еллы», так мало, что этот нежнейший космический зефир не в состоянии сослужить службу астронавтике. Выходит, в космосе все же царит мертвый штиль…
И тем не менее именно Солнце рождает ветер, способный надуть космические паруса. Если «солнечный ветер», о котором шла речь выше, стал известен науке совсем недавно, то «ветер», о котором мы говорим сейчас, хорошо знаком каждому человеку с первых дней его жизни. Ибо этим «ветром» является солнечный свет. Ничтожная доля всего потока света, излучаемого Солнцем, служит первопричиной и источником жизни на Земле.
Каравелла в космосе.
Но какой же это ветер — солнечный свет?!
Конечно, лучи Солнца не поднимают волн на море, не срывают крыш с домов и не способны вызвать даже легчайшего шелеста листьев на деревьях. И все же в тончайшем опыте можно заставить повернуться под действием солнечного света крылышки измерительного прибора точно так же, как вертится крыльчатка анемометра — ветромера на любой метеорологической станции. Этот исторический опыт был поставлен на заре нынешнего века одним из искуснейших экспериментаторов всех времен, московским физиком П. Н. Лебедевым.
Так на опыте было подтверждено теоретическое предсказание Максвелла о том, что лучи света давят на ту поверхность, на которую падают, точно так же, как давит на преграду обычный ветер. Мы теперь понимаем, что, собственно говоря, иначе и быть не могло, ибо свет — это поток мчащихся с умопомрачительной скоростью (300 ООО километров в секунду) частиц материи — квантов, или фотонов. Естественно, что остановленные в своем беге фотоны давят на препятствие, причем если они им не поглощаются, а отражаются, то, как легко видеть, сила давления удваивается по величине.
Конечно, эта сила светового давления ничтожна, не зря таким тонким и остроумным был опыт, установивший ее существование. В случае полного поглощения поверхностью тела падающего на нее света (такую поверхность физики называют абсолютно черной) сила светового давления равна примерно полмиллиграмма на квадратный метр. Если же свет полностью отражается идеально зеркальной поверхностью абсолютно белого тела, то сила удваивается и становится немного меньше 1 миллиграмма на квадратный метр.
Однако столь незначительная сила не в состоянии сдвинуть с места даже пушинку. Как же можно рассчитывать, что она заставит мчаться с огромной космической скоростью «каравеллы» межпланетных колумбов?
И все же эта надежда вполне оправданна, ее подтверждает точнейший расчет, учитывающий замечательные, уникальные особенности космического полета, не встречающиеся на Земле. Об этих особенностях, не раз упоминавшихся выше, мы подробнее расскажем в следующей, заключительной главе книги, здесь же напомним лишь, что в космосе часто ничтожная по величине сила способна вызвать ускорение даже очень большой массы. Правда, ускорение будет небольшим, но если время действия его велико, то конечный результат окажется значительным.
Само собой разумеется, что для увеличения ускорения нужно стремиться сделать возможно большей действующую силу. Конечно, давление солнечных лучей увеличить нельзя, но зато можно увеличить «парусность», то есть площадь поверхности, на которую действует это давление. Космические «каравеллы» должны обладать, очевидно, гораздо большей площадью парусов, чем их земные предки. Тут не исключено использование парусов общей площадью в десятки и сотни тысяч квадратных метров.
Но это не единственное отличие. Вряд ли для космических парусников будут годны паруса из обычной ткани, как для какой-нибудь бригантины или шлюпа. Точно так же не удастся использовать и весь обычный такелаж — троссы, тали и прочее. Все это слишком много весит, а секрет успеха космических парусов, как легко видеть, прямо зависит от их веса: при больших размерах они должны быть рекордно легкими.
Мало того, паруса должны идеально отражать солнечный свет, не выходить из строя под действием вакуума, радиоактивного излучения и других необычно тяжелых условий эксплуатации в космосе в течение длительного времени, отвечать многим другим условиям. В общем, создать такие паруса не просто.
Не просто, но можно. Особые перспективы в этом отношении открывают успехи химической промышленности, создающей все новые замечательные синтетические пленки. Эти пленки, например полиэтиленовые и другие, могут быть чрезвычайно тонкими, легкими и в то же время достаточно прочными. Они могли бы служить отличным материалом для космического паруса, если бы не их прозрачность. Кому нужны действительно прозрачные «световые» паруса, разве только космическому варианту «Летучего голландца»…
И все же паруса космических «каравелл» будут изготовлены, вероятно, именно из пленок с нанесенным на них тончайшим слоем легкого металла, например алюминия. Такой сверхтонкий, субмикронный металлический слой на тонкой пленке не сделает ее слишком тяжелой и в то же время лишит ее прозрачности и обеспечит отличное отражение света.
По одному из проектов космических парусников, разработанному в США 2*, парус должен быть изготовлен из выпускаемой промышленностью пленки толщиной 0,1 миллиметра, так что вес одного квадратного метра паруса составит 2,5 грамма 3*. Как полагают, в будущем толщина паруса может быть доведена до 0,2 микрона. Это будет рекордно легкий парус!
