Через тернии к звёздам

                                   Научно-популярная статья

                                                                     «След улетающей ракеты

                                                                     У Вас остался на висках»

   Если перенестись на шестьдесят лет назад, то планета Земля уже никогда не сможет повторить тот вселенский восторг и безграничную радость, что пережила после первого советского спутника и полёта Юрия Гагарина. Тогда все мировые звёзды, королевы и президенты, в ногах которых валялись миллионы, сами выстраивались в очередь, чтобы взять автограф или просто постоять рядом с первым советским космонавтом. Ликовал весь мир, земная цивилизация рукоплескала стране, совсем недавно победившая фашизм, лежавшая в руинах и, уж никак, не претендовавшая на первенство в покорении космоса. Но она смогла: собрав все силы, волю и мечту тысячелетий, чтобы воплотить в жизнь слова Циолковского: «Человечество не останется вечно на Земле…».

   Но, если оценивать эти слова, исходя из опыта покорения космоса последних десятилетий, достижений науки и техники, то, переселяться туда, мы не сможем ещё очень долго. И всего-то, по двум причинам.

   Первая - это уничтожение той великой страны, которая сотворила космическое чудо. А, уничтожив страну, стали уничтожать и её научно-технические и производственные достижения, чтобы вытравить из памяти народов тот позор Европы и США, отставших от СССР на десятилетия. Позор в Ялте, где Черчилль вставал перед Сталиным, и вместе с Рузвельтом соглашались на все его условия. Позор того, что именно Советский Союз победил фашистскую Европу. Позор животного страха перед нашим спутником: а, вдруг, он сбросит атомную бомбу. Позор своей неспособности быть первыми в спутнике и пилотируемом полёте, хотя на них работал лучший ракетчик земли – фашист Вернер фон Браун. И они добились своего, развалив всё лучшее нашей страны, и не только развалили, но и многое украли: чертежи, разработки, технологии и… наших специалистов. Многие, из которых, работают в НАСА и американских ВПК. И тот рывок в освоении космоса, который американцы совершили за последние десятилетия, говорит о многом.

   А что мы, мы только восстанавливали и подсчитывали убытки: Байконур – в чужой стране, институты разгромлены, утоплены две орбитальные станции, уничтожили «Буран», инженеры подались возить из-за границы тряпки, амбициозные проекты гниют в подвалах, на строительстве нового космодрома миллиардное воровство, и, почему-то, в стране свободного творчества, не появились: ни новые Королёвы, ни Курчатовы, ни Туполевы, ни Бабакины.

   Зато из школьной программы вырезали астрономию, а телевизионные и радио каналы просто утопили в средневековой астрологии, чтобы русские знали: ваше место в свинарнике, а космос – это удел Европы и США, как и было всегда до октября семнадцатого года. Например, в этом году ни один телеканал так и не напомнил о том, что 4 октября 1957 года, именно, мы запустили первый в мире Искусственный Спутник Земли, а 7 октября 1959 года сфотографировали обратную сторону Луны???

   И вот теперь, какой-то Илон Маск, никому не известный мальчик, вдруг, преподносится, как ракетный гений. Ах, он запустил двух космонавтов, ах, он сажает первую ступень в ракетном варианте. Ну, во-первых, то, что преподносится, как гениальность – Королёв сделал шестьдесят лет назад, но даже и через шестьдесят лет, Маск не догнал Сергея Павловича. Мы то сажаем космонавтов на землю, а он на воду. Что касается посадки первой ступени, то десятки лет назад наши межпланетные станции именно так и прилунялись, и мягко садились на Венеру и Марс. Да и сам Илон – это просто филиал НАСА - частная компания свободная от международных обязательств, а значит, может запускать всё, что захочет. Не кажется ли странным, что, вдруг, появился: не новый авиастроитель-миллиардер, за кратчайшие сроки создавший лайнеры лучше Боинга. Не судостроитель, начавший строить атомные подлодки лучше государственных американских или российских. Вот, к примеру, русский Сикорский, уехал в Америку и создал с нуля вертолётостроение. Русский Зворыкин уехал в Америку и создал телевидение. И всё с нуля. Но появился ракетостроитель. Ответ прост: американцы собираются выводить в космос оружие, а по договорам нельзя. Тут и появляется амбициозный Маск, которому даётся всё, только дерзай, но под нашим чутким руководством. Вспомните, как на заре космической эры две величайших страны – СССР и США, собрав все научные и производственные силы, создавали первые ракеты, а тут мальчик Маск за полгода стал запускать то, о чём многие страны даже не могут мечтать. Ну, а то, что это филиал госкорпорации США, подтверждает посадка корабля на воду. Это практика НАСА. И ничего гениального здесь нет. Только отставание. Да и летают американцы к МКС на наших «Союзах», и двигатели покупают наши, да и наш «Буран» оказался намного лучше «Шаттлов».

