Открытие мира - [10]
В наших лабораториях взрыв атома «доставил» космос на Землю — температуры в миллионы градусов, господствующие на звездах, получены человеком. Мы говорим теперь об освобождении атомной энергии, об атомных двигателях, кораблях, самолетах и электростанциях, которым не нужны бензин, уголь и нефть.
Атомная техника только еще рождается. В будущем атом обещает покорение вселенной.
Самое лучшее топливо, которое может представить химия, даст скорость истечения газов из ракетного двигателя примерно четыре тысячи метров в секунду. Вероятно, на практике, с учетом потерь, — а без них не бывает никакой машины, — получим еще меньшую скорость: около трех с половиной тысяч. Возможно, применение металлических топлив несколько увеличит эту цифру.
Даже лунный перелет, пока нет атомной ракеты, представляет большие трудности для техники межпланетных путешествий.
Что же остается сказать о далеких космических рейсах с высадкой на планеты? Неужели они навсегда останутся лишь мечтой?
Нет. Потому-то и хотят устроить склад горючего в мировом пространстве — внеземную станцию.
Потому-то мы и хотим поставить на ракету атомные двигатели. С ними не страшны препятствия, которые сейчас стоят на пути во вселенную.
В самом деле, расчеты говорят, что энергия атома даст скорость истечения газов не два, а шесть, десять, двенадцать и более километров в секунду.
Чтобы оценить совершенство двигателя и иметь возможность сравнивать различные силовые установки, моторостроители пользуются понятием об удельной тяге. Они определяют, какая тяга развивается при сгорании одного килограмма топлива в секунду. И если подсчитать, какую удельную тягу может дать атомный ракетный двигатель, то и тогда превосходство его будет разительным — примерно в тысячу раз.
Конечно, это подсчеты теоретические, и практика внесет свои поправки. Можно предполагать, что в действительности выигрыш в тяге будет не столь велик, но все же весьма значителен.
Не только Луна, не только ближайшие к Земле Марс и Венера, но и далекие Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон, о которых мы так мало знаем, стали бы доступны для межпланетных кораблей.
Ядерное горючее могло бы полностью обеспечить энергией будущие межпланетные корабли. Оно даст возможность совершать полеты даже с высадкой на планеты и спутники планет и повысит надежность межпланетных сообщений. Путешественники не будут испытывать недостатка в энергии. Отсюда — свобода маневра, что особенно важно в космическом рейсе, в котором могут встретиться всякие неожиданности и трудно рассчитывать на пополнение запасов топлива в пути.
Предполагают, что использование атомной энергии позволит сильно сократить сроки межпланетных путешествий. Например, по одному из предварительных расчетов, полет на Луну займет всего около четырех часов. За четыре часа атомная ракета преодолеет расстояние триста восемьдесят четыре тысячи километров. Полет на Марс занял бы сорок девять часов, в течение которых было бы пройдено около восьмидесяти миллионов километров. Путешествие на Венеру, за сорок миллионов километров, продолжалось бы тридцать шесть часов. Конечно, это подсчеты сугубо приближенные, но они показывают, насколько сможет в будущем возрасти скорость полета. Каждая минута будет означать сотни тысяч и даже миллионы километров!
Примерно в два миллиона раз больше энергии, чем при сгорании бензина, выделяется при распаде атомов такого же количества урана. Тепла же получается столько, что для охлаждения работающего уранового котла нужно прогонять целую реку воды.
При термоядерной реакции, превращающей ядра атомов водорода в ядра атомов гелия, когда происходит не распад, а рождение новых атомных ядер, выделяется еще больше энергии — примерно в восемь-десять раз по сравнению со взрывом атомов урана. Ядерные реакции являются неисчерпаемыми источниками энергии.
Если сопоставить теплотворную способность обычных топлив, которые ныне применяются в ракетных двигателях, с ядерным горючим, то разница будет огромной — в десять миллионов раз.
Три — три с половиной тысячи градусов — такова наивысшая температура в камере сгорания современного ракетного двигателя. В куске же урана при расщеплении атомов — десятки миллионов градусов. Фантастическая цифра! Мгновенное испарение ракеты — вот что это значит.
Тепло надо использовать так, чтобы газ вытекал через сопло с наивысшей возможной скоростью. При этом двигатель не должен перегреваться. Вот две задачи, и их необходимо решить конструктору атомной ракеты.
Самое простое решение такое: тепло испаряет жидкость, образующийся пар стремится расшириться и устремляется наружу. Высокая температура и давление делают свое дело. Из камеры газовый поток вытекает со скоростью в три, пять, шесть раз большей, чем удается достичь сейчас. Путь простой и логичный и, как полагают, пока что единственный.
В качестве рабочей жидкости наиболее пригоден водород. Он хорошо поглощает тепло. Пройдя через атомный реактор, жидкий водород быстро испаряется, нагревается и покидает двигатель.
Различные типы ядерных реакторов можно будет, невидимому, использовать в ракетах.
