У межпланетных полетов свои особые законы, не похожие на законы земной авиации. Двигатель летящего самолета работает беспрерывно. Двигатель межпланетного корабля — лишь в первые минуты многодневного, а то и многомесячного пути. В дальнейшем межпланетный корабль летит за счет скорости, накопленной при разгоне. При этом двигатель не работает и не расходует ни капли топлива. Значит, расстояния в межпланетном полете не играют главной роли. Основное — это затраты топлива. А топливо расходуется главным образом на преодоление силы тяжести.
Теперь прикинем — какому кораблю придется труднее — летящему на Марс или на Венеру. Притяжение Земли им придется преодолевать обоим. Справиться с притяжением Солнца немного труднее кораблю, летящему на Марс. Сравним посадку на планету и взлет. Венера по массе немного меньше Земли. При взлете там нужно развить скорость отрыва, равную 10,3 километра в секунду. Марс заметно меньше, и скорость отрыва там — 5 километров в секунду. Значит, взлет с Венеры гораздо труднее. Но притяжение к планете приходится преодолевать дважды — приближаясь к Марсу, корабль будет падать на него со скоростью 5 километров в секунду, а на Венеру — со скоростью 10,3 километра в секунду. Эту скорость также придется погашать двигателем, затрачивая топливо; едва ли мы сумеем погасить ее целиком за счет торможения в незнакомой нам и малопрозрачной атмосфере Венеры. Зато наверняка сопротивление этой атмосферы нам придется преодолевать при взлете. Итак, посадка на Венеру и взлет с нее требуют больше топлива. Тем самым решается очередность: сначала — Марс, затем — Венера.
Теперь нужно выбрать маршрут. Как и при полете на Луну, выбирать нужно такой маршрут, где расходуется меньше топлива. Может быть, лететь по прямой? Увы, в межпланетном пространстве короткие маршруты — отнюдь не самые легкие. Не надо забывать, что наш аэродром — земной шар — мчится вокруг Солнца со скоростью около 30 километров в секунду. Чтобы лететь под прямым углом к орбите, по кратчайшей дороге к Марсу, надо эту скорость предварительно погасить. Марс, в свою очередь, путешествует со скоростью около 24 километров в секунду. Подлетая к нему под прямым углом к орбите, нужно эту скорость развить, чтобы не отстать от планеты. Итак, мы гасим скорость, потом набираем — огромные и совсем ненужные расходы топлива!
Гораздо разумнее лететь так, чтобы движение Земли помогало кораблю, а не мешало ему. Для этого нужно лететь по эллипсу, который в одной точке касается орбиты Земли, а в другой — самой отдаленной точке — орбиты Марса (или Венеры). Оси этих эллипсов обязательно должны проходить через Солнце. Путешествуя на Марс или на Венеру по таким трассам, корабль сделает пол-оборота вокруг Солнца.
И вот, летя по этим криволинейным путям, мы прибудем на Марс через 8½ месяцев, покрыв почти 600 миллионов километров. Путь на Венеру короче — длина его «только» 400 миллионов километров, продолжительность — примерно 5 месяцев.
По сравнению с полетом на Луну — разница огромная. Там сутки, здесь — месяцы. Там сотни тысяч километров, здесь — сотни миллионов. Расстояния выросли в тысячи раз, сроки — в сотни раз, неизмеримо возрастают и трудности.
Например, трудность с припасами. При полете на Луну был взят пятинедельный запас пищи и кислорода, и весил он не так много. Полет на Марс продлится годы (8½ месяцев туда, 8½ месяцев обратно и еще 15 месяцев надо сидеть на Марсе, ожидая благоприятного расположения планет). Здесь для каждого путешественника нужны тонны пищи, питья и кислорода.
Трудность с метеоритами. При полете на Луну мы не очень боялись этих межпланетных странников — слишком ничтожна была вероятность встречи с ними. Но если лететь в сто раз дальше, в сто раз вырастет возможность столкновения. Нужно всерьез подумать, как оградить себя от этой страшной опасности.