   Второй причиной неспособности землян летать, а уж тем более, переселяться на другие планеты, является - отсутствие необходимого транспорта!?

   Химические ракеты исчерпали себя на межпланетных дистанциях, а нового ничего, пока, нет. 

   Дело в том, что по формуле, которую вывел Циолковский, конечная скорость ракеты зависит от двух показателей: скорости истечения газов из сопла ракеты и отношения массы полной ракеты к массе полезного груза. И если скорость истечения газов, теоретически!, можно довести до скорости света (фотонная ракета), то отношения масс – проблема неразрешимая. Ведро с водой – та же ракета, так вот вода – это топливо, а полезный груз – это пустое ведро. Так сколько же нужно воды, чтобы забросить к Марсу: трёх космонавтов, плюс питьевую вода, продукты и кислород, да посадить, да там погулять, да взлететь, да разогнаться обратно и, затормозив, сесть на Землю? Нужны принципиально новые виды топлива и двигатели. Вот это и есть главное препятствие…, хотя, нужны и новые Королёвы!!!

   Вот тут и возникает вопрос: если каждый грамм топлива на вес золота, то зачем же Маск огромную его долю оставляет на посадку ненужной первой ступени? Всё это пропагандистская болтовня. И сажая первую ступень, он никогда не сможет улететь дальше нашего первого спутника. Ведь, даже запуская своих астронавтов, он ничего подобного не сделал. Иначе, добираться до МКС им пришлось бы пешком. А уж как приземляться, то это к Господу Богу.

   Итак, о химических ракетах и межпланетных полётах.

   Как известно, всё, что движет, стреляет, летает и крутит, использует химическую реакцию окисления, и то, что пуля летит так далеко и быстро – заслуга, именно, этого процесса. Да и в космос мы полетели на топливе и окислителе, а не на паровом двигателе. Хотя и воду в котле греет та же реакция. Но у реакции окисления есть свой передел. И максимум, что можно выжать из неё для покидания нашей планеты, это сжигать водород в кислороде, конечно, в сжиженном виде. Вот и всё!!!

   А дальше, только ядерный двигатель, хотя и с ним, для создания реактивной тяги, как ни крути, нужно что-то отбрасывать, и это немалая масса.

   Но сначала о межпланетных полётах. Всё, что летает в нашей Вселенной, подчиняется законам небесной механики, то есть – всемирному тяготению. А значит, без учёта этого закона, попасть в нужную точку пространства: на ту или иную планету, будет совершенно невозможно. И если спутники Земли мы можем запускать в любое время и в любом направлении, то, начиная с Луны, а, тем более, к Марсу, Венере и так далее, уже потребуется астрономический старт. То есть строгое, до долей секунды, выжидание положения Земли и нужной планеты на своих орбитах. И только тогда можно прокричать: «Поехали!».

   Того же прецизионного старта требует и отлёт домой. И этого мгновения придётся ждать многие месяцы. А значит, потребуется столько колбасы, что и подумать страшно!!!

   Но сначала я расскажу о времени. О том времени, что требуется для полёта к ближайшим планетам, пребывании на их поверхности или на орбите их спутника, и перелёте обратно. Речь пойдёт о пилотируемых полётах, поскольку автоматы летают уже более шестидесяти лет и летают прекрасно.

