космической техники, разработавший первую ракету 1933 года.

Сергей Павлович Королёв (1907–1966) – выдающийся конструктор ракет, возглавлявший в 1946–1966 годах космическую программу СССР. Руководил первым удачным запуском ракеты (1933), запуском первого спутника Земли (1957) и первого космонавта (1961). Создатель самой надёжной в мире ракеты‑носителя.

Вернер фон Браун (1912–1977) – выдающийся конструктор ракет; в 1937–1945 годах возглавлял немецкую ракетную программу, а с 1945 по 1972 год – участник и лидер американской ракетно‑космической программы. Ученик Германа Оберта (1894–1989), который в 1929 году демонстрировал своим студентам работающий жидкостный двигатель. Запуск первых ракет – 1932–1933 годы. Создатель первых суборбитальных ракет «Фау‑2» (1942), достигших в 1944 году высоты 188 км, и мощной ракеты‑носителя «Сатурн‑5», доставившей человека на Луну.

Юрий Алексеевич Гагарин (1934–1968) – лётчик‑космонавт СССР, первый человек, совершивший полёт в космическое пространство 12 апреля 1961 года на корабле «Восток‑1». Этот день объявлен в России Днём космонавтики и широко празднуется во всём мире.

Герман Титов (1935–2000) – второй человек, совершивший орбитальный полёт в космос. Продолжительность полёта составила 25 часов (17 оборотов вокруг Земли). Космический полёт Титов совершил в возрасте 25 лет, надолго став самым молодым космонавтом в истории.

Алан Шепард (1923–1998) – американский астронавт, первым в США совершивший суборбитальный полёт. Контрадмирал военно‑морских сил.

Джон Гленн (род. 1921) – первый американский астронавт, совершивший орбитальный космический полёт.

Радиационный пояс – скопление заряженных частиц солнечного ветра (протонов и электронов) вокруг планеты с магнитным полем. Мощные радиационные пояса есть у Земли и у всех планет‑гигантов.

Первая космическая скорость – скорость, необходимая для вывода на орбиту искусственного спутника. Для Земли она равна 7,9 км/сек. Вторая космическая скорость (или скорость убегания) – скорость вылета аппарата в межпланетное пространство (на орбиту вокруг Солнца). Для Земли эта скорость составляет 11,2 км/сек. Третья космическая скорость – скорость, необходимая для выхода в межзвёздное пространство. Минимальное значение третьей космической скорости для Земли – 16,6 км/сек.

 

Сказка о небесных механиках, заставивших планеты играть в футбол

 

– Среди тысяч светил на нашем небе есть семь особенно интересных – это планеты. Звёзды – безжизненные раскалённые сгустки плазмы, зато вокруг них часто вращаются гораздо более комфортабельные шарики, на которых жизнь возможна. Планеты Солнечной системы наиболее привлекательны для изучения – ведь, по крайней мере, на одной из них жизнь существует!

– Подтверждаю этот факт! – важно заявила Галатея.

– Как только астрономы доказали, что семь маленьких дисков, движущихся по небу, являются настоящими планетами – как и наша Земля, – то сразу возникли жгуче‑интересные вопросы: «Есть ли жизнь на Марсе? Растут ли джунгли на Венере? Похожи ли многочисленные спутники Юпитера и Сатурна на нашу сухую и безжизненную Луну или там кто‑нибудь живёт?»

– Да‑да, мама! – воскликнула Галатея. – Эти вопросы интересны не только астрономам, но и тем людям, кто ещё не успел стать астрономом!

– Земные телескопы мало помогали в изучении планет: даже на Марсе, который лучше всего виден с Земли, в телескоп различались лишь полярные шапки, а насчет остальных деталей – существования марсианских каналов или сезонных изменений цвета марсианской растительности – велись ожесточённые споры.

Дзинтара покачала головой:

– Мы, биологи, привыкли изучать живых существ, размещая их в поле зрения своих микроскопов. В этом смысле космобиологам не позавидуешь – они долгое время пытались изучать свои объекты издали, с помощью телескопов. Запуски космических аппаратов открыли возможность для прямого исследования поверхности планет‑соседей, о чём астрономы мечтали уже давно. Какая планета интереснее всего для исследований? Солнечная система содержит четвёрку внутренних небольших и твёрдых планет: Меркурий, Венера, Земля и Марс, и четвёрку внешних газовых планет‑гигантов: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

– В нашей системе есть ещё астероиды и кометы! – педантично уточнил Андрей.

Дзинтара кивнула.

– А что такое газовые планеты? – спросила Галатея, хитро прищурившись. – Они надуты газом, как воздушные шары?

– Нет, но эти планеты почти полностью состоят из водорода. Когда‑то его собралось так много, что он поймал себя в ловушку собственной гравитации и не смог улететь в космос из‑за своего поля тяжести. Так и образовались планеты, которые представляют собой вращающиеся шары из газа. Камни, падающие на такие планеты, проваливаются сквозь их мощную водородную атмосферу, потом попадают в океан из жидкого водорода и тонут в нём – и в конце концов собираются в небольшое каменное ядро, которое есть в центре каждой газовой планеты.

– Ага, значит, там всё‑таки есть твёрдая поверхность! – воскликнула Галатея.

– В центре этих газовых планет так жарко, что всё твёрдое, что туда попадает, быстро плавится. Но мы пока мало знаем о строении этих планет. В двадцатом веке русские и американцы запустили полсотни межпланетных научных аппаратов, и почти все они нацеливались на ближайшие к Земле планеты – на Венеру и Марс, потому что внешние планеты‑гиганты были слишком труднодоступны.

