Сформулированный позднее закон реактивного движения объясняет, почему так происходит. Сила ветра, производимого мехами, равна реактивной тяге, развиваемой этими же мехами и направленной в противоположную сторону. Результирующая двух равных по модулю и противонаправленных сил всегда равна нулю. Стало быть, судно должно было неподвижно стоять на месте.
Одним из наиболее примечательных устройств, сконструированных Героном, была реактивная сфера. В ней находилась вода, которая на пламени доводилась до кипения. Пар выходил из сферы через изогнутые трубки и силой отдачи заставлял сферу вращаться. Это устройство отдаленно напоминает сегнерово колесо и фактически является первой в истории паровой турбиной.
Ньютон, опираясь на свой закон противодействия, развил идею реактивного автомобиля. Впервые такие автомобили были сконструированы в 1928 г. и работали на сложном химическом топливе. Автомобиль Ньютона был оснащен паровым двигателем. Нагретый пар с силой выбрасывался из сопла и приводил устройство в движение. В начале Нового времени изобретатель Ремзи предлагал проект парохода, который под напором выбрасывает из специальных резервуаров воду, чем приводит себя в движение. Проект Ремзи так и не был осуществлен, но зато натолкнул P. Фултона на идею создания обыкновенного парохода.
Китайские хроники сообщают, что ракетное летательное устройство было изобретено задолго до настоящего времени. Пятьсот лет тому назад, в 1500 г., человек по имени Ван-Ху изготовил аппарат, поднимаемый над землей силой реактивной тяги. Тягу создавали 47 пороховых ракет, использовавшихся китайцами для организации фейерверков. Ракеты были привязаны Ван-Ху к обыкновенному плетеному стулу, на котором изобретатель мечтал совершить полет.
По приказу Ван-Ху все 47 ракет были одновременно зажжены. Если верить хроникам, стул поднялся вместе с изобретателем и улетел высоко в небо, после чего этого человека никто больше не видел. Затем в течение длительного времени люди изобретали массу всевозможных устройств, предназначенных для полета, преимущественно нереальных, фантастических, а подчас и просто комических. Даже в произведениях великого французского фантаста XIX в. Ж. Верна нет ни намека на использование реактивной тяги для космических полетов, о которых он так много писал.
Идея ракетного двигателя зародилась на рубеже XIX–XX вв. Она заинтересовала одновременно нескольких ученых и инженеров. Наиболее полно она была проработана в трудах замечательного ученого-самоучки К. Э. Циолковского. В 1900–1903 гг. он окончательно обосновал необходимость использования реактивного двигателя для осуществления межпланетных перелетов и прочих космических путешествий. Аэропланы и дирижабли не могут совершать полетов в пустоте межпланетного пространства, поскольку они опираются на воздух, а в пустоте опираться не на что. Необходимо, чтобы движущая сила исходила из самого тела.
Если оно станет ежесекундно терять большую часть своей массы и на высокой скорости ее отбрасывать, то в результате придет в движение в любой среде — воздухе, воде и даже вакууме. Запасом такой балластной массы послужит топливо. Оно будет непрерывно сжигаться и выбрасываться через сопло. Возникнет реактивная тяга, и ракетный снаряд будет увлечен ею в направлении, обратном потоку газов от сгоревшего топлива. Интерес к ракетным летательным устройствам возник в обществе после научного признания трудов Циолковского.
Ученый активно сотрудничал с энтузиастами ракетной техники. Приверженцем идей Циолковского и его последователем был М. К. Тихонравов — изобретатель первой в мире жидкостной ракеты ГИРД-09. Естественно, этот снаряд не был предназначен для полетов в космическое пространство. Он был рассчитан на полеты в высшие слои атмосферы. Аббревиатура ГИРД расшифровывается как Группа изучения реактивного движения. В состав этой группы, помимо Тихонравова, входили замечательные конструкторы ракетной техники ФА. Цандер и С. П. Королев.