   Дело в том, что, летая на химических ракетах, космонавтика вынуждена использовать только энергетически выгодные траектории, то есть по максимуму брать от ракеты всю реактивную тягу, чтобы разогнаться к желаемой планете, а это значит, что лететь придётся очень долго. Например, полёт к Венере займёт 146 суток, а к Марсу 259! И всё потому, что современные ракеты не могут разогнаться до более высоких скоростей, где, как я уже писал, каждый грамм топлива и окислителя на строжайшем учёте!!!

   Что касается полётов к Венере, то посадка наших автоматических станций убедила землян в невозможности космонавтам садиться на эту планету ещё не одну тысячу лет. Давление на её поверхности в 90 атмосфер и температура 400 градусов соответствуют погружению на океанскую глубину в километр и в расплавленный свинец. Там даже титан испаряется. Так что, человеку в этом аду делать нечего. Через несколько минут после посадки, он останется на Венере навсегда, растворившись в углекислой атмосфере, создающей этот вулканический парниковый эффект.

   Вселенная, кроме основных законов, пользуется главным и неприкасаемым законом – законом Времени. Именно время решает всё, а не кадры. Вселенной спешить некуда, она вечна, и чтобы создать звёзды, галактики, планеты и жизнь, она может ждать миллиарды лет.

   Вот так же и на Венере, либо ждём тысячи или миллионы лет, пока её атмосфера переродится и станет пригодной для посадки человека, либо, внаглую, влезаем в её состав, запускаем туда, допустим, хлореллу и ждём полной переработки углекислоты в кислород. Но это тысячи лет!!!

   Итак, из наиболее интересных для человечества планет, подходит только Марс. И хотя Аэлиты там нет, как нет и кислорода, но загадок на красной планете хоть отбавляй. На Марсе уже давно ползают американские марсоходы, садились и наши станции, и, конечно, полёт и посадка с возвращением космонавтов домой принесёт стране, совершившей это, огромный политический и научный вес. А в нашем земном мире это имеет огромное значение. Космическая гонка никогда не прекращалась даже на одну секунду!!!

   А теперь, рассмотрим все прелести межпланетных перелётов и предостережём будущих космонавтов или астронавтов от дороги в одну сторону…

   Итак, чтобы отправиться к другим планетам, для начала, надо преодолеть земное притяжение и разогнаться до второй космической скорости. Хотя она должна быть немного побольше. При этом, по максимуму использовать вращение нашей Земли вокруг своей оси. А это околозвуковая скорость. Идём дальше. Планета Земля – наша родина, она летит вокруг Солнца со скоростью 29,8 км/сек. Марс – 24,1 км/сек, Венера – 35 км/сек. Для того, чтобы отправиться к Венере, надо лететь в обратную сторону от полёта Земли, а к Марсу, наоборот, прибавив к нашим 29,8 км/сек, ещё 2.9 км/ сек. Именно в этом случае, корабль сойдёт с орбиты Земли и станет удаляться от Солнца к Марсу.

   Но тут, как я уже писал, включается астрономия, и её законы Кеплера. Поскольку Марс летит медленнее Земли, то стартовать надо на некоторый угол запаздывания вокруг Солнца, и он равен 44 градуса. Таким образом, ракета будет догонять Марс и догонит его через 259 суток – почти 9 месяцев!!! При этом такие старты случаются раз в два года один месяц и двадцать дней.

   Начнём считать время: туда, там и обратно! Туда, как мы выяснили, 259 суток. Что касается там, то это тоже немалая величина. Исходя из условий движения планет, старта на Землю придётся ждать 450 суток – больше года! И полёт домой – 259 суток. Вот и получаем 968 суток, почти три года.

   Есть и более короткие маршруты, но это очень затратные разгоны до третьей космической скорости. А если быть точным: до 16,66 км/сек. Тогда и полёт туда – 70 суток, и на Марсе всего 12 дней, да и обратно 70. То есть всего 152 дня. Но таких энергетических затрат пилотируемый корабль позволить себе не может.

