Можно ли забить гвоздь в космосе и другие вопросы о космонавтике - [4]

Мало кто знает, но даже интернет возник в результате разработок, связанных с космонавтикой. Там, правда, речь шла о создании системы управления ракетно-ядерными силами. И всё равно космическая компонента учитывалась. Теперь интернет везде, даже в бытовой технике.

Всё это очень выгодно, поэтому прикладная космонавтика привлекает коммерсантов, на ее развитие выделяются огромные деньги. Помимо связи и телевидения, можно вспомнить транспортную навигацию, картографирование поверхности Земли, поиск полезных ископаемых с орбиты, наблюдения за погодой. Наша жизнь благодаря спутникам становится с каждым годом безопаснее и комфортнее.

Пилотируемая космонавтика тоже дает коммерческую отдачу, хотя и не напрямую, а опосредованно. Раньше я уже говорил, что если заняться наконец серьезной организацией экспедиции на Марс, то придется решить множество проблем по защите и обеспечению экипажа корабля. Потребуются системы для хранения провизии и воды, для утилизации отходов, инструменты для ремонта и медицины, какие-то новые генераторы энергии и еще многое, многое другое. И всё это должно быть легким, компактным, надежным, высокоэффективным. Когда проблемы решат, появятся изобретения, патенты, готовые линии сборки. И всё пойдет в промышленность, принесет прибыль. Пример в истории уже был. Многие новинки типа «липучек» на одежде, пожарных скафандров, тефлоновых сковородок, микрокомпьютеров, энергосберегающих домов вошли в наш быт благодаря американской лунной программе «Аполлон»; она давно окупилась.

Вероятно, новинки, которые я перечислил, появились бы и без космонавтики, но с ней они вошли в наш быт намного раньше.

Почему мы летаем с Байконура в Казахстане?

Так сложилось исторически. Напомню, что Казахстан еще недавно был частью Советского Союза. Когда наши конструкторы разрабатывали межконтинентальную баллистическую ракету Р-7, им понадобился новый полигон для ее испытаний, в минимальной степени нарушающий жизнь людей. Государственная комиссия рассматривала три варианта. Первый – Марийская Автономная Республика, где после войны остались значительные вырубки леса и были хорошие транспортные пути. Второй – западное побережье Каспийского моря; туда можно было бы доставлять ракетные блоки баржами по Волге. Третий – Казахстан, разъезд Тюра-Там; через него проходила железная дорога Москва – Ташкент. Последний вариант больше всего понравился комиссии, и в 1955 году решение было принято. Никто тогда не мог предположить, конечно, что полигон станет космодромом Байконур, а Казахстан обретет независимость.

Доставка ракеты-носителя «Союз-ФГ» на стартовый комплекс космодрома Байконур в сентябре 2013 года (фотография Андрея Шелепина /ЦПК)

Полигоны Капустин Яр и Плесецк тоже используются для запуска ракет, но преимущество Байконура сегодня в том, что там есть готовая и проверенная инфраструктура для пилотируемых запусков; всё отлажено и работает как часы. И еще – чем космодром южнее, тем больше орбит он охватывает, а Байконур в этом смысле расположен выгоднее других наших площадок.

Где проходит граница между космосом и атмосферой?

Век назад ученые полагали, что граница атмосферы проходит на высоте 12 км. У них были для этого основания. Ведь если рассуждать о нашей атмосфере как газовой смеси, пригодной для дыхания, то она действительно заканчивается в районе 10 км. На этом уровне из-за низкого давления и малого содержания кислорода человек погибнет. Позже исследования на стратостатах и высотных самолетах показали, что атмосфера простирается гораздо дальше.

Сегодня условную границу космоса проводят на высоте 100 км. И связано это не только с красивым «круглым» числом, но еще с тем, что выше перестает действовать подъемная сила воздуха, которая нужна для полета на крыльях. Авиация не может подниматься туда, поэтому там начинается сфера космонавтики.

Структура атмосферы

Однако если смотреть на вопрос практически, то и на высоте 100 км атмосфера не заканчивается. Физики говорят, что переход атмосферы в межпланетное пространство постепенно происходит в экзосфере – области, которая простирается на 190 тысяч километров, половина расстояния до Луны! Получается, что спутники и Международная космическая станция всё еще находятся в атмосфере – в ее высших разреженных слоях. И это правда: любой околоземный объект потихоньку тормозится под воздействием разреженных газов. Раньше или позже он войдет в более плотные слои и сгорит. Чтобы сохранить орбиту Международной космической станции, ее необходимо «корректировать», то есть поднимать высоту с помощью двигателей.

Как устроена ракета?

Даже самая простая ракета состоит как минимум из трех элементов: ракетного двигателя с соплом, топливного бака и полезной нагрузки. Но такая ракета далеко не улетит, если не управлять ее полетом. Значит, нужен еще блок управления, который работает по радиокомандам с Земли или по заложенной программе. Блок должен как-то влиять на траекторию ракеты, не давать ей сбиться с курса. Значит, нужны еще так называемые исполнительные органы: на крылатые ракеты ставят крылья и хвост с воздушными рулями, на баллистические ракеты – газовые рули внутри сопла, на космических применяются поворотные сопла рулевых двигателей.