Как летают ракеты?
Движение в межпланетных просторах
У многих людей часто возникает желание сказать новое слово в механике.
Не так давно один озорной писатель пришел к глубокому заключению: «Главный закон движения: палок не должно быть больше, чем колес».
Да, конечно, лучше, когда на любом пути — будь то стремление к прогрессу или быстрая езда на автомобиле — нет раздражающих препятствий (хотя хорошо, когда есть собственные исправные тормоза…).
Изобретатели современных видов транспорта сумели, правда, даже сопротивление среды заставить помогать движению. Корабли и пароходы двигаются в воде, отталкиваясь от нее, правильно сконструированные крылья, используя подъемную силу воздуха, устремляют ввысь самолеты. Для торможения применяется знакомая нам сила трения корабля или самолета о воду или воздух.
Однако как поступить, если внешней среды… нет? Как летать в безвоздушном пространстве?
Испытание одной из первых советских ракет в начале 30-х годов нашего столетия. Слева — С. П. Королев, будущий академик, создатель советской космической техники.
Еще Ньютон рассчитал, что для отлета с Земли снаряду нужно сообщить скорость около 8 километров в секунду, или почти 29 тысяч километров в час. Хорошо, а как двигаться потом?
И здесь снова приходят на помощь законы Ньютона. Действие равно противодействию и направлено в противоположную сторону, помните?
Если снаряд-ракету снабдить в дальний путь достаточным количеством топлива, которое будет сжигаться в «топке» двигателя и вырываться наружу в виде раскаленной струи газа, то сам снаряд-ракета станет с такой же мощной силой двигаться в направлении, противоположном истечению струи.
Реактивное движение
Этот замечательный способ движения получил название реактивного — тело бурно реагирует на движение сжигаемого топлива.
Для такого движения не нужна опора в виде воды или воздуха — тело при реактивном движении отталкивается не от воздуха, а от самого себя… С помощью реактивного движения можно поднимать тяжелые ракеты в космос, этот же принцип позволяет космическим аппаратам маневрировать в безвоздушном пространстве, выпуская в необходимый момент и в нужную сторону запас сжатого газа из баллонов, установленных на корпусе аппарата.
Движение в безвоздушном пространстве космических кораблей, выводимых на орбиту мощными ракетами-носителями, основанное на законе всемирного тяготения Ньютона, олицетворяет неразрывную связь классической и современной физики.
Сейчас, в эпоху бурного развития космонавтики, нам легко рассуждать о ракетном движении. Попробуйте же представить себе, какая нужна научная смелость, чтобы убежденно писать и говорить о космических полетах на рубеже XIX и XX веков, когда первые самолеты еще только начали осваивать воздушное пространство Земли! Таким провидцем оказался наш выдающийся соотечественник, калужский учитель Константин Эдуардович Циолковский.
Циолковский опубликовал много научных работ, где строго и обоснованно доказал техническую осуществимость космических полетов в ближайшем будущем, привел полученные им формулы, позволяющие оценить все основные параметры ракеты, выводящей на земную орбиту космический корабль.
Циолковский мечтал и о более далеких событиях — о полном освоении космоса человечеством. В книге «Исследование мировых пространств ракетными приборами», увидевшей свет в 1926 году, он пишет, зримо представляя себе будущее человечества: «Вокруг Земли устанавливаются обширные поселения. Используют солнечную энергию не только для питания и удобств жизни (комфорта), но и для перемещения по всей Солнечной системе. Основывают колонии в поясе астероидов и других местах Солнечной системы, где только находят небольшие небесные тела. Развивается промышленность и размножаются невообразимо колонии…
Наконец, население Солнечной системы делается в сто тысяч миллионов раз больше нынешнего земного. Достигается предел, после которого неизбежно расселение по всему Млечному Пути».
Советская орбитальная станция «Салют» состыкована с кораблем «Союз».
Всего лишь через 31 год после опубликования этой удивительной книги, 4 октября 1957 года, первый советский искусственный спутник Земли открыл космическую эру.
Космические аппараты устремились к Венере и Меркурию, Марсу и Юпитеру. Советский человек Юрий Гагарин впервые совершил полет вокруг Земли, Алексей Леонов вышел из корабля в открытый космос, американские космонавты совершили посадку на Луне, сделанные в СССР межпланетные космические аппараты «Луноходы», послушно повинуясь командам Земли, путешествовали по Луне…
Источник: Марк Колтун “Мир физики“.