   Однако, это уж, на каком уровне у страны будет развита ракетная техника, возможны ещё два варианта полётов на Марс и обратно: короткая и длинная; длинная и короткая. То есть: туда за 133 суток, обратно за 538. И наоборот.

   С временными рамками разобрались, начинаем считать багаж.

   Уж если полёт пилотируемый, то космонавты должны есть, пить и дышать. Работать с приборами, вести радио и телевизионную связь, иметь скафандры, да один запасной. Жить  в достаточном пространстве, чтобы не быть Лайкой, зажатой в своём контейнере. В общем, быть людьми, даже вдали от родины. И не надо забывать, что прилететь они должны к Марсу в полном уме и здравии, да на Марсе побродить, да камешков насобирать, да память там оставить в виде стелы с исторической надписью. Ну, и показать себя разумными, встретив марсиан, при этом, не ударить лицом в марсианскую грязь и договориться с братьями по разуму о вечной дружбе и сотрудничестве. Это если повезёт.

   Итак, человеку в сутки требуется 800 г кислорода, 700 г пищи и 2 литра воды. Но один он не полетит. В межпланетных перелётах должно быть три космонавта. Значит, умножаем на три и на три года!!! Но, опыт показал, что брать воду и кислород в полном комплекте – это утопия. Воду и кислород в полёте будут реанимировать из выделений. И такие системы уже есть.

   Теперь о жилом пространстве. Жилой отсек должен быть, как минимум, в диаметре 4-5 метров и в длину метра четыре. Только в таком вагоне люди смогут пролететь сотни миллионов километров и не сойти с ума, не поубивать друг друга и вернуться обратно со щитом, а не на щите!!!

   Но понятие – полезный груз, отвечает только автоматическим станциям. Пилотируемый полёт к далёким планетам определяет его, как почти такую же ракету, поскольку она должна повторить всё то, что начинается на земном космодроме: трёхступенчатая ракета старта и разгона - Байконур (первая космическая для Земли – 7,91 км/сек), хотя бы двухступенчатая ракета обратного старта (первая космическая для Марса – 3,6 км/сек), то есть в два раза легче, и разгона к Земле, а уж потом - маленькая, маленькая полезная головка, в которой: три космонавта, межпланетный санаторий и научная аппаратура. И вот этот маленький полезный груз должен вернуться и рассказать о далёких мирах планете Земля.

   Ну, а теперь, непосредственно, о полёте. Уже первые советские межпланетные станции улетали парами, и это неспроста. Космос – дело тёмное, и кто долетит, науке не известно. Вот и приходится дублировать все полёты, а то, неровён час!? И жизнь подтвердила эти опасения. Естественно, посылать один корабль с космонавтами – дело рискованное, да и лететь в пустоте, как-то спокойнее, когда рядом товарищи по духу и мечте. И для науки нужен результат, желательно, положительный. Так что готовим два корабля, два экипажа и… два грузовых, с топливом, кислородом, водой и продуктами. При этом, на одном крепится спускаемый аппарат. Корабли с экипажами не должны быть перегружены.

   Что ещё стало обязательным в кругосветных путешествиях, так это старт в бездну из орбитального полёта. Корабль выходит на орбиту спутника земли и к Марсу стартует оттуда, имея, уже 8 км/сек. И так делают и мы, и американцы.

   Итак, прицелились, разогнались и полетели. Подлетели к Марсу, состыковались, создав орбитальную станцию, трое перешли в спускаемый отсек, отделились и сели. Долго работать на Марсе не получится, запас кислорода – вот главное препятствие. Поработали, взлетели, состыковались, перекачали топливо, кислород и продукты, оставили орбитальную станцию у Марса и, перекрестившись, рванули домой. Но если обратно стартовать с орбиты Марса можно будет только через 450 суток, то вот вам ещё одно испытание временем. А это один год и три месяца. Многовато будет!!!

   О том, что и как на Марсе, рассказывать и предполагать не будем, читайте фантастов, а вот сам полёт вызывает массу вопросов.

