Грандиозные успехи космонавтики приковали к ней внимание широких слоев общества практически всех стран и континентов. Космонавтика — это самое прогрессивное оборудование, самые точные станки и инструменты, самые совершенные материалы, самая передовая технология, самые новые достижения науки. Космонавтику, в известном смысле, можно назвать надеждой че­ловечества, так как то, чем сегодня располагает космонавтика, завтра станет нормой обыденной жизни.

А можно ли заглянуть в будущее космонавтики? Можно ли представить, как изменится с годами один из основных ее инстру­ментов — космическая ракета? Этот вопрос интересует людей не только с познавательной, но и с чисто практической целью. Что ждет человечество завтра? Какую роль будут играть ракетная техника и космонавтика в улучшении благосостояния людей? Что необходимо предусмотреть для «... безбоязненного предвидения будущего и смелой практической деятельности, направленной к его осуществлению»?

Ответить на подобные вопросы можно только зная перспекти­ву развития ракетно-космической техники. Науку, позволяющую предвидеть будущее, называют прогнозированием. Прогнозирова­ние бывает краткосрочным и долгосрочным. Для того чтобы раз­работать прогноз эволюции космической ракеты, необходимо представить ее структуру во всех деталях, определить их связь между собой и с окружающими (внешними) факторами. Затем нужно поставить задачу исследования и определить методы, с помощью которых она может быть решена. Наконец, требуется разработать критерии сравнения, по которым можно будет харак­теризовать эффективность прогнозируемого объекта.

Обычно краткосрочные прогнозы в ракетной технике каса­ются улучшения конструкции ракет, совершенствования техноло­гии их производства, применения новых материалов и новых хи-

* В. И. Ленин. Полн. собр. соч. Т. 26, с. 75, мических топлив, запасаемых на борту ракеты. Таким образом, краткосрочное прогнозирование предусматривает определение бо­лее широкого спектра технических характеристик в рамках хо­рошо известного принципа создания реактивной тяги: бортовые запасы топливных компонентов сгорают в камере двигателя и вы­деляемая при этом тепловая энергия преобразуется в механичес­кую энергию истечения продуктов сгорания.

Долгосрочное прогнозирование затрагивает практическое ис­пользование новых физических принципов, которые могут лежать в основе создания тяговых усилий в ракетах будущего. Для та­кого прогнозирования необходимо знать возможные достижения физики и техники. В этом случае изучают уже не ракету, а тяго­вую систему, т. е. устройство, предназначенное для доставки по­лезного груза в заданную точку пространства или для сообщения ему определенных параметров. (Полезный груз —это искусствен­ный космический объект, непосредственно предназначенный для выполнения космической задачи.)

Полезный груз, доставляемый в космос современными косми­ческими ракетами, — сложное инженерное сооружение, стоимость которого сравнима или даже превосходит стоимость ракеты-носи­теля. Проектирование и отработка функционирования полезных грузов, особенно пилотируемых кораблей, представляет собой тру­доемкую и технически сложную инженерную проблему. Большие перегрузки и невесомость, сверхнизкие и чрезвычайно высокие температуры, вибрации, космический вакуум, ионизирующее излу­чение всех видов — вот далеко не полный перечень тех воздейст­вий, которым подвергается полезный груз и при которых он дол­жен сохранять работоспособность. По-видимому, с появлением новых тяговых систем — космических транспортных средств*, ко­торые по аналогии с другими видами транспорта будут много­разовыми и в известном смысле универсальными, — появится по­нятие транспортируемый груз**. Современная же космическая

* Например, в США идет работа по созданию системы, названной «Космический челнок» (Space Shuttle), основным элементом которой будет многоразовый космический транспортный корабль.

** Термин транспортируемый груз аналогичен термину коммерческий груз в авиации или на других фрахтуемых видах транспорта. В настоя­щее время в СССР существуют транспортные пилотируемые космические

ракета-носитель — это один из простейших типов тяговых систем, предложенных еще К. Э. Циолковским.

Перечислим основные принципы, характеризующие этот клас­сический тип ракет: вся необходимая для движения энергия за­пасается на борту ракеты в виде химической энергии топливных компонентов или топлива; в качестве отбрасываемой реактивной массы используются продукты сгорания топлива, т. е. вся реак­тивная масса также запасается на борту ракеты; запасенная на борту энергия и реактивная масса однозначно связаны между собой, так как носитель и того и другого один — топливо; потен­циальная химическая энергия преобразуется в тепловую посред­ством реакции окисления, а выделенная тепловая энергия превра­щается в механическую энергию реактивной струи.

