Одна за другой проходят последующие стартовые команды: «Протяжка», «Продувка», «Ключ на дренаж». По команде «Протяжка» осуществляется контроль состояния всех систем ракеты-носителя. Для этого протягиваются лепты телеметрической записи. Многоканальная телеметрическая информация, регистрируемая на лентах, позволяет оценить параметры всех систем и агрегатов ракетно-космического комплекса непосредственно перед стартом. По команде «Продувка» азотом продуваются трубопроводы и камеры сгорания двигательных установок. Команда «Ключ па дренаж» означает, что закрываются все дренажные клапаны и прекращается подпитка топливных баков.
Непосредственно перед стартом отводятся фермы обслуживания. По команде «Земля - борт» отсоединяются штепсельные разъемы кабелей, соединяющие ракету-носитель с наземными коммуникациями (она переводится на автономное управление и бортовое питание), отводится заправочная кабель-мачта. Заканчивается продувка азотом топливных магистралей.
Открывается главный клапан горючего, а затем клапан окислителя на предварительную ступень.
...В шлемофонах, надетых на голову, мы слышим команду «Зажигание». Это значит, что горючее и окислитель уже поступили в камеры сгорания. Сейчас сработает пирозажигающее устройство; оно создаст в камерах сгорания факел пламени.
Из-под ракеты вырывается ослепительное пламя. Раздается оглушительный грохот. Но ракета еще неподвижна. К нам в кабину не проникает ни ослепительный отблеск пламени, ни грохот включившихся двигателей. Мы слышим лишь небольшой шум и ощущаем вибрацию.
Двигатели ракеты выходят сначала на промежуточный, а затем на расчетный режим тяги. Вот они набрали полную мощность, давление в камерах сгорания достигло рабочего, тяга двигателей превысила вес ракеты-носителя - и она медленно поднимается над стартовым столом, освобождаясь от захватов поддерживающих ферм. Ракета начинает стремительный разгон в космические дали.
Автоматические и пилотируемые аппараты запускаются на орбиты искусственных спутников Земли и к другим небесным телам с помощью космических ракет. Их называют ракетами-носителями. В Советском Союзе создано несколько типов таких ракет. Это ракета-носитель «Космос», которая выводит на околоземные орбиты спутники, ракета-носитель «Восток», благодаря которой стал возможен полет человека, ракета-носитель «Протон», обеспечивающая запуск тяжелых спутников. Создаются еще более мощные и совершенные космические ракеты.
Традиционным при встречах со школьниками стал вопрос, почему ракеты делают многоступенчатыми.
Одноступенчатая ракета, даже самая лучшая, с самым хорошим двигателем, заправленная лучшим топливом, не в состоянии вывести на орбиту даже маленький спутник Земли. В гравитационном полете без учета сопротивления воздуха она в лучшем случае сможет достичь скорости около 4570 метров в секунду. Как же быть? Увеличить скорость можно, соединяя последовательно две или несколько ракет, то есть образуя многоступенчатую ракету!
Почему же все-таки нельзя создать одну большую одноступенчатую ракету? А дело в том, что в соотношении масс топлива и конструкции ракеты устанавливается определенный предел. Помните, мы говорили, что хороша та ракета, у которой наибольшую массу занимает топливо. Но количество топлива при заданной конструкции имеет определенную конечную величину. Попытки увеличить количество топлива неизбежно приведут к утяжелению конструкции ракеты. А чтобы сообщить ускорение этому дополнительному весу конструкции, опять нужно топливо. Словом, достигнув определенного соотношения масс топлива и конструкции ракеты, мы окажемся в заколдованном круге.
Выход тут в одном - как можно быстрее отделять от ракеты те массы, которые уже не нужны для продолжения ее движения, - отработавшие двигатели, пустые баки. Этого можно достичь в схеме многоступенчатой ракеты, где каждая ступень представляет собой самостоятельный блок с собственным двигателем и собственными баками для топлива. Когда все топливо в ступени сгорает, она отделяется от остальной ракеты, и таким образом масса, которой двигатель следующей ступени должен сообщить ускорение, становится значительно меньше.
Но не следует думать, что число ступеней ракеты можно увеличивать неограниченно. Расчеты показывают, что, если максимальная скорость, которую можно достичь с помощью многоступенчатой ракеты, возрастает в арифметической прогрессии, полная масса ракеты возрастает в геометрической прогрессии. В стремлении получить все большую скорость ракеты мы очень скоро убедимся, что достигается это слишком дорогой ценой.
...Однако вернемся к нашему полету, тем более что сейчас самый ответственный момент - выведение корабля на орбиту. Надо доложить на Землю, как у нас обстоят дела: там, естественно, беспокоятся.
Вы чувствуете, как наливается свинцом тело, плотнее вдавливается в кресло? Попробуйте поднять руку! Она стала тяжелей в несколько раз. Во сколько? Вот прибор, показывающий величину перегрузки. В его окошечке цифра «2,5». Это значит, что вес нашего тела стал как бы в два с половиной раза больше.
Исследованиями и экспериментами установлено, что здоровый и тренированный человек удовлетворительно переносит 6-7-кратное превышение своего веса в течение пяти минут и более; 10-кратное - в течение двух минут и 12-кратное - в течение нескольких десятков секунд. И это не в любом положении тела, а лишь тогда, когда перегрузка действует в направлении «грудь - спина». В таком положении мы сейчас с вами находимся. Так в космическом корабле устанавливаются кресла.
А что случится, если перегрузки превысят те, о которых мы говорили выше? В этом случае человек может потерять сознание. С нетренированным человеком это может произойти, когда перегрузка достигнет всего лишь пяти единиц.
...Нас продолжает сильнее вдавливать в кресло. Перегрузка растет. Но вот, достигнув максимума, она ослабевает. Уменьшились шум, вибрация. Это значит, произошло отделение первой ступени, в результате чего тяга снизилась. Через несколько секунд перегрузка снова возрастает.
Снижение и увеличение перегрузки происходит и после отделения второй ступени - это время выключения двигателей одной ступени и выхода на расчетный режим тяги другой.
Наконец наступает полная тишина. Отработала третья ступень ракеты-носителя. Вскоре она отделяется от корабля и, сверкая в солнечных лучах, остается позади.
Мы на орбите!
По команде программно-временного устройства раскрываются панели солнечных батарей, антенны бортовых радиотехнических средств.
Но что это, наш корабль медленно вращается? В иллюминаторах попеременно показываются Земля, Солнце. Здесь нет ничего необычного: произошло это из-за возмущений при отделении от последней ступени. Сейчас включится одна из основных систем корабля - система ориентации и управления движением, и вращение прекратится.
Не успели мы прийти в себя от состояния перегрузки, как оказались в другом - в состоянии невесомости. Оно наступает сразу же, как только корабль достигнет орбитальной скорости и прекратится работа двигательной установки последней ступени ракеты-носителя.
Невесомость - наиболее характерный фактор космического полета. С другими факторами - шум, вибрация, ограниченный объем жизненного пространства, искусственная атмосфера - человек в той пли иной мере встречается в земной деятельности, например во время плавания па подводных лодках, в полетах на самолетах. Невесомость же присуща только космическому полету.
Когда наш корабль достиг первой космической скорости, сила земного тяготения уравновесилась центробежной силой, действующей в противоположном направлении. В результате этого возник эффект потери веса. Появилась так называемая динамическая невесомость. При полетах к планетам, далеко удаленным от Земли, возможен другой вид невесомости - статическая невесомость. В этом случае тело практически не будет испытывать воздействия силы тяжести или в равной мере будет подвергаться притяжению Земли и других небесных тел.