Земля сидит в середине гравитационной ямы, из которой так трудно выбираются спутники и космонавты. Солнце тоже окружено гравитационной ямой, ещё более глубокой и обширной. Чем дальше от Земли располагается внешняя планета, тем выше по склону гравитационной солнечной ямы приходится забираться аппарату‑исследователю.

Поэтому даже Юпитер, который в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, труднодостижим, что уж тут говорить о Нептуне, летающем на орбите в тридцать раз больше земной!

Но исследование внешних планет сулило самые невероятные открытия: ведь каждая из планет‑гигантов обладала целой системой спутников, а широкие и плоские кольца Сатурна сотни лет интриговали астрономов, являясь одним из самых загадочных объектов нашей планетной системы.

Отправка робота‑исследователя на самые окраины Солнечной системы требовала мощной ракеты‑носителя. Такие ракеты уже существовали, но любопытным планетологам они были не по карману.

Общество берёт у науки полными горстями, а отдает скупой щепотью.

Понимая, что много денег им не дадут, астрономы пошли на хитрость. Они решили, что договориться с древними богами легче, чем с современными бюрократами.

Учёные решили заставить могущественных античных богов, небесных гигантов – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – сыграть с ними в футбол. В качестве «мяча» должен был выступить космический аппарат весом в восемьсот килограммов. Вбросить «мяч» на космическое футбольное поле учёные предполагали с помощью недорогой ракеты среднего класса.

В 1977 году планеты располагались очень благоприятно – не с точки зрения мутной астрологии, а с точки зрения точной астродинамики. Поэтому учёные смогли рассчитать такую траекторию полета «мяча», чтобы Юпитер‑громовержец послушно пнул подлетающий к нему космический аппарат весом почти в тонну и направил его к Сатурну, покровителю земледелия. Сатурн должен был отфутболить «мяч» к Урану, властителю неба, а тот – отпасовать его к Нептуну, богу моря.

– А зачем? – полюбопытствовала Галатея.

– Каждая встреча аппарата‑«мяча» с очередной планетой‑гигантом не только добавляла скорости космическому роботу, но и изменяла направление его полёта в нужную сторону. Практически не затрачивая горючего, робот мог посетить четыре планеты подряд. Футбольная игра космических гигантов должна была сократить время полёта аппарата до Нептуна с тридцати лет до двенадцати!

Конечно, точно рассчитать такую сложную траекторию аппарата с помощью небесно‑механических уравнений Ньютона было исключительно трудно.

 

 

– Сам Ньютон не справился бы с этой задачей! – воскликнул Андрей.

Дзинтара утвердительно наклонила голову:

– Решить её можно было только с помощью современных компьютеров. Любая ошибка могла привести к тому, что аппарат отклонился бы от оптимального маршрута, и запасов топлива у его маневровых двигателей было бы недостаточно для исправления траектории.

На основе идеи «космического футбола» небесные механики разработали проект посылки двух одинаковых космических роботов. Один из них должен был исследовать Юпитер, Сатурн и Плутон, другой – сразу четыре планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Проект оценивался в семьсот пятьдесят миллионов долларов. Учёные очень надеялись, что на такой сравнительно недорогой космический проект им дадут денег.

Денег учёным, действительно, дали, но… в три раза меньше, чем они просили!

– Здравствуйте, приехали! – удивилась Галатея. – Это что, денег дали только на полдороги?

Дзинтара невозмутимо согласилась:

– Верно, урезанный проект ограничивался лишь двумя самыми близкими планетами‑гигантами: каждый из аппаратов должен был исследовать только Юпитер и Сатурн.

Учёные очень расстроились: ведь у Юпитера и Сатурна уже побывали межпланетные аппараты «Пионер». Они были лёгкими, и у них было мало научного оборудования, но учёные уже получили несколько хороших снимков этих планет. А вот мимо Урана и Нептуна ещё ни один робот не пролетал, поэтому исключение этих планет из проекта очень опечалило астрономов.

И тогда учёные пошли на очередную хитрость – фактически устроили межпланетный заговор!

– Какие они находчивые! – обрадовалась Галатея. – Сразу видно – учёные!

– Учёные и инженеры стали готовить аппараты, которые назвали «Вояджер» (что значит «Путешественник»), к разрешенному полёту до Юпитера и Сатурна. Это означало, что аппараты должны гарантированно работать в течение четырёх лет с момента старта. Хитрость заключалась в том, что аппараты готовились из таких деталей и устройств, которые могли прослужить дольше, чем четыре года, хотя и без гарантии. И запуск роботов был запланирован на время, которое было оптимальным для полёта ко всем четырём планетам.

«Вояджер‑2» был запущен 20 августа 1977 года, «Вояджер‑1» – 5 сентября того же года. Аппарат, стартовавший позже, получил первый номер, потому что он раньше брата‑близнеца добрался до Юпитера – 5 марта 1979 года.

«Вояджер‑2» долетел до самой массивной планеты Солнечной системы только 9 июля. «Вояджер‑1» первым побывал и у Сатурна – 12 ноября 1980 года, после чего сильно отклонился от эклиптики (плоскости, где вращаются планеты) и устремился в межзвёздное пространство. Второй аппарат долетел до окольцованной планеты лишь в августе 1981 года.

Возле Юпитера и Сатурна планетологов ожидали бесчисленные сюрпризы. Они увидели поразительные по красоте и разнообразию картины, которые разрешили множество старых загадок, но задали ещё больше новых проблем, над которыми стали ломать голову сотни учёных.

 

* * *