В настоящее время широко изучаются возможности и разра­батываются проекты тяговых систем будущего, в основу работы которых заложены другие, более перспективные принципы: ис­пользование внешних, т. е. не запасаемых на борту, ресурсов мас­сы и энергии, применение бортовых аккумуляторов ядерной энер­гии, получение тягового усилия за счет сил дальнодействия (на­пример, магнитного или электростатического взаимодействия ле­тательного аппарата с внешними полями). Именно такие системы и являются основой долгосрочных прогнозов в ракетно-космиче­ской технике.

По сути дела, прогнозы в области ракетной техники и энерге­тики в настоящее время определяют и прогнозы в развитии чело­вечества. Сейчас все люди мира знают, что созданные в Совет­ском Союзе Первая атомная электростанция и Первый в мире искусственный спутник Земли являются практическим до­казательством возможности использования новой техники в мир­ных целях. Благодаря усилиям Советского Союза, а затем и других стран и ядерная энергетика, и ракетная техника превратились в необходимый фактор развития человечества.

Корабли «Союз», «Союз-Т» и транспортные беспилотные космические ко­рабли «Прогресс», которые успешно обслуживают длительные экспедиции на орбитальной станции «Салют». Известно, что и в США транспортные пилотируемые корабли «Аполлон» обслуживали орбитальную станцию «Скайлэб». Во всех перечисленных случаях можно было определенную часть доставляемого на орбиту груза назвать транспортируемым, посколь­ку он загружался на Земле и выгружался на орбите. Однако доля его была мала, назначение заранее определено, а понятия «фрахта», обыч­ного для транспортных операций, не существовало.


Вот почему и энергетика, и ракетная техника будущего вы­зывают такой огромный интерес во всем мире. По этой же при­чине на прогнозы в этих развивающихся в тесном контакте облас­тях техники затрачиваются огромные средства, разрабатываются новые сложные методы прогнозирования, привлекается самая со­временная электронно-вычислительная техника. Результаты прог­нозов в развитии энергетики и ракетной техники нередко стано­вятся причиной изменения планов деятельности научных центров, предприятий, а иногда даже определяют политику некоторых го­сударств. Возможна ли в будущем «космическая» война? Реаль­ны ли измышления некоторых буржуазных политических деяте­лей, журналистов и писателей-фантастов о «физике ужасов» — но­вых физических открытиях, способных по воле одного маньяка уничтожить все человечество, всю цивилизацию? Как будет раз­виваться человечество? Каковы перспективы науки и техники? На все эти вопросы люди хотели бы получить ответ. Но готовый ответ мало кого теперь устраивает. Природа человека такова, что с наибольшим доверием он нередко относится именно к тем выво­дам, которые сделаны им самостоятельно. Это же относится и к прогнозированию.

Уже не обсуждаются вопросы, можно ли использовать ракеты и новые виды энергетики в мирных целях. Давно доказано, что можно. Проблема теперь заключается в повышении рентабельно­сти ядерной энергетики и космических средств. Рентабельность некоторых космических средств не вызывает сомнения уже сей­час. Прогнозирование погоды с использованием ИСЗ типа «Мете­ор», космическая телефонная, радио- и телевизионная связь с по­мощью ИСЗ типа «Молния», «Экран», «Горизонт», космическая разведка земных ресурсов с обитаемых кораблей-спутников и долговременных станций стали для нас уже привычными. В не­далеком будущем космическая металлургия, космическое расте­ниеводство, космические электростанции, передающие энергию

земным потребителям, а также космические транспортные сооб­щения между материками прочно войдут в нашу жизнь.

Предлагаемая научно-популярная книга преследует очень скромную цель — ознакомить читателей, интересующихся пробле­мами космонавтики, с возможными путями развития космических тяговых систем, в частности космических ракет. Большое количе­ство писем, полученных после выхода в 1969 году нашей книги* «Физические проблемы космической тяговой энергетики», содер­жит просьбы о популярном изложении ее содержания для непод­готовленного читателя. Это мы и стараемся сделать в данной кни­ге. Разумеется, в книгу включены и некоторые новые материалы, появившиеся в отечественной и зарубежной технической литера­туре, а также материалы отечественного учебного пособия по космонавтике** и нашей книги, вышедшей в 1976 году