Кажется, я очень много написала тут о нашей кухне. Но все это так необычно, что я просто не могла удержаться. Зато теперь расскажу о более серьезных вещах. Астроплан - сложная машина, оборудованная по последнему слову науки и техники. Его многочисленные аппараты и приборы потребляют немало энергии. Откуда же взять столько энергии, чтобы ее хватило на все путешествие с Земли на Венеру и обратно, да еще и на все время жизни на Венере? Я спросила об этом Вана (ведь он ведает энергетикой корабля), а он ответил мне:
- Чего-чего, а энергии у нас вдоволь! На этот счет можете не беспокоиться, девушка (почему-то он очень любит называть меня "девушкой", говорит, что привык так обращаться к студенткам, которые работали с ним в разных экспедициях. Ну и пусть, мне все равно!).
Прежде всего он показал мне аккумуляторное отделение. Ох, как там много этих самых аккумуляторов, целые шкафы заставлены, только не такими, к каким мы привыкли, а совсем крохотными. Они называются микроаккумуляторами, их сконструировали в Институте электропроблем всего несколько лет назад. Я думаю даже, что если бы не было микроаккумуляторов, то вряд ли можно было бы так остроумно и экономно наладить все наше электрическое хозяйство. Впрочем, надо сначала рассказать, что это такое.
Аккумуляторы различаются по своей емкости - величине электрического заряда. Это понятно всякому школьнику. Но до сих пор в ходу были только неуклюжие, большие аккумуляторы старого типа. Они были очень неудобными, емкость их была ничтожной. И вот еще в начале нашего века советский академик Иоффе теоретически предсказал, что могут быть аккумуляторы иного типа. А потом ученые разработали эту теорию и создали микроаккумуляторы.
Величина их не превышает спичечной коробки. А емкость одного микроаккумулятора так велика, что он может питать энергией машину в 25 лошадиных сил на протяжении 100 часов! Как он устроен, я, к сожалению, не могу рассказать, потому что электрохимию знаю очень плохо. Ван Лун начал было объяснять мне, но тут же бросил: должно быть, по моему лицу безошибочно определил, что я ничего не понимаю. Ну и ладно, будет время - сама разберусь!
Целые шкафы таких микроаккумуляторов стоят у нас в особом помещении. Как только работающий аккумулятор разрядится, автоматические приборы немедленно подключают свежий. Но каким бы огромным ни был общий заряд всех микроаккумуляторов, его не может хватить для работы множества машин и аппаратов на все время путешествия. Значит, аккумуляторы надо заряжать. А откуда взять нужную для этого энергию?..
Конечно, ее можно было бы получать от электрогенераторов, работающих на каком-то топливе. Но для этого нужны и сами генераторы и топливо для них. А это лишний груз для астроплана. И вот тут я расскажу о самой замечательной конструкции, которую разработали ученые Шанхайского института энергетических проблем специально для нашего межпланетного корабля.
Они осуществили оригинальный и абсолютно надежный способ постоянно получать энергию на протяжении всего путешествия. И все это сделано под руководством профессора Ван Луна, нашего Вана.
Уже давно ученые мечтали о том, чтобы осуществить непосредственное превращение лучистой энергии Солнца в электрическую. Именно - непосредственное, а не при помощи каких-либо промежуточных процессов, громоздких и неудобных. В самом деле, ведь было относительно легко соорудить огромное мощное зеркало, которое собирало бы в фокус солнечные лучи и нагревало ими котел с водой. А вода, превращенная в пар, могла бы двигать генератор и давать электроэнергию. Такие установки широко строились в первой половине нашего столетия и даже приносили некоторую пользу Но все они. были очень громоздкими и маломощными. Главное же - солнечная энергия в них использовалась всего на каких-то 5-10 процентов. Ничтожное количество! И очень легко понять, почему так получалось. Ведь в тех установках лучистая энергия Солнца сначала превращалась в тепловую, затем в механическую - и только после этого уже в электрическую.
А вот если бы превращать лучистую энергию непосредственно в электрическую без неизбежных для промежуточных превращений потерь, тогда и процент использования обязательно повысился бы. Но как осуществить такое непосредственное превращение? Никто не знал этого.
Так дело обстояло очень долго - пока наука не открыла чудесные свойства своеобразных веществ, названных полупроводниками.
Эти вещества вначале, казалось, вообще были ни к чему в технике. Ведь все они - и германий, и селен, и кремний, и окись меди, и другие - не годились ни в проводники электрического тока, ни в изоляторы. Но оказалось, что именно они положили начало новой эре в использовании лучистой энергии Солнца. И все дело было в свойственном им явлении фотоэффекта.