Такелаж, очевидно, будет изготовлен из тончайших и очень прочных синтетических пластмассовых волокон-нитей. Химия пластмасс- это фундамент, на котором зиждется идея создания космических парусников.
Представить себе космический парусник, в общем, нетрудно. Само собой разумеется, что взлететь с Земли он не сможет — эта задача под силу только мощному ракетному двигателю. После того как ракета- носитель выведет парусник в космос (естественно, в свернутом виде), он будет- освобожден от своей оболочки, и парус постепенно наполнится солнечным ветром. Конечно, обычных для парусного флота хлопков паруса в космосе не услышишь, наполнение' паруса может растянуться на многие минуты. Парус будет связан такелажем с самим парусником так, что, подтягивая или отпуская различные стропы, можно управлять положением паруса относительно корабля. И в космосе будут неслышно раздаваться столь дорогие сердцу всякого настоящего моряка команды: «Паруса убрать!»
2* По журналу «Джет пропалшн», март 1958 г.
3* Искусственный спутник «Эхо-2», запущенный в США 25 января 1964 г., представляет собой шар диаметром 41 метр, изготовленный из синтетической пленки (майлара) с алюминиевым покрытием общей толщиной менее 18 микронов. Чем не космический парус! (По журналам «Продакт инжиниринг», 6 августа 1962 г.; «Интеравиа», 3 февраля 1964 г.).
Космические парусники смогут лавировать «против ветра».
Нужда в таких командах будет связана, конечно, не с внезапно усилившимся космическим ветром, каким-нибудь налетевшим тайфуном — это не грозит, а с необходимостью в выполнении маневра корабля в полете. Ведь парусное судно космоса будет обладать возможностью маневрирования, как хороший бриг на море. В частности, космические «каравеллы» смогут совершать полет не только по направлению от Солнца, куда дует ветер, но и к нему. Лавирование «против ветра» в космосе будет даже более простым, чем на море, поскольку Солнце всегда притягивает к себе корабль. Поэтому, для того чтобы корабль удалялся от Солнца, его парус должен быть устаковлен под таким углом к солнечным лучам, при котором сила их давления увеличивает скорость корабля. Если же повернуть парус так, чтобы световые лучи не давили на него или даже тормозили, уменьшали скорость, то корабль станет медленно приближаться к Солнцу.
Преимущества космического парусного флота перед обычным ракетным очевидны: космические парусники так же используют «даровую» энергию природы, как и морские парусные суда. Само собой разумеется, что в космосе это преимущество во сто крат более ценно, чем на море: каждый грамм топлива в космосе достается слишком уж дорого. Поэтому космические парусные суда смогут при одном и том же начальном собственном весе доставлять к планете — цели назначения — гораздо больший полезный груз, чем обычные космические ракеты. Ясно, насколько это важно.
Однако в общем случае выгодность космических парусников достанется ценой их медлительности. В этом отношении, видно, парусный флот всюду одинаков — и на море, и в космосе. Правда, в космосе парусникам не грозит неожиданный шторм или такой же неожиданный штиль — там всегда «дует» один и тот же «ветерок», хоть и слабый, но зато постоянный.
Особенности космических парусников определяют и области их возможного применения. Вероятно, это будут автоматические, беспилотные межпланетные «зонды» — разведчики космоса, грузовые межпланетные корабли, а затем, возможно, и корабли с экипажем. Во всяком случае, применение таких парусников кажется вполне возможным, об этом свидетельствуют теоретические и проектные работы, ведущиеся в ряде стран. В океане мирового пространства наряду с многочисленными и разнообразными ракетными кораблями найдут свое место и космические «каравеллы».
Мы могли бы закончить на этом повествование о парусном флоте космоса, если бы не литературный образ, несколько неожиданно пришедший на память. Помните одного из необыкновенных слуг знаменитого Мюнхаузена, того, которого барон называл «делателем ветра»? Этот слуга завоевал право поступить к нему на службу, продемонстрировав в работе свои замечательные… ноздри. Зажав одну из них, он лениво дул через другую, но этого было достаточно, чтобы крылья ветряной мельницы вертелись, как на самом сильном ветру. «Делатель ветра» пришелся по нраву барону и действительно позднее сослужил ему хорошую службу. Когда разгневанный турецкий султан послал вдогонку за кораблем, на котором плыл барон, весь свой парусный флот, то несдобровать бы барону, если бы не его слуга. Он стал на корме корабля и пустил в ход свои ноздри, на этот раз уже обе. Одну ноздрю «делатель ветра» направил на приближавшийся флот, вследствие чего неприятельские корабли стремглав возвратились к родному берегу. А с помощью другой ноздри он наполнил паруса своего собственного корабля таким ветром, что уже на следующий день корабль достиг Италии.