УНОСЯЩИЕ К ЗВЁЗДАМ

Завораживающие пейзажи далёких планет, гигантские солнечные батареи орбитальных станций, улыбающиеся лица работающих в невесомости космонавтов... Разве не такие картины рисует наше воображение, когда речь заходит о космонавтике? И это неудивительно, ведь её основная цель - космические путешествия. Само слово "космонавтика" в переводе с греческого означает "плавание в (мировом) пространстве". Но до "космического океана" нужно ещё добраться. Отправляющийся в звёздный рейс корабль должен пройти сквозь толщу земной атмосферы и разорвать путы земного притяжения. Как и с помощью чего это сделать? Для этой цели и существуют ракеты-носители (РН). Именно они поднимают корабль в заатмосферную высь, сообщая ему космическую скорость, предохраняют полезную нагрузку от разрушительного потока воздуха. С их работы начинается любая космическая экспедиция.

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ НОСИТЕЛЯ 

Итак, РН предназначена для доставки космического аппарата (его ещё называют полезной нагрузкой - ПН) на околоземную орбиту или на траекторию межпланетного полёта. Все её системы служат этой цели. Так как же устроена ракета-носитель?

Безусловно, главная часть, без которой РН просто не может существовать, её сердце - это двигательная установка (ДУ). Именно в ракетных двигателях заключена та могучая сила, которая позволяет вывести ПН за атмосферу. Для того чтобы они работали, им, как и самолёту, необходимы горючее, при сжигании которого достигается нужная скорость, и окислитель. Поэтому реактивный авиационный двигатель представляет собой открытую с двух сторон трубу, через которую поступает воздух. Благодаря ему, вернее, содержащемуся в нём кислороду горючее воспламеняется. Но в космическом пространстве воздух отсутствует, поэтому РН берёт на борт ещё и кислород. Если она работает на жидкостном двигателе, то внутри её корпуса обязательно есть баки с горючим и окислителем.

Ракетный двигатель по сути тоже труба, но, в отличие от самолётной, открытая только с одной стороны. Раскалённые газы с огромной скоростью вырываются из этого отверстия, называемого соплом, и ракета движется в противоположном направлении.

Существует другой класс РН - твердотопливные. Есть и промежуточный вариант - РН с гибридными двигателями, в которых наряду с твердотопливным зарядом имеется бак с жидким окислителем.

Современная РН, так же как и на заре космической эры, состоит из не скольких ступеней - отдельных соединённых друг с другом ракет. С этим пока приходится мириться. Дело в том, что при по мощи одноступенчатой ракеты, которая, безусловно, предпочтительнее, сегодня невозможно достичь необходимой кос ми ческой скорости. Для этого нужно слишком много топлива, а чем его больше, тем массивнее РН, и требуется дополнительная энергия, чтобы поднять её на орбиту. Замкнутый круг. Но в будущем, с появлением новых, более совершенных видов топлива, одноступенчатые РН непременно придут в космонавтику. Пока же повсеместно применяется одно из гениальных изобретений Циолковского - "ракетные поезда". Речь идёт о многоступенчатых ракетах. Сначала расходуется топливо одной ступени, затем она как лишняя масса отбрасывается и разгон продолжает следующая, поднимающая в космос облегчённую ракету. И так далее, до тех пор пока не будет достигнута необходимая скорость.

Иногда в состав РН входит ещё и дополнительная ступень, расположенная на самом верху, так называемый разгонный блок (РБ). Его задача заключается в переводе полезной нагрузки с начальной на другую, рабочую орбиту, на которую при помощи обычной РН не попадёшь, например на геостационарную. Она находится на высоте приблизительно 36 тыс. км над Землёй. Используются РБ также для выведения космических аппаратов на межпланетные траектории, т. е. для придания им второй космической скорости (11,2 км/с).

Однако мало того, чтобы двигатели всех ступеней РН надёжно работали, ей необходимо следовать по специальной расчётной траектории. Со стартовой платформы космодрома почти любая РН всегда взлетает вертикально вверх (хотя, например, японские РН семейства "Мю" начинали полёт из наклонного положения). Но вскоре траектория становится всё более пологой, переходя почти в горизонтальную. Это обеспечивает система управления РН. В современной космонавтике выведение полезной нагрузки на нужную орбиту требует очень высокой точности. Так, для стыковки с орбитальной станцией космический корабль должен обязательно выйти на орбиту, где находится станция, или близкую к ней. В нынешнем носителе это делает компьютер. Соединённый с датчиками, он, словно мозг живого организма, ведёт РН к цели.

Наконец, ещё одна составляющая, без которой не обходится ни одна ракета, - её головной обтекатель (ГО) (у американских пилотируемых кораблей "Меркурий", "Джемини" и "Аполлон" ГО отсутствовал). Он расположен над последней ступенью и защищает "нежный" корпус и механизмы РН, предназначенные только для работы в условиях безвоздушного пространства, от набегающего потока. Как только РН преодолевает атмосферу и оказывается за её пределами, створки головного обтекателя раскрываются и сбрасываются. После этого разворачиваются внешние антенны и солнечные батареи. Верхняя часть РН, включающая в себя РБ, ПН и ГО, называется космической головной частью.

Дмитрий Гулютин