Выяснилось, что если полупроводники освещать, то они выбрасывают находящиеся в них свободные электроны и таким образом сами дают электрический ток.
Первое время такие полупроводниковые фотоэлементы превращали в электрическую энергию только 10 процентов лучистой солнечной. А потом их удалось усовершенствовать - и они начали превращать уже до 20 процентов. И это было уже совсем иное дело!
Вот профессор Ван Лун и решил:
- Кто мешает нам использовать полупроводниковые фотоэлементы для того, чтобы получать электроэнергию во время межпланетного путешествия? Ведь сторона астроплана, обращенная к Солнцу, неизменно будет освещаться его яркими лучами. И это освещение будет вполне постоянным, так как на протяжении всего перелета ни одно облачко не закро. ет астроплан от могучего сияющего Солнца. Следовательно, если вмонтировать в стенки корпуса астроплана полупроводниковые фотоэлементы, они неустанно будут превращать лучистую энергию Солнца в необходимую нам электрическую. Вот где источник энергии для питания всего хозяйства межпланетного корабля!
И вот оказалось, что идея профессора Ван Луна целиком оправдалась.
Во внешних стенках нашего астроплана вмонтированы маленькие полупроводниковые фотоэлементы. Их множество, просто даже невероятно большое количество. Все они соединены группами, последовательно, чтобы получить от них нужное нам напряжение. А группы уже соединены параллельно, чтобы получаемый от них ток оказался нужной мощности. Как будто - просто? А как трудно было конструкторам разместить и распределить все эти неисчислимые фотоэлементы, да еще и так, чтобы они не уменьшили прочности супертитановой оболочки астроплана!
Так или иначе, Солнце сияет в межпланетном пространстве вполне исправно, без перебоев, и точно так же исправно, без перебоев, работают наши полупроводниковые фотобатареи, которые в общей сложности представляют собою целую фотоэлектростанцию. Ток, получаемый от этой фотоэлектростанции, все время заряжает микроаккумуляторы - и мы не чувствуем никакой нехватки электроэнергии, которая поступает к нам без малейших усилий с нашей стороны. Как в волшебной сказке!
Николай Петрович сказал между прочим:
- Наша энергосистема должна работать совершенно безотказно, еще более точно, чем человеческое сердце!
И я понимаю, что это так. Ведь от нашей фотоэлектростанции целиком зависит работа всех механизмов и автоматических аппаратов астроплана. А это целое сложное хозяйство.
Вот я выписала здесь столбиком перечень, из чего состоит работа нашего машинного хозяйства (под диктовку Ван Луна):
1. Очистка воздуха, конденсация воды и вентиляция помещений корабля.
2. Освещение и отопление астроплана.
3. Работа вспомогательных механизмов - автоматических запоров дверей, гамаков, шкафов, буфета - да тут всего и не перечислишь!
4. Работа автоматических приборов и аппаратов, связанных с управлением астропланом.
5. И, наконец, автоматическое действие механизмов, которые управляют ракетными двигателями, подают в них жидкое горючее - атомит. Но об этом нужно поговорить отдельно. И это я знаю уже не со слов Ван Луна, а по рассказам самого Николая Петровича.
Вначале мне, признаюсь, было страшно представить себе, что тут же, под нами, лежит многотонный запас атомита, нового атомного взрывчатого вещества огромной силы. Динамит, пироксилин, нитроглицерин, тринитротолуол - все эти взрывчатые вещества не могут идти в сравнение с атомитом. Это новое вещество было создано всего два года назад Ленинградским и Киевским институтами физической химии. И, как говорит Николай Петрович, только это дало возможность осуществить межпланетное путешествие на таком относительно маленьком корабле. Николай Петрович объяснял мне так:
- Вот вы уже знаете, Галя, что без нашей фотоэлектростанции и микроаккумуляторов мы не могли бы обеспечить астроплан нужным количеством электроэнергии. Без автоматических механизмов управления и без зорких земных постое, без радиолокации мы не могли бы лететь так уверенно и надежно. Но главное все-таки - атомит.
Оказывается, наука и техника до последнего времени не могли осуществить пассажирское межпланетное путешествие потому только, что не существовало нужного горючего для ракеты. Можно было отправить снаряд "Луна-1" и даже корабль "Луна-2", облетевший вокруг Луны и возвратившийся на Землю. Но пассажирский межпланетный корабль - совсем другое дело.
Ведь каждый пассажир - это не только его вес, но и вес продуктов питания и многочисленных аппаратов, которые должны обслуживать человека в пути. Каждому пассажиру нужно в день никак не меньше 600 граммов еды - это минимум. Сколько же пищи приходится везти с собою в астроплане трем путешественникам, летящим на Венеру и обратно?.. Какой это огромный груз!
