Драконоборцы. 100 научных сказок - Николай Николаевич Горькавый

Сказка о космических истребителях и звездолётах

– Аурелио Печчеи говорил о внешних пределах развития человечества, имея в виду Землю, – сказал Андрей. – Но если человечество выйдет в космос, то его внешние пределы ничем не будут ограничены.

– Верно, – сказала Никки, которая гостила у принцессы Дзинтары и, по традиции, принимала участие в рассказе вечерних историй. – Всё упирается в космический транспорт, – или, попросту, в ракеты. Тысячелетиями человек мечтал летать как птица, но как только он научился летать, то сразу захотел летать быстрее птиц. Ведь кто быстро летает, тот побеждает в воздушных боях, а также быстрее перевозит пассажиров и важные грузы. Да и вообще – какой землянин не любит быстрой езды? Поэтому, как только братья Райт взлетели на своём самолёте-этажерке, сразу началось соревнование за скорость воздушного судна. Выяснилось, что винтовые самолёты не способны лететь быстрее скорости звука, которая стала пределом для тихоходных самолётов. Человечеству потребовалось полвека, чтобы преодолеть этот барьер и пройти от ажурного самолёта братьев Райт до обтекаемого сверхзвукового реактивного самолёта.

Первые серийные сверхзвуковые истребители взлетели в 1952–1953 годах. В США это был F-100 «Супер Сейбр», который был построен в количестве более двух тысяч; в СССР – «МиГ-19» – таких самолётов было выпущено шесть с половиной тысяч. Конструкторское бюро Микояна и Гуревича разработало немало отличных самолётов, на которых было установлено пятьдесят пять мировых рекордов. В бюро работало много талантливых авиаконструкторов, одним из которых был Анатолий Брунов. Именно он разработал дозвуковой «МиГ-15», который был выпущен в количестве более пятнадцати тысяч штук и стал самым массовым реактивным боевым самолётом в истории авиации. Именно Брунову было поручено разработать сверхзвуковой самолёт нового поколения, и он вместе с другими инженерами создал сверхзвуковой «МиГ-21», который был выпущен в количестве свыше десяти тысяч экземпляров и стал самым распространенным сверхзвуковым самолётом в истории. Этот самолёт с характерным треугольным крылом стоял на вооружении в шестидесяти пяти странах.

Но сверхзвуковые истребители при попытке увеличения скорости столкнулись с очередными препятствиями. Это хорошо видно на примере создания сверхзвукового американского самолёта SR-71 «Чёрный дрозд», который был разработан в 60-е годы XX века. Он предназначался для полётов со скоростью выше 3 Махов, то есть трёх скоростей звука. Как быстро выяснилось, на скорости более 3300 км/час передние кромки крыльев самолёта моментально разогревались до 400 градусов, а средняя температура обшивки составляла около 260 градусов.

– То есть на крыло можно было поставить и быстро закипятить чайник! – сказала Галатея.

– Да, поэтому, чтобы пилоты могли выжить в такой духовке, им пришлось надевать скафандры, похожие на космические, а также охлаждать свою кабину с помощью специальных систем кондиционирования. Для таких скоростных самолётов пришлось разрабатывать системы управления и навигации, а ещё – специальное вязкое топливо, которое нужно было разогревать перед заправкой и использованием. Топлива этот самолёт пожирал огромное количество. Масса полностью заправленного самолёта составляла 77 тонн, из которых почти две трети – 46 тонн – приходилось на топливо. Самолёт не мог взлететь с такой нагрузкой, поэтому он поднимался с аэродрома с небольшим запасом топлива, разгонялся до сверхзвуковой скорости, чтобы прогреть обшивку перед заправкой, потом тормозился, заправлялся в воздухе от специального самолёта-заправщика и только потом мог отправляться в полёт. Топлива хватало максимум на полтора часа, после чего «Чёрный дрозд» должен был снова заправляться в воздухе.

– Вряд ли этот самолёт был массовым, – отметил Андрей.

– Верно. «Чёрных дроздов» было построено всего тридцать две штуки, и стоил каждый самолёт тридцать четыре миллиона долларов. В это время у сверхзвуковых истребителей появились конкуренты – ракеты, которые стремительно пробивали атмосферу, где летали самолёты, и уходили в космические дали. Ракеты стартовали вертикально и были одноразовыми, как снаряд. Появилась мечта – создать такой истребитель, который бы мог взлетать с аэродрома, подниматься к краю атмосферы и выходить в космос. Выполнив задачу, например починив неисправный спутник, такой космический самолёт снова бы возвращался в атмосферу и садился на аэродром как обычный авиалайнер. Над созданием такого космического истребителя бьются конструкторы и инженеры – и проблем там множество, включая перегрев и огромную потребность в топливе. Ведь такой космический истребитель должен летать в десять раз быстрее, чем «Чёрный дрозд»!

– А в фантастике такие истребители уже вовсю бороздят просторы Вселенной. Например, Люк Скайуокер из «Звёздных войн» полетел на таком космическом истребителе к джедаю Йоде и приземлился в джунглях! – оживлённо напомнил Андрей.

– Да, без подобных машин фантастика выжила бы с трудом. Однако если посмотреть без фантастического энтузиазма, то такие истребители – вещь полезная, но в реальности они вряд ли смогут долететь даже до другой планеты, не говоря уж о других звёздах. Для того чтобы стать по-настоящему неограниченным в среде своего обитания, человечеству надо решить проблему космического транспорта. Без межпланетных кораблей мы не сможем расселиться по Солнечной системе, а без межзвёздных кораблей невозможно начать наступление на Галактику.

Никки усмехнулась:

– Редкая фантастическая книга обходится без космических лайнеров, которые движутся между звёзд мгновенно или со скоростью гораздо больше скорости света. Обычно принцип перемещения таких кораблей книжные герои объясняют друг другу с помощью сложенной вдвое косынки или листа бумаги, который протыкается насквозь. Хотя физика каждого последующего столетия часто отменяет запреты физики предыдущих веков, я сильно сомневаюсь, что такие корабли вообще возможны. Но даже создание обычного досветового межзвёздного корабля, вполне разрешённого специальной теорией относительности, наталкивается на колоссальные трудности. Главная проблема – в источнике энергии для движения. Нынешние химические ракеты похожи на огромные бочки с горючим, к которым приделаны двигатели-горелки и крохотная кабина с космонавтами. Мы только мечтаем о кораблях на атомной или термоядерной энергии. Создание таких кораблей – задача, которая будет стоять перед учёными и инженерами в ближайшие десятки лет.

Более того, для освоения Солнечной системы нам не нужны очень быстрые корабли, нам нужны космические транспорты, которые двигались бы с ускорением, сопоставимым с ускорением земного притяжения – в одно g («Же»). Стандартное значение «Же» приблизительно равно десяти метрам в секунду в квадрате. Это позволит сократить время путешествий по Солнечной системе с многих месяцев и даже лет до нескольких недель, что не только удобно, но и безопасно, потому что длительное пребывание человека в космическом пространстве угрожает его здоровью из-за радиации, которая резко усиливается при солнечных вспышках.

– А мы почему не боимся этой радиации? – спросила Галатея.

– Нас защищает магнитное поле Земли и земная атмосфера. Поселения людей на Луне или Марсе тоже можно сделать хорошо защищёнными, например с