Дальнейшая история отечественной и мировой космонавтики связана с именем Королева, под руководством которого проводилось создание и запуск первых искусственных спутников Земли, первых орбитальных биолабораторий, первых лунников и первых пилотируемых космических кораблей. Современные космические ракеты представляют собой сложные, высокотехничные устройства.
Эти снаряды имеют четыре т. н. ступени — блоки с реактивными двигателями и запасами топлива. Дело в том, что пустые, отработавшие топливные баки создают балластную массу для ракеты. Поэтому понадобилось оснащать ее отделяемыми ступенями. Как только одна из ступеней истратит свой запас горючего, она отбрасывается. Это значительно уменьшает массу ракеты.
Среди последних крупных достижений мировой космонавтики следует отметить создание Международной орбитальной станции, сборка и заселение которой начались в 2001 г. Примечательны также и другие проекты, например полет зонда «Галилей» к Юпитеру в 1989–1995 гг. Работа зонда на орбите вокруг этой планеты продолжалась по 2000 г. В 1997 г. был запущен и подключился к нему Зонд «Кассини», окончательной целью путешествия которого является прибытие к Сатурну и детальное обследование его спутника Титана. Прибытие к этой планете произойдет в 2004 г.
Интересны полеты автоматических станций (АС) «Лунар Проспектер» в 1998 г. и «Марс Одиссея-2001», продолжающиеся в настоящий момент (2001–2002 гг.). На каждой из этих станций был установлен детектор нейтронов, необходимый для поиска грунтовых вод. Детектор АС «Лунар проспектер» обнаружил ледяные шапки в полярных районах Луны. Детектор АС «Марс Одиссея-2001» ведет поиск грунтовых вод на красной планете.
Итак, возможен ли полет к звездам, о котором никто никогда не слышал? Вполне возможен, причем как в теории, так и на практике. В такой полет было отправлено уже несколько автоматических станций, проводивших исследования дальних планет Солнечной системы.
Американский аппарат «Пионер-10» удалился за орбиту Плутона 15 февраля 1986 г., став первым устройством, покинувшим пределы Солнечной системы. Это устройство несет на борту рисованное послание разумным обитателям других миров, которых когда-нибудь, возможно, достигнет. В настоящее время межзвездные перелеты осуществляют, кроме «Пионера-10», несколько других аппаратов, запрограммированных на полет за пределы Солнечной системы: «Пионер-11», «Вояджеры-1 и 2» и «Улисс» (Улисс — латинизированное имя мифического царя Итаки, путешественника Одиссея).
Разумеется, человек мечтает о гораздо более значительных событиях — о пилотируемых полетах к звездам. К сожалению, они почти неосуществимы. Во-первых, такой полет будет длиться как минимум сотни тысяч лет. До ближайшей к нам звезды Проксимы Центавра полет на максимальной скорости, которую может развить современная космическая ракета (11,2 км/с), затянется на 112,5 тыс. лет.
Впрочем, теоретически эта проблема разрешима, если погрузить космонавтов в состояние анабиоза. Но значение этого полета для земной науки будет ничтожным, т. к. за 112 тысячелетий добытые звездоплавателями измерения и фотоснимки окажутся малоинформативными.
Во-вторых, полеты на световой или субсветовой скорости технически невозможны. Теоретически вполне реально сконструировать воспетый фантастами фотонный двигатель, который «сжигает» антивещество и порождает чудовищную тягу. Но летательный аппарат, движущийся на столь большой скорости, немедленно взорвется под действием космических лучей, которые поступают из глубин Галактики и пронизывают космическое пространство насквозь. Для обычной ракеты они не опасны, но для фотонной губительны. Если им навстречу движется на субсветовой скорости какой-то объект, то эти лучи для него уплотняются и превращаются в непробиваемый поток разрушительной энергии. С таким потоком предстоит столкнуться фотонной ракете. Способов защиты от него не существует даже теоретически.