   Путешествия к другим планетам ещё очень долго будут оставаться весьма опасными, и коммерческое использование космоса будет, довольно, быстро остановлено. Даже сейчас все пилотируемые полёты – это полёты «подопытных животных», и космонавты рискуют не меньше, чем наша Лайка более шестидесяти лет назад. И так будет всегда. Ну, а трагедии Комарова, Волкова, Пацаева и Волынова, а также, двух американских «Шатлов» с погибшими экипажами, только подтверждают лабораторный вариант всех космических полётов. Но без этого у человечества не будет будущего. И кто-то всегда будет погибать, чтобы те, будущие, смело отправлялись в полёт, как к себе на дачу, если, конечно, все будут строго соблюдать правила космического движения!!!

   Уже сам взлёт может стать последним для экипажа, хотя наша система спасения работает безотказно. И такой у американцев нет!!! Выйдя на заданную траекторию полёта, перед космонавтами открывается вся красота и опасности солнечной системы. Здесь и летающие камни, и пылинки и потоки остатков погибших комет. А пролёт сквозь радиационные пояса нашей планеты с его смертельной радиацией, а потеря связи, а совместное проживание в замкнутом пространстве? Девять месяцев в естественной сурдокамере, это вам не поле перейти!!! Хотя в этом поле, некоторое время, Луна будет светить. И когда начинают перечислять все тяготы и лишения космической ссылки, как-то стороной обходят самую главную опасность – невесомость. Если почитать фантастику, то в каждом романе о космических полётах, невесомости даже радуются. Это так прекрасно, легко работается, летаешь по кораблю, а, сев на планету, космонавты бодро начинают осваивать неизвестное, воюют, копают, пробираются сквозь джунгли, и это, как само собой, после долгих месяцев пребывания в невесомости. Чудеса!

   Но посмотрите хронику посадок космонавтов после месяцев пребывания на МКС. Их выносят из капсулы, они не могут двигаться на земле. А теперь представьте посадку на Марс. Я хотел бы спросить любителей невесомости: «Кто там, далеко от Земли, будет выносить космонавтов из посадочного модуля? В каком марсианском санатории они будут приходить в себя, чтобы после двинуться в поход?». В том то и дело, что никто.

   Значит, нужна искусственная гравитация. Она есть и зовётся эта карусель центрифугой. Но, центрифуга центрифуге рознь. Конечно, крутить космонавтов так, что будет сводить челюсти, не надо, к тому же, вращаться в невесомости и на земле – большая разница. На земной центрифуге человек лежит без движений, и он уже находится на крайней точке вращающегося плеча. В невесомости вы можете, как угодно крутить корабль, но если космонавт будет вдали от вращающейся стенки корабля, он может оставаться в невесомости, тогда, как весь корабль будет вращаться вокруг него. Недаром в фильмах и на картинках космический корабль имеет огромный тор, который медленно вращается, создавая центробежное ускорение, равное земному g.

   Дело в том, при малом радиусе вращения, что определяет размер корабля, если вы стоите на стене, ваше тело испытывает разное ускорение, из за вашего роста. Ноги прижимаются сильнее, а голова может и вовсе быть в невесомости. Вот для этого и нужен большой тор, где притяжение полностью уравновешено. Но есть ещё одна проблема, о которой многие даже не знают. Это сила Кориолиса. На Земле мы её не ощущаем, но она есть и, именно, она подмывает один берег рек текущих с юга на север и с севера на юг. Именно она закручивает атмосферные вихри. Эта сила, как бы, толкает вправо или влево то, что движется вдоль оси вращения. Так вот на вращающемся космическом корабле этот эффект сказывается, и очень сильно. Стоит космонавту пойти вдоль стенки, как его будет отбрасывать в сторону. И это очень сильно расстраивает вестибулярный аппарат. Поэтому, вращение будет ограничено, что не превысит 0,3g. И тут есть предел. Так что длительные полёты потребуют принципиально новых кораблей с искусственной гравитацией, новыми двигателями и просторными   каютами. А переселяться на Марс на современных кораблях – это утопия. Давайте немного подождём, вспомнив слова Пушкина: «О, сколько нам открытий чудных готовит просвещенья дух!». Вот тогда и полетим. Ведь, дух он тоже духу рознь. И этот дух может, либо, делать тысячи ракет убийц, а может и продолжить Космическую Эру!!!

