Вот вам «да» и «нет».
Так появились криотроны — сверхпроводящие элементы вычислительных машин — «думающие» ячейки. Слово «сверхпроводящие» указывает на то, как они работают.
Когда надо говорить «да», криотрон — сверхпроводник, а когда «нет», он перестает быть сверхпроводником.
Криотроны появились, когда ученые только еще начали нащупывать возможности сверхпроводимости. Самый первый криотрон был устроен так. Вокруг маленькой проволочки из редкого металла — тантала намотали вторую из еще более редкого — ниобия. Все это находилось в жидком гелии. Температура 4° К. Не жарко! В той и другой проволочке появляется сверхпроводимость. Только в тантале она как бы слабее. Ее легче разрушить магнитным полем. Поэтому, когда ток в проволочке из ниобия станет большим, танталовая проволочка перестанет быть сверхпроводящей из-за магнитного поля ниобия. Так и получается нечто вроде электронной лампы. Ток ниобия управляет током в тантале. То тантал сверхпроводник, то сверхпроводимости уже нет, в зависимости от того, сильный или слабый ток идет в ниобии. В нашей машине вместо криотронов действуют тончайшие пленки из полупроводников. В одном кубометре их больше миллиона. Получается маленький по размерам «электронный мозг». Работает он быстро, хорошо, энергии потребляет совсем немного. А это нам в корабле очень важно.
Но он тоже «сверхпроводящий». И требуется нашему «лоцману» сверххолодная каюта.
Электронная машина охраняет нас от метеоритов и всяких неприятностей по дороге.
Чуткие приборы-локаторы издалека замечают приближающийся метеорит. Сразу же об этом «узнает» электронный мозг. Он искусно маневрирует, за кратчайшее время успевает повернуть корабль — сторону, чтобы избежать столкновения. Потом следует самое главное. Надо восстановить правильное движение, снова попасть на трассу.
Мозг справляется и с этой задачей. В машинной «памяти» тоже стоят сверхпроводящие пленки. Они быстро работают, места занимают мало.
В общем, электронный мозг — замечательное существо. Так и хочется сказать — живое. Столько он умеет, столько делает и как быстро «думает»! Человек не успел бы даже пошевельнуться, а машина уже изменила движение космического корабля, он извернулся, обошел стремительный метеорит и снова лег на прежний курс!
Летать нам также помогают сверхнизкие температуры.
Наш корабль двигается с помощью жидкого водорода и жидкого гелия. Сначала обычная ракета выносит его за пределы земного притяжения. Ракета сделала свое дело и сгорела. Настала очередь наших собственных двигателей.
Это двигатели атомные.
Ракетный двигатель работает, как обитатель морей — каракатица или осьминог, иначе именуемый кракеном. Он выбрасывает струю воды и движется в противоположном направлении. Из сопла ракеты летит раскаленная струя газа, а сама ракета стремительно удаляется ввысь. Чем больше скорость выбрасываемой струи, тем большую скорость дополнительно получит ракета.
Ракета может двигаться где угодно. В воздухе, без воздуха, около Венеры, Марса, в далеких звездных мирах. Ей это в высшей степени безразлично!
В атомной ракете главное действующее лицо — атомный котел. Он и есть источник энергии. Урановое горючее расположено в замедлителе. В котле постоянно выделяется энергия. Ее нужно забрать и передать топливу ракетному. Для этого мы и взяли с собой жидкий водород и гелий. Жидкие газы занимают меньше места. Топливо пускают в атомный котел, жидкость моментально становится газом, сильно нагревается, и горячий газ пестрым веером вылетает из сопел.
Так действует наш ракетный двигатель. Мы постепенно разгоняемся все больше и больше.
Ракеты сегодня
Наше путешествие закончилось. Мы прибыли на… Землю.
Земля 1965 года. Но это уже не привычная планета, которую обживают люди. Нет, с первых полетов советских искусственных спутников Земля — стартовая площадка для путешествий в космос. И корабль предыдущих страниц этой книги, может быть, уже строится. Может быть, его контуры начерчены у конструкторов на плотных листах ватманской бумаги.