Значит, какую массу горючего сожжет ракета, нагруженная таким образом! Ведь корабль должен не только подняться с Земли и развить космическую скорость, но потом и вторично взлететь с поверхности Венеры. И здесь получается что-то похожее на заколдованный круг.
Межпланетный корабль должен везти в своих баках очень много горючего - и поэтому его общий вес увеличивается. Но тогда для его разгона нужно тратить еще больше горючего и снова увеличивать емкость баков. А чем больше баки, тем больше надо горючего для разгона корабля - и так без конца! Выходит, что за счет топлива взлетный вес корабля становится огромным и главная часть топлива нужна, по сути, только для того, чтобы разогнать до огромной скорости это самое топ. ливо. Где же выход? Как уменьшить запас топлива, необходимого для полета? Это и было главной задачей многих ученых и конструкторов в течение десятков лет.
- Конечно, у них была своя путеводная звезда, - сказал Николай Петрович, рассказывая мне обо всем этом. - Великий основоположник реактивной техники и звездоплавания Циолковский оставил науке свою знаменитую формулу, по которой можно определить запас горючего для межпланетного корабля. По этой формуле конечная скорость любой ракеты (значит, и астроплана, пользующегося ракетными двигателями) зависит от той скорости, с которой продукты сгорания (газы) вытекают из двигателя, и от того, какую долю общего веса корабля при взлете составляет вес топлива. Чем больше скорость истечения газов, тем меньше можно взять топлива.
Итак, вес топлива можно было определить по формуле Циолковского, но от этого конструкторам не становилось легче.
- Я бы на их месте давно пришла в отчаяние и бросила все дело, - честно призналась я Николаю Петровичу.
- Это потому, милая Галя, - ответил он, - что у вас нет еще нужных для ученого настойчивости и терпения.
Настойчивость и терпение! Звучит это очень красиво, но… нет, надо объяснить, в чем тут было дело, какие трудности стояли перед конструкторами!
Чтобы победить земное притяжение и достигнуть Венеры, астроплан должен развить колоссальную скорость - 11,5 километра в секунду. Это известно всем. Если перевести эти цифры на более понятный язык, то выйдет, что астроплан должен лететь со скоростью свыше 40 000 километров в час, - значит, он мог бы за один такой час облететь всю Землю по экватору! Неплохая скорость!
Но, оказывается, если делать расчеты только по одной этой скорости, то из путешествия ничего бы не вышло. И вот почему.
Взлетая с Земли, корабль должен преодолеть сопротивление воздуха - затратить дополнительное горючее; это раз. Горючее необходимо и для торможения астроплана при посадке на Венеру, иначе он просто разобьется; это два. Второй взлет, уже с поверхности Венеры, - снова топливо; это три. Торможение при посадке на Землю - опять топливо; это четыре. Ну, и некоторый запас горючего на непредвиденные случайности, вроде нашего столкновения с метеоритом; это пять.
Если бы все горючее, которое астроплан должен иметь в своих баках (на два взлета, две посадки, управление в пути и резервный запас), израсходовать на разгон корабля в безвоздушном пространстве, где нет сопротивления воздуха, то межпланетный корабль развил бы так называемую "идеальную" скорость. Не 11,5 километра в секунду, а около 30 километров в секунду. Такую скорость и клали в основу своих расчетов конструкторы…
- И многие из них, как и вы, Галя, в отчаянии хватались за голову: положение казалось действительно безвыходным, - добавил, улыбаясь, Николай Петрович. - Понятно, что еще в пятидесятых годах нашего столетия межпланетное путешествие было несбыточным…
Осложнение заключалось в том, что в те времена скорость истечения газов из жидкостных ракетных двигателей не превышала трех километров в секунду. А при таком условии, как показывает все та же знаменитая формула Циолковского, для достижения скорости астроплана в 30 километров в секунду нужен был совершенно фантастический запас топлива. Вес топлива при взлете должен был превышать вес самого астроплана - в 22 000 раз! Конечно, при таких условиях полет был просто немыслим.
