Земля, на
которой мы с вами живем, шар. Очень большой шар. Его изображают в виде
глобуса, на котором нарисованы океаны и материки, горы и пустыни.
Конечно,
трудно представить себе, как люди могут стоять на земном шаре и сверху, и
снизу. Ведь получается, что те, нижние, висят вниз головой? Почему же они не
падают?
Все дело в
том, что существует всемирное тяготение. Из-за него все предметы, или все
тела, как говорят физики, притягивают
друг друга. Чем больше и плотнее тело,
чем оно массивнее,
тем сильнее оно
тянет к себе
все окружающее.
Земля наша
огромная и потому очень сильно
притягивает к себе
все, что находится и
на ее поверхности и около нее.
И все же люди научились бороться
с земным притяжением.
Мячик,
скатившийся со стола, не в состоянии с ним бороться и покорно падает на пол тут
же рядом.
Возьмите теперь
этот же мячик и бросьте его изо
всей силы вдаль. Он и через дерево
перемахнет, и широкую поляну перелетит. Только
после этого Земля его одолеет, притянет к себе, и он наконец упадет на ее поверхность.
Почему же
мячик вдруг стал таким сильным? Почему смог бороться с земным притяжением? Что к
нему добавилось?
Добавилось движение, скорость. Мы рукой разогнали мячик, толкнули его, дали ему
скорость — и он полетел. Летящий мячик оказался гораздо
сильнее неподвижного. И
смог хоть несколько секунд
сопротивляться земному притяжению.
Снаряд из пушки летит гораздо дальше.
У большой пушки — на десятки километров!
За далекий лес, за высокую гору! У снаряда огромная скорость — он очень сильный!
Ну а если представить себе пушку еще более мощную?
Рисуем часть
земного шара. Пока он будет у нас без атмосферы. Изображаем высокую гору. На ней — огромную
пушку.
Стреляем! Чертим
траекторию — путь, по которому
летит снаряд. Вначале он летит прямо вперед. Туда, куда его вытолкнули
пороховые газы. Земля с первой же секунды начинает его притягивать.
Она как бы «гнет» траекторию к себе, как мы гнем рукой вниз ветку дерева, висящую у
нас над головой.
Траектория
получается изогнутой. Своим концом она склоняется до самой Земли. В этом месте
снаряд падает на поверхность земного шара
Ставим пушку
еще более огромную, еще более сильную. Стреляем! Снаряд полетел еще быстрее.
Траектория немного распрямилась. Как будто «ветка» стала толще. Снаряд огибает
чуть ли не половину Земли и только тогда падает на ее поверхность.
Еще увеличиваем
пушку. «Ветка» теперь сгибается еще меньше. Лишь настолько, насколько
круглится под ней поверхность земного шара. Снаряд облетает Землю, проносится
мимо пушки и уходит на второй круг. Потом на третий. Начинает летать вокруг Земли.
Его траектория замкнулась в кольцо.
Снаряд вышел на
орбиту. Стал спутником Земли.
И сделала это только скорость. Она уравновесила земное притяжение.
Какова же эта «круговая скорость»? Она огромна!
Восемь километров в секунду! Так вот, к вашему сведению, со скоростью восемь
километров в секунду около Земли вообще никто и ничто двигаться не может. Ни
самолет, ни пуля, ни артиллерийский снаряд. И не потому, что не хватает
мощности двигателей или количества пороха. А потому, что... воздух не пускает. Да, да. Воздух «жиденький», только
пока сквозь него пробираешься шажком, тихонько. Он вежливо «расступается»
перед нами, любезно «разрешает» пройти. Поедешь побыстрее, он уже задевает нас,
рвет на нашей голове волосы. А если попытаешься мчаться со скоростью хотя бы
один километр в секунду, воздух сопротивляется, как вода. Кажется, что он
стал густой и вязкий. Артиллерийские снаряды еще кое-как пробивают эту
«гущу», летят со скоростями до двух-трех километров в секунду. Но быстрее
лететь уже не могут. Но как же быть? Ведь воздух есть!
Есть. Но не всюду. Он обволакивает земной
шар воздушной оболочкой, или атмосферой. Она не такая уж толстая. Впрочем,
назвать ее толщину вообще невозможно. У самой поверхности Земли воздух
густой. Потом, с высотой, редеет и незаметно сходит на нет. На расстоянии в
несколько тысяч километров от Земли его уже нет совсем.
Скорость восемь
километров в секунду невозможна у поверхности Земли, в густом воздухе. А в
разреженном?
На высоте в сто
километров он разрежен в миллион раз. Тут можно было бы отправиться в полет с
круговой скоростью восемь километров в секунду. Но далеко и здесь не улетишь.
Даже такой «реденький» воздух все же очень быстрому движению мешает.
Придерживает. Тормозит. Снаряд довольно быстро потеряет скорость, начнет
снижаться и упадет на Землю.
А вот на высоте
уже, скажем, двести километров, где воздух разрежен в миллиард раз, наш
снаряд может летать вокруг Земли долго. Значит, надо ставить пушку на горе
высотой в двести километров!
Но, извините,
это опять какая-то несуразность. Не бывает таких высоких гор.
Шутка сказать —
двести километров!
Получается
какой-то заколдованный круг.
На поверхности
Земли нельзя мчаться со скоростью восемь километров в секунду потому, что
мешает плотный воздух. А туда, где воздуха нет и где можно было бы мчаться с
любой скоростью, никак не добраться.
Вот тут-то и
пригодилась ракета. Подсказал людям это решение знаменитый русский ученый
Константин Эдуардович Циолковский.
Действительно.
Ракета ведь не самолет. Она не опирается крыльями на воздух. Она как бы
отталкивается от газов, которые сама в себе создает. Воздух ей не нужен. Он
даже мешает. Кроме того, она отправляется в путь не резким толчком, как артиллерийский
снаряд, а мягко и плавно трогается с места и постепенно разгоняется. Это удобно
для пассажиров. А главное, позволяет вначале, в густом воздухе, двигаться
медленно. Потом, по мере того как воздух редеет, полет 1 ускоряется. И
окончательно можно набрать круговую скорость только на большой высоте, в самых
разреженных слоях атмосферы.
Чтобы по кратчайшему пути быстрее пройти
сквозь густой воздух, ракета всегда взлетает прямо
вверх, вертикально. И только потом, поднявшись на достаточную высоту,
постепенно заворачивает в
нужную сторону. Разогнавшись до восьми километров в секунду, она летит уже
горизонтально.
Здесь двигатель
выключается. Ракета вышла на орбиту и обратно на Землю уже не упадет. Она
летит теперь, как тот артиллерийский снаряд, вылетевший из большой пушки. Летит
по инерции. Читать далее - Стыковка
|