Но в короткой статье невозможно описать результаты работы, проведенной на Луне танкеткой. Эта тема требует особого разговора с читателями.
Важно то, что полеты управляемых по радио ракет открыли многое неизвестное ранее, и конструкторы первого космического корабля «Луна-1» достаточно хорошо знали, каковы условия в межпланетном пространстве и на Луне.
Так стартовали ракеты АР
Начальник взлетной установки К. Д. Савельев.
Если вам случалось подъезжать к Москве с севера, может быть, вы заметили справа от дороги странное сооружение — одинокую металлическую башню, возвышающуюся над лесом. Кажется, что она совсем близко, за деревьями. На самом деле, вам пришлось бы ехать километров десять по лесным дорогам, прежде чем вы оказались бы на краю обширного поля и увидели в середине его металлическую башню высотой с двенадцатиэтажный дом. С этого поля, с этой башни начинали свой путь предшественницы межпланетного корабля «Луна-1» — автоматические ракеты.
Все части и материалы поступали сюда по небольшой железнодорожной ветке. На краю аэродрома, близ опушки, видны полукруглые холмы. Это подземные баки, где хранились различные виды топлива, применявшегося на ракетах: бензин, спирт, диборан, азотная кислота, жидкий кислород, фтор и другие.
Инженеры испытывали в полете различные виды топлива. На одних ракетах применяли одно топливо, на других — другое.
Высокая металлическая башня служила не только стартовой установкой, но и стапелем. Здесь ракета монтировалась. Отсюда же она отправлялась в путь. Сама башня напоминает букву «П». Эта гигантская удлиненная конструкция возвышается на 50 метров. Внутри нее и помещалась стройная длинная ракета, похожая благодаря своему оперению на гигантскую стрелу. По своим размерам она была ненамного меньше башни. Вокруг этой стрелы на разных этажах трудились монтажники. Днем и ночью вспыхивали яркие звезды электросварки, жужжали сверла, гудели моторы. Бесшумные лифты скользили по башне, доставляя рабочих и материалы на любую высоту.
Такая работа продолжалась неделями. А затем наступал (на аэродроме это случалось не раз) волнующий момент старта. Монтажная башня тихонько, как бы нехотя, сдвигалась с места и отъезжала в сторону по рельсовому пути. В центре поля в одиночестве оставалась ракета. Протяжный вой сирены оповещал, что поле следует очистить, укрыться в надежные убежища. Усиленный мощными динамиками звук метронома мерно отбивал секунды. Затем тишину разрывал грохот, снопы багрового пламени вырывались из сопел, и ракета медленно отрывалась от бетонного основания.
В те времена еще не было Кавказского межпланетного вокзала. На строительство этого дорогостоящего и технически сложного сооружения мы решились тогда, когда стало ясно, что в межпланетное пространство полетят десятки кораблей. Подмосковная стартовая установка была дешевле и проще, но зато она не помогала ракете набирать скорость. Автоматические ракеты отрывались от Земли с полным запасом топлива. И чтобы облегчить их груз, помочь им в начале пути, к основной ракете присоединялись вспомогательные.
На первых секундах ракету разгонял пороховой стартовый двигатель. Это он опалял багровым пламенем зеленый луг аэродрома. Пороховая ракета работала всего несколько секунд. За это время она поднимала АР на высоту около полукилометра и разгоняла до скорости 250 метров в секунду. Выполнив свою задачу, опустошенная пороховая ракета автоматически сбрасывалась. Громоздкий двигатель спускался на парашюте на просторный аэродром. Двигатель этот можно было использовать для следующей ракеты.
