Земля и небо, стр. 15
Прежде люди не надеялись порвать оковы тяготения. Лет девяносто назад известный французский астроном Фламмарион с горечью писал о Марсе: «Это — Новый Свет, которого не достигнет никакой Колумб…»
Но уже в те годы у русского революционера Николая Ивановича Кибальчича появилась мысль о ракетном аппарате, который мог бы поднять человека. В 1881 году он был приговорен царским правительством к смерти за участие в покушении на царя Александра II.
Сидя в тюрьме, за несколько дней до казни Кибальчич нарисовал свой летательный аппарат и сделал его описание (смотри рисунок). Но, казнив Кибальчича, царские чиновники положили рисунок в архив, и он был найден лишь после революции.
Набросок ракетного аппарата, сделанный Кибальчичем.
Один из проектов межпланетной ракеты.
Гениальный русский ученый Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935) всю свою долгую жизнь отдал созданию науки о движении ракет и о межпланетных путешествиях. Он придумал многоступенчатую ракету, которая может преодолеть земное тяготение. Эта ракета состоит из нескольких отдельных частей, или ступеней. Сначала горючее сгорает в нижней ступени, и ракета взвивается вверх с не очень еще большой скоростью. Когда в нижней ступени все горючее выгорело, она отделяется и падает на Землю. Начинает работать вторая ступень. Она сильнее разгоняет облегченную ракету. После ее отделения вступает в дело третья ступень, и скорость ракеты еще возрастает. Преодолеть притяжение Земли можно только при большой скорости.
Прыгун опускается после прыжка на пол, молот метателя падает на стадион, осколки снаряда сыплются на землю. Почему так получается? Да просто потому, что у них недостаточная скорость, чтобы улететь в мировое пространство.
Но заметь: прыгун подпрыгнул над полом на метр-два, молот поднялся на десять — двадцать метров, а снаряд достиг высоты уже в несколько километров. Скорость молота значительно превышает скорость прыгуна, а скорость снаряда во много раз больше скорости молота.
Снаряды самых дальнобойных орудий вылетают из них со скоростью около двух километров в секунду. Это очень много. Двигаясь с такой скоростью, можно из Ленинграда в Москву добраться за пять минут. И все-таки эта скорость недостаточна, чтобы снаряд вырвался из поля тяготения Земли. Описав в пространстве огромную дугу, он упадет.
Ученые высчитали, что ракета, запущенная со скоростью около 8 километров в секунду, не упадет, а станет вращаться вокруг Земли, сделается ее искусственным спутником. Время, в течение которого она будет вращаться вокруг Земли, зависит от высоты ее орбиты. С такой скоростью были запущены искусственные спутники Земли. Эта скорость называется первой космической скоростью.
А если сообщить космическому аппарату вторую космическую скорость, равную 11,2 километра в секунду, он оторвется от Земли. При еще большей скорости аппарат сможет достигнуть Венеры, Марса и других планет.
Если же сообщить космическому аппарату третью космическую скорость — 16,7 километра в секунду, — он покинет пределы Солнечной системы и удалится в межзвездные просторы.
Вторая и третья космические скорости являются минимальными, то есть наименьшими, для того чтобы ракета могла улететь от Земли и от Солнца. Понятно, эти скорости могут быть превышены, и чем они будут больше, тем быстрее совершится космическое путешествие.
Первые советские искусственные спутники Земли
«Первый в мире искусственный спутник Земли создан в Советской стране!»
«Самые дерзновенные мечты человечества становятся реальностью!»
Так сообщали газеты об одном из величайших научных остижений XX века — о запуске первого искусственного спутника Земли.
«Они сделали это первыми, — заявил американский ученый доктор Джозеф Каплан. — Это нечто фантастическое, и если они могли запустить такой спутник, они могут запустить и более тяжелые».
Предвидение американского ученого оправдалось очень скоро.
Первое искусственное небесное тело, появившееся на свет 4 октября 1957 года, было маленьким. Его поперечник составлял 58 сантиметров, а вес немного больше 83 килограммов. Но и в этом объеме советские инженеры сумели поместить два коротковолновых передатчика. Их сигналы «бип-бип-бип» слушали радиолюбители всего мира. На спутнике была и различная научная аппаратура для исследования космического пространства.
Это было началом пути человека в космос. При запуске первого искусственного спутника Земли на орбиту советские ученые и техники встретились с большими научно-техническими трудностями: ведь околоземное пространство было еще совершенно не изучено.
Исследования, проведенные при помощи первого спутника, имели огромное значение для познания околоземного пространства. Результаты этих исследований позволили ученым совершенствовать последующие космические аппараты и подготовить полет человека в космос. Ученые получили данные и о плотности верхних слоев атмосферы, о прохождении радиоволн между спутником и Землей, а это было очень важно для установления связи с космическими аппаратами.
Советскую малютку-луну повсюду начали называть хорошим русским словом «спутник», и оно стало понятно взрослым и детям всего земного шара.
Мир не успел опомниться от восхищения и изумления, как советские люди еще больше удивили его. 3 ноября 1957 года они запустили второй искусственный спутник весом 508 килограммов, с многочисленными научными инструментами и с собакой Лайкой внутри него. Этим было доказано, что живое существо может выдержать скорость, с которой поднимается ракета.
Прошло немногим более полугода после полета второго спутника, и 15 мая 1958 года советские ученые запустили третий спутник, о котором за границей писали, что это целый летающий автомобиль. И в самом деле: вес третьего спутника был 1327 килограммов, в нем мог поместиться человек.
Какова судьба первых искусственных спутников?
Хотя на большой высоте воздух очень разреженный, он все же задерживает движение искусственных лун, они постепенно спускаются, попадают в плотные слои воздуха и там сгорают подобно метеорам. Но не надо об этом жалеть: спутники приносят науке огромную пользу. Наблюдая за ними в телескопы, слушая их радиосигналы, ученые узнают очень много нового о высоких слоях атмосферы, об окружающем Землю космическом пространстве, о Солнце и о том, как его лучи воздействуют на земную атмосферу.
Искусственные спутники Земли принесли людям множество ценнейших сведений об околоземном пространстве, о самых верхних слоях атмосферы и о том, что находится за ними. Таких сведений не могли дать ни стратостаты, поднимавшиеся на высоту всего до 30 километров, ни шары-зонды, ни запускаемые в отдельных точках Земли геофизические ракеты, которые хотя и взлетают высоко, на 200–300 километров, но тут же падают обратно.
Запуск первых искусственных спутников Земли стал огромной победой советской науки и техники. И после этого космическая техника пошла вперед гигантскими шагами.
К настоящему времени число искусственных спутников Земли и автоматических станций, запущенных в космос, исчисляется многими сотнями.
Одних только спутников серии «Космос» к середине 1972 года насчитывалось около 500. Они отправлялись в космос поодиночке, парами, а 25 апреля 1970 года одна ракета-носитель подняла в околоземное пространство сразу восемь спутников серии «Космос» — с № 336 до № 343.
Советский Союз и Соединенные Штаты Америки запускали космические аппараты и к Луне и в более далекие путешествия — к Венере и Марсу. Советские и американские автоматические межпланетные станции сообщили много интереснейших, ранее неизвестных данных о составе, плотности и о температуре атмосферы Венеры и Марса, передали ученым на Землю другую ценную научную информацию.