Мы с вами летали с помощью сверххолода. Действительно ли будет так — угадать трудно. Но для низких температур хватает дела и сегодня. Без жидких газов не обходится почти ни один полет ракеты и запуск спутника или могучего космического корабля.
Это великолепное, фантастическое зрелище. Ничего подобного нигде не увидишь. На платформе — грандиозная сигара. Она устремилась вверх — туда, куда ринется через несколько минут. Раздается команда, а за ней страшный взрыв. Из-под сигары летят клубы пламени и дыма. Плавно, словно нехотя, ракета отделяется от Земли и величественно поднимается. Через несколько секунд она уже несется стремглав, нам виден только огромный «хвост» — путь ракеты в атмосфере Земли.
Пока что все ракеты термохимические. Как они работают, мы уже говорили. С громадной скоростью вылетают из сопел ракеты частички газов. Стремительным веером разносятся в пространстве, пылая ярким пламенем. Они и создают тягу, они и увлекают ракету вперед, ввысь.
При виде этого «загоревшегося» неба невольно думаешь: «Где уж тут искать низкие температуры!» Но, между прочим, температура некоторых частей водородной бомбы за секунду до взрыва тоже немногим отличается от абсолютного нуля.
Топливо часто состоит из двух частей: горючее и окислитель. Роль горючего ясна — сгорая, оно и образует газы, которые так стремительно вырываются из ракеты. Чтобы лучше использовать горючее, его смешивают с окислителем. Помните, в доменную печь вдувают кислород. Чтобы уголь сгорел там лучше, чтобы поменьше его тратить. Но там можно просто сжечь побольше топлива. А вот для ракеты важны первые секунды, когда она набирает скорость. Надо сжечь топливо побыстрее и получше. Поэтому обязательно нужен окислитель.
Что же из них жидкий газ?
Иногда и то и другое.
Конечно, понятно, почему берут именно жидкие газы. Меньше занимают места — вот в чем дело.
Прекрасное горючее — жидкий водород. Правда, работать с ним надо осторожно. Уж больно он капризен. Чуть что — грозит взрывом. А потом еще одна неприятность. Водород любит очень низкую температуру. Чуть мы зашли выше 21 градуса Кельвина — прощай жидкость. Водород быстро вскипает. А это уже не годится. Газ может буквально в щепки разнести баллон, в котором до сей поры он благополучно существовал. Надо следить за температурой, не допускать тепло к газу, изолировать баллон. Значит, нужна сильная теплоизоляция. И ракета станет тяжелее. Поэтому поступают когда как. У одних ракет горючее — газ, у других — твердый порошок. Но окислитель — обязательно сжиженный газ. Чаще всего кислород. Например, в Америке почти вся продукция «фабрик жидкого кислорода» идет прямо на ракетодромы.
Есть еще один прекрасный окислитель. Но вот беда — связываться с ним очень неприятно.
Мы уже встречались с инертными газами. Не правда ли — удобные вещества? Можно за них не беспокоиться. Поместить в любой сосуд, оставить по соседству с любым веществом. Ничего не случится.
Но существует очень деятельный элемент, пожалуй, самый ехидный элемент на свете. Имя ему — фтор. Это — все разъедающий газ. Он вступает в реакцию с чем угодно и когда угодно. Чтобы хранить фтор, придумывают специальные сосуды из парафина или покрывают стенки сосудов особыми оболочками из соединений фтора. С ними он уже не может соединяться. Одним словом, хлопот этот газ доставляет очень много.
От фтора могут пострадать не только уголь или дерево, стекло, бетон, несгораемый асбест. Даже вода и та иногда загорается, если поблизости появится фтор. Ко всем прочим прелестям фтор еще очень ядовит. Вот почему жидкий фтор используется не так уж часто.
«Мозг» страны сверххолода
Низкими температурами занимаются давно. Даже сверхпроводимости уже стукнуло пятьдесят лет. Вполне солидный возраст.