Лишь только прекращал свою работу стартовый двигатель, тотчас же автоматически начинал работать следующий двигатель, на этот раз уже установленный на самой ракете. Все стартовавшие автоматические ракеты были многоступенчатыми, они состояли из нескольких ступеней ракет, соединенных друг с другом. Раньше всего начинали работать двигатели самой нижней, задней ступени. На этой первой ступени устанавливались не жидкостные ракетные двигатели, как на остальных ступенях, а воздушно-реактивные. Ведь двигателю первой ступени приходилось работать на тех сравнительно небольших высотах, где летают обычные реактивные самолеты, да и скорость ракеты в это время тоже была такой же, как у самолетов. Поэтому и целесообразно было установить на первой ступени двигатель такого же типа, как на самолетах — в этих условиях они расходуют гораздо меньше топлива, чем ракетные.
Воздушно-реактивные двигатели проносили ракету сквозь нижние слои атмосферы, а после этого уступали место двигателям следующей, второй ступени. Это были уже жидкостные ракетные двигатели. После отделения второй ступени работал двигатель третьей, а иногда и четвертой ступени. Только тогда ракета, точнее говоря, ее последняя ступень, приобретала необходимую космическую скорость.
Впрочем, даже и эта ступень все же не всегда была последней. Если ракета предназначалась для посадки на Луну, нужна была еще одна ступень, двигатель которой гасил скорость при спуске на Луну.
Так стартовали автоматические ракеты. Они надежно «облетали» трассу Земля — Луна. По этой трассе сейчас полетит и корабль «Луна-1».
Трудности позади
Главный конструктор корабля «Луна-1» Ф. Т. Десницын.
25 ноября — долгожданный день нашего старта. Событие это — итог многих лет напряженного труда и творческих дерзаний, вершина, восхождение на которую было начато свыше 70 лет назад Константином Эдуардовичем Циолковским.
Оглядываешься сейчас на проделанную работу и видишь, какие небывалые трудности стояли на этом пути. Поистине нелегок прыжок в мировое пространство. Только замечательные достижения последних десятилетий в области физики, химии, астрономии, металлургии, теплотехники и других наук позволили нам преодолеть все трудности, и прежде всего самую главную из них — силу тяжести.
Чтобы победить земное притяжение и отправиться в полет на Луну или на планеты солнечной системы, межпланетному кораблю необходимо сообщить скорость отрыва, равную 11,2 километра в секунду.
Единственное средство для достижения такой огромной скорости — жидкостный ракетный двигатель.
Но и с помощью жидкостного ракетного двигателя разогнать корабль до скорости отрыва совсем не просто. И вот почему. Ведь двигатель межпланетного корабля должен быть очень мощным, следовательно, он будет потреблять много топлива. Это топливо приходится запасать в баках корабля, из-за чего взлетный вес корабля получается очень большим, что, в свою очередь, увеличивает потребную мощность двигателя, и, следовательно, снова возрастает необходимый запас топлива и вес корабля. Получается как бы заколдованный круг. За счет топлива взлетный вес корабля становится колоссальным, причем большая часть топлива нужна по существу для того, чтобы разогнать до большой скорости само же топливо Вот почему ученые и конструкторы в течение десятилетий бились над проблемой уменьшения потребного запаса топлива.
Этот запас должен быть гораздо больше, чем нужно только для достижения скорости отрыва. Возьмем, к примеру, наш корабль. Когда он будет взлетать, ему придется преодолеть сопротивление воздуха, на что необходимо затратить некоторое количество топлива. Добавочное топливо понадобится и на то, чтобы с помощью двигателя затормозить корабль, стремительно падающий на Луну. Придется расходовать топливо и при взлете с Луны и при посадке на Землю. Да и какой-то резерв тоже нужен.
Если все топливо, имеющееся на корабле, то есть предназначенное на два взлета и на две посадки, на торможение и на управление, израсходовать только на разгон корабля в безвоздушном пространстве, при отсутствии силы тяжести (это условное пространство Циолковский назвал «свободным»), то скорость корабля была бы, конечно, гораздо больше скорости отрыва — не 11,2, а примерно 23 километра в секунду. Эта скорость носит название идеальной. Она показывает, сколько топлива нужно взять для полета на Луну и обратно.