Достижение околоземной орбиты требует много времени

Мы все наслышаны о полетах в космос и не обращаем особенно­го внимания на сообщение об очередном успешном космическом запуске. Но при этом мы почти ничего не знаем о том, как проис­ходит полет ракеты и космического аппарата.

Конечно, несложно в общих чертах представить старт ракеты-носителя, однако почти никто из нас не сможет назвать время, которое требуется ракете для достижения высоты, например, в 200 км. Может показаться, что ракете для вывода космического аппарата на околоземную орбиту необходимо очень много времени; на самом же деле достижение нужной высоты требует всего-навсего нескольких минут.

Еще основоположник космонавтики Константин Эдуардович Циолковский говорил о том, что наибольшую опасность в кос­мических полетах представляет именно старт ракеты с Земли. Судьба миссии длиной в годы всецело зависит от успеха в первые десять минут: если на этом этапе с ракетой ничего не произой­дет, то за дальнейший полет, пусть он будет длиться хоть тысячу лет, можно особенно не переживать.

Понятно, что для достижения различных высот ракете не­обходимо разное время, однако оно лежит в пределах 8-12 ми­нут. Продолжительность полета зависит как от высоты, которую должна достичь последняя ступень ракеты с космическим аппа­ратом, так и от ускорения, с которым ракета будет подниматься с поверхности нашей планеты. Именно в ускорении (или, как принято говорить в космонавтике, в перегрузках) лежит основ­ная причина того, что достижение космических высот не может быть меньше пяти минут.

Все дело в неспособности человека и приборов переносить перегрузки выше определенного уровня. Установлено, что не стоит отправлять космонавтов на орбиту с ускорением, пре­вышающим 3-4 g(g — ускорение свободного падения у поверх­ности Земли, 9,8 м/с²). Если перегрузки будут превышать данные значения, то ничем хорошим это не кончится — люди могут просто-напросто погибнуть. Техника способна переносить гораз­до большие нагрузки, однако многим приборам также «противо­показаны» значительные ускорения.

Отечественные ракеты-носители «Союз» и «Протон» под­нимаются в пространство с перегрузками, не превышаю­щими 3, иногда 4 единицы (то есть с ускорением не более 30-40 м/с²). С таким ускорением те же «Союзы» достигают высот в 180-190 км примерно за 580 секунд, то есть почти за 10 минут. Именно на этих высотах они набирают первую космическую скорость (около 8 км/с), достаточную для ста­бильного орбитального полета.

Потратив около десятка минут на самый опасный этап поле­та, космический аппарат может подниматься на более высокие орбиты. А это требует уже гораздо больших временных затрат — от нескольких минут до нескольких часов. Дальнейшие же пере­мещения космического аппарата могут занять дни (до Луны можно добраться за 4-6 дней), месяцы, годы (полет к Юпитеру займет около 2 лет, до Нептуна —12 лет) и десятилетия (знаме­нитые «Вояджеры» и «Пионеры» достигли границы Солнечной системы, и это заняло у них чуть более 30 лет).

Итак, ракеты достигают космоса примерно через 10 минут. А набирающие известность и популярность суборбитальные полеты проходят в гораздо меньшие сроки. Суборбитальный полет в космическое пространство происходит без достижения первой космической скорости. Это значит, что аппарат наберет определенную высоту, однако не выйдет на орбиту Земли, а начнет спускаться под действием силы притяжения.

В настоящее время пилотируемые суборбитальные полеты — крайняя редкость, обычно их совершают научно-исследовательские ракеты, несущие разнообразные приборы. Аппараты для суборбитальных полетов достигают высот от 100 до 180 км — фактически это уже космическое пространство, ведь даже корабль Ю. А. Гагарина «Восток-1» был на высоте в 120 км. Однако полет 12 апреля 1961 года был «полноценным» космическим — Гагарин за 108 минут облетел вокруг Земли по круговой орбите. А вот первый американский астронавт Алан Шепард 5 мая 1961 года совершил именно суборбитальный полет продолжительностью всего 15 минут — его корабль буквально совершил «прыжок» в космос на высоту 186,5 км, после чего успешно приземлился.

Как видно из этого примера, весь суборбитальный полет от взлета до посадки длится весьма короткое время, не превы­шающее 10-15 минут. Для достижения высоты в 100 км аппарату требуется 5 с небольшим минут, пребывание на этой отметке исчисляется секундами, после чего на протяжении нескольких минут происходят падение и посадка с помощью парашютов или крыльев.

Так что космос ближе, чем кажется. Ракете, выводящей на ор­биту пилотируемый корабль, требуется не больше 10 минут для достижения нужной высоты. А на короткий «прыжок» в космос — суборбитальный полет — требуется еще меньше времени.