   Что же касается полётов к звёздам, то это навсегда останется только уделом фантастов. К ним дорога закрыта уже самой Вселенной!!! Но даже если туда и полетят, то это будет всегда дорога в один конец. Межзвёздные субсветовые скорости сразу включают рубильник законов Теории Относительности, намного замедляющих время в летящем корабле, и возвращаться на Землю, где прошли сотни тысяч лет, не будет уже иметь никакого смысла…

   Но есть и третья причина, которая не позволит нам покорять другие планеты. И это - Третья мировая война. Ведь число баллистических ракет с термоядерными зарядами в тысячи раз превышает число ракет космических. Это Циолковский, а после Королёв, мечтали о межпланетных полётах, а фашист Вернер фон Браун своими «ФАУ-2» обстреливал Лондон. И не исключено, что начав развитие ракетной техники во Вторую мировую, человечество закончит её применением в Третью и последнюю. Тем самым, уничтожив Космическую Эру, вернёт планету Земля в Эру Мезозойскую, немного изменив слова Циолковского: «Человечество останется на Земле навечно!».

   А яблони на Марсе так и не зацветут.

   P.S. Тут, на днях, Элон Маск пообещал, что уже в ближайшие годы он будет запускать в день по три ракеты с переселенцами на Марс. И за несколько лет перебросит на красную планету миллион человек!!!??? Думаю, Маск, в своё время, начитался Фенимора Купера, Брет Гарта да Джека Лондона и решил, что то, великое переселение европейцев в Америку, он с триумфом повторит в XXI веке. Но плыть на корабле через Атлантику – это не одно и то же, что кувыркаться в невесомости 9 месяцев, да в корабле, чем-то напоминающем трюм работорговцев. И сравнивать цветущую Америку с мёртвым Марсом, значит отправлять колонистов на тот свет.

   Сто лет назад жил в Англии один делец, решивший построить два суперлайнера: «Олимпик» и «Титаник». Звали дельца  Джозеф Брюс Исмей. Лайнеры построили, и 10 апреля 1912 года, «космический» «Титаник» с 900 членами команды и 1317 пассажирами отправился в Америку. Было учтено всё, но, как оказалось, ледяные астероиды встречаются в Атлантике намного чаще, чем в солнечной системе, и в ночь с 14 на 15 апреля, орбиты лайнера и ледяного астроида сошлись. Почти полторы тысячи человек ушли в мир иной. Суперлайнер – тоже. Спаслось 712 человек. Но это в море. В космосе погибают все. И перед тем, как посылать подопытных людей в мир вечной тишины, я бы посоветовал Маску тысячу раз пересмотреть поучительную историю, под названием «Титаник»! Особенно те кадры, когда тонет корабль, а люди падают в ледяную воду. В космосе, в районе Земли, эта «вода» имеет температуру около -170 градусов по Цельсию. 

   Но, самое главное, о чём мечтатель умалчивает, это тот факт, что кроме строжайшего отбора, и многолетних тренировок, только сильнейшие стартуют туда. А значит, практически все добровольцы, пожелавшие покинуть Землю, будут строить не города, а  марсианские кладбища. Поскольку прилетать будут не живые люди, а космические покойники.

   Но перед тем как делать такие галактические заявления, я бы посоветовал Элону несколько раз перечитать «Хижину дяди Тома». И то, что Марс, колонизируемый американцами, скорее всего, станет рабовладельческим, я в этом не сомневаюсь.

   А слова Маска о переселении на Марс в точности повторяют слова Дональда Трампа о безоговорочном присвоении Луны американцами.

   Так что конструктор в точности повторяет слова своего хозяина.

 Валентин 2