Трудность с невесомостью. На трассе Земля — Луна, где полет продолжался двое суток, мы не очень боялись «межпланетной болезни». «В крайнем случае, потерпим два дня», — говорили улетающие. Но вряд ли можно терпеть полгода. У путешественников могут появиться серьезные нервные расстройства. Возможно, следует создавать в корабле искусственную тяжесть, а это не так просто сделать.
Мы подошли к главной трудности — топливной. Расчеты показывают, что для полета на Марс с высадкой по самому выгодному маршруту и для последующего возвращения на Землю требуется неимоверно много топлива. Вес его должен превышать вес пустого корабля не в 9 раз, как на «Луне-1», а в 160–170 раз. В 50-тонном корабле требуется разместить 8–9 тысяч тонн топлива. Конечно, для размещения такого груза придется увеличить размеры и вес корабля, а это, в свою очередь, увеличит необходимый запас топлива.
Значит ли это, что путь в мировое пространство для нас закрыт, что он обрывается обидно близко — на Луне? Конечно, нет. Вспомним, что всего лишь 20 лет назад даже полет на Луну многим казался несбыточной фантазией, занимательной выдумкой. Нет сомнения, что через некоторое время, не через 20 лет, а много раньше, межпланетные корабли с посланцами Земли возьмут курс на Марс, а вслед за тем и на Венеру.
Есть два пути, по которым пойдет наука, чтобы решить эту задачу.
Первый путь — увеличение скорости истечения газов из ракетного двигателя. Стоит только довести скорость от сегодняшних десяти до двадцати километров в секунду, и Марс станет достижимым. Правда, удвоить скорость истечения совсем не просто. Но разве просто было утроить ее? А это было сделано за истекшие 20 лет.
Второй путь — заправка топливом в мировом пространстве. Для этого нужно построить искусственный спутник Земли — летающее топливохранилище — или организовать заправку топливом на Луне.
Много легче, и к этому мы готовимся, — лететь к Марсу без высадки, чтобы с расстояния в 40–50 тысяч километров как следует рассмотреть планету с помощью телескопов и вернуться на Землю. Несколько сложнее будет облететь вокруг Марса, стать ненадолго его искусственным спутником. Еще сложнее высадиться на один из спутников Марса, хотя и гораздо легче, чем на самую планету. У Марса две совсем маленькие луны — это «летающие горы», радиусом всего в несколько километров. Сила тяжести на этих спутниках так мала, что карандаш, выпавший из кармана, будет падать на камни секунд 20. И прыгать там нужно с осторожностью. При сильном толчке можно нечаянно «соскочить» со спутника, и тогда неосторожный прыгун сам превратится уже в третий по счету спутник Марса.
У Венеры нет спутников. Для того, чтобы рассмотреть ее до высадки, надо будет превратить корабль во временный искусственный спутник или пролететь близко от планеты. Неизвестно, однако, дадут ли нам что-нибудь эти предварительные полеты, раскроется ли облачная пелена или придется прощупывать поверхность Венеры радиолокаторами и этим ограничиться.
Полеты к другим планетам будут еще сложнее.
Ближайшая к Солнцу планета — Меркурий. Масса его в 25 раз меньше земной, скорость отрыва там невелика, но расход топлива будет больше, чем при полете на Венеру. Очень дорого обойдется нам борьба с солнечным притяжением — слишком уж близок Меркурий к Солнцу. Путешествие к Меркурию будет и опасным и довольно неприятным. Корабль приблизится к Солнцу, много месяцев проведет в области вечного зноя. Ведь на освещенной Солнцем поверхности Меркурия температура достигает 400 градусов.
Трудно придется и тем смельчакам, которые отправятся в область вечного мороза — к внешним планетам солнечной системы: Юпитеру, Сатурну, Урану, Нептуну. Планеты эти далеки, полет к ним будет длиться годы. Трудно придется не только путешественникам, но и конструкторам. Масса внешних планет, в особенности Юпитера, во много раз превышает земную, это планеты-гиганты. Поэтому посадка на Юпитер, Сатурн и другие дальние планеты на многие годы останется невозможной. Придется ограничиться обзором этих планет с их спутников, благо выбор таких наблюдательных пунктов весьма обширен.