Конструкторы придумывали массу обходных путей для того, чтобы уменьшить запас топлива при взлете. Еще сам великий Циолковский выдвигал идею о взлете астроплана не с Земли, а с ее искусственного спутника - вроде наших "Диск-1" и "Диск-2". Если астроплан взлетел бы с такого искусственного спутника, то ему не надо было бы преодолевать сопротивление воздуха да и земное тяготение было бы меньше, значит запас топлива сильно уменьшился бы, а главное - можно было бы использовать большую скорость спутника. Но пока такая идея неосуществима, искусственные спутники еще слишком маленькие, они не годятся для роли межпланетных вокзалов…
Была и другая идея - создание ракетных поездов, составных ракет. В таком поезде задняя ракета служит для взлета в земной атмосфере. Она толкает переднюю ракету, двигатели которой пока не работают, разгоняет ее, а потом, когда запас горючего задней ракеты израсходовался, она отваливается от первой ракеты и падает обратно на Землю. А первая летит дальше: она получила уже некоторую скорость, прошла плотные слои атмосферы - и ее ракетные двигатели начинают работать в условиях почти безвоздушного пространства. Но и эта идея оказалась иока что практически не осуществимой для нашей цели, хотя при отправлении мы использовали кое-что от нее: я говорю о ракетной тележке, которая вынесла межпланетный корабль в разреженные верхние слои атмосферы при старте с Земли.
Но все это было неполным решением вопроса. Оставался только один реальный путь: искать горючее, у которого скорость истечения газов была бы значительно большей. Над этим конструкторы и изобретатели бились много лет.
- Они достигли больших успехов, но всего этого было мало для межпланетных путешествий, - говорил Николай Петрович. - Для земных перелетов новые виды горючего оказались превосходными, а для космических - все еще слабыми…
Что касается земных перелетов, то тут все обстоит хорошо, это я сама знаю. Сейчас ракетопланы и стратопланы летают с такой скоростью, которая и не снилась в пятидесятых годах. Ракетоплан Москва - Пекин, например, покрывает весь путь всего за полчаса!
Я сказала об этом Николаю Петровичу. Он подтвердил:
- Да, да, это так. Скорость истечения газов у ракетопланов повысилась до 4–5 километров в секунду. Это большое достижение техники. Но разве такая скорость могла бы удовлетворить конструкторов межпланетного корабля? Конечно, нет.
И вот, когда, казалось, были исчерпаны все возможности, когда ученые убедились, что из обычного горючего нельзя выжать большей скорости истечения газов, на помощь пришла советская атомная техника. Два научно-исследовательских института - Ленинградский и Киевский институты физической химии - почти одновременно разработали новые типы атомного горючего. Один из них, атомит, вывел конструкторов межпланетных кораблей из безнадежного тупика: межпланетное путешествие стало реальностью!
Новое изумительное атомное горючее, изобретенное советскими учеными, дало возможность сконструировать ракетные двигатели, в которых газы вытекают со скоростью 12 километров в секунду. Атомит оказался волшебным ключом к двери в межпланетное пространство (это не я придумала такое красивое сравнение, так сказал Николай Петрович!).
На нашем астроплане установлены именно такие ракетные двигатели. Что это дало?
Раньше, до изобретения атомита, вес топлива должен был бы превышать вес корабля в 22 000 раз. А при атомите вес топлива превышает вес корабля всего примерно в 12 раз.
- Но не следует думать, - говорил Николай Петрович, - что конструкторов нашего астроплана радовало такое соотношение. Конечно, 1:12 совсем не похоже на прежнее 1:22 000, однако и оно создавало огромные трудности для конструкторов… Вы держали когда-нибудь в руках, Галя, обыкновенную, самую простую железную садовую лейку для воды? - спросил меня Николай Петрович.
- И даже воду в ней носила, поливала грядки, - удивленно ответила я. - Но при чем тут лейка?
- А вот при чем. Самая обыкновенная лейка для воды весит всего только в 7 раз меньше, чем налитая в нее вода. Лейка и вода дают соотношение 1:7. У нас, в нашем корабле, соотношение между весом астроплана - со всеми его механизмами, оборудованием и пассажирами - и весом горючего достигает 1:12. По отношению к весу горючего астроплан должен быть легче, чем лейка по отношению к налитой в нее воде. Понимаете?
- Но как же можно было этого достичь? - еще больше поразилась я.
Николай Петрович пожал плечами:
- Конструкторы выполнили свою задачу, вот и все. Трудности, видите ли, существуют, по-моему, только для того, чтобы их преодолевать. Этим же заняты, между прочим, и мы с вами…
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ,
а которой Галина Рыжко продолжает свой дневник и заканчивает рассказ об устройстве астроплана "Венера-1" , в этой главе также идет речь о том, каким, коварным, и опасным врагом может оказаться в межпланетном пространстве космическое излучение
…Несколько дней я не бралась за дневник - было очень много важных дел. Зато теперь, когда жизнь в астроплане вошла, как говорят, в обычную колею, хочу быстренько наверстать упущенное. Тем более что Николай Петрович, узнав о моем дневнике (я, конечно, сказала ему, что пишу), заметил: