Карл Гильзин - В небе завтрашнего дня

Нет, конечно, источники космического «ветра», о которых здесь говорится, не представляют собой искусственные солнца, их создание пока не под силу науке.

Речь идет о так называемых лазерах, или квантово-механических генераторах света. Теория этих необыкновенных «светильников» разработана московским физиком профессором В. Фабрикантом и его сотрудниками. За разработку первых квантово-механических систем московские физики Н. Басов и А. Прохоров получили Ленинскую премию, а в 1964 году московские же физики Б. Вул, О. Крохин и др. получили Ленинскую премию за создание особенно перспективных полупроводниковых квантовых генераторов. Лазеры привлекли к себе огромное внимание науки и техники, столь необычны их свойства и разносторонни перспективы использования.

Конечно, служба лазеров в качестве источников «космического ветра» далеко не самое главное и актуальное их применение. Однако в этой книге нас интересует именно оно.

Уже созданные лазеры чаще всего представляют собой небольшое по размерам устройство, главным элементом которого является кристалл искусственного рубина. Именно здесь, в недрах этого магического кристалла, рождается световой «ветер». Он-то и сможет, как полагают ученые, надуть паруса космических кораблей будущего.

Мы не станем здесь описывать в деталях принцип устройства и работы лазеров, рекомендуя ознакомиться с какой-либо из посвященных им научно-популярных книг 4*. Как известно, свет излучают атомы, когда электроны на их электронной оболочке совершают переход на орбиту, расположенную ближе к ядру. В лазерах такой переход происходит одновременно и согласованно в бесчисленном множестве атомов. Поэтому все они испускают световые волны «в унисон», или, как говорят ученые, когерентно. Результатом действия такого мощного «хора» является луч света необычайных качеств. Ярко-красный, тонкий, как иголка, ослепительно светящийся и несущий в себе жар миллионов градусов, этот луч уже совершил немало чудес, а способен еще на большее.

За ничтожные доли секунды луч лазера прожигает тончайшее сквозное отверстие в алмазе или броневой плите, сваривает детали, не поддающиеся сварке никаким другим способом, служит отличным хирургическим скальпелем. Посланный с Земли, он достиг поверхности Луны и, отраженный от нее, возвратился на Землю и был принят, многократно ослабленный, телескопом.

Ученые рассчитывают с помощью лазеров осуществить сверхдальнюю космическую радиосвязь, может быть, даже межзвездную связь, предполагают получить точнейшие карты лунной поверхности, ощупывая ее лучом лазера, посланным с Земли, и определяя таким образом высоту горных вершин и глубину впадин и расщелин с точностью до долей метра.

Много других поистине фантастических задач сможет разрешить лазер, и, в частности, он оставит далеко позади мюнхаузеновского «делателя ветров». Создаваемый лазером световой «ветер» может пронизывать космос на расстояния в миллионы километров с силой, все еще достаточной, чтобы заставить двигаться космический парусник.

Правда, пока еще мощность светового луча существующих лазеров недостаточна, она должна быть и может быть многократно увеличена. И тогда этот луч превратится в «ветер» неизмеримо большей силы, чем создаваемый Солнцем.

Уже сейчас имеются проекты использования лазерного «светового ветра», например, для корректировки орбиты искусственных спутников Земли. Известно, что под действием сопротивления атмосферы, хотя и крайне разреженной на огромных высотах, траектория движения спутника отклоняется от эллипса — он постепенно тормозится и снижается. В особенности сильно это проявляется в случае спутников с малой высотой перигея; их срок жизни из-за этого оказывается небольшим. Чтобы его увеличить, достаточно какой-нибудь, даже ничтожной по величине силы, действующей на спутник против силы земного тяготения, то есть вверх, от Земли.

Конечно, для этого можно установить на спутнике специальные миниатюрные ракетные двигатели, но тогда потребуется и топливо для них. Лучше всего для такой цели подходят электрические ракетные двигатели — они расходуют гораздо меньше топлива, но все же расходуют. Зато луч лазера, направленный с Земли и нашедший в бездонном небе летящий там спутник, будет толкать его вверх, и спутник не истратит при этом ни капли топлива.

4* См., например, книгу В. А. Фабриканта «Луч идет в космос», 1961 г., изд. «Знание».

Межзвездный космический парусник на «лазерном ветре».

Но это будет только началом службы лазерного «ветра» в астронавтике. Одно из чудесных свойств луча света, испускаемого лазером, заключается в том, что он строго параллелен и почти не расходится, как, например, луч света обычного прожектора. Многие из вас, вероятно, обращали внимание на то, как узкий луч света, отбрасываемого прожектором, превращается в расплывшееся туманное пятно, когда он упирается в облако. А ведь облако так близко к Земле. Будь оно на расстоянии Луны, диаметр светового пятна от прожекторного луча равнялся бы десяткам тысяч километров. Луч же лазера, посланный с Земли, осветил на Луне участок поверхности всего в несколько километров.

Это его свойство и позволяет рассчитывать на то, что в будущем излучаемые лазерами «реки» света, своеобразные световые «аэродинамические трубы», протянутся в космосе на огромные расстояния. Они-то и окажутся в состоянии направлять космические парусники «от звезды до звезды». Чего доброго, этим парусникам будут завидовать и их скоростные ракетные собратья по космическому флоту будущего..

В этой главе, последней в книге, речь идет о «космических тихоходах» — электрических межпланетных кораблях будущего, которым суждено стать основным средством дальних космических сообщений.

Представьте себе на московских улицах странный экипаж. Он может внешне ничем не отличаться от снующих мимо автомобилей, но все же несомненно вызовет всеобщий оживленный интерес.

Давайте понаблюдаем за нашим гипотетическим экипажем. Вот он замер перед красным огоньком светофора в ряду других машин. Внимание, красный цвет сменился желтым, потом зеленым — путь открыт. Стоящие рядом автомашины словно срываются с места и уносятся вдаль, но наш «подопечный» недвижим. Пешеходы оглядываются, водители стоящих сзади машин, чертыхаясь, объезжают злополучный экипаж, вот уже и страж порядка — орудовец не спеша направляется к нарушителю движения. Дело, кажется, пахнет штрафом, а то и проколом талона».

Но мы замечаем, что экипаж не стоит более на месте, он двинулся и постепенно выбирается в самый центр перекрестка. Видимо, водителю удалось все-таки запустить двигатель и устранить неполадки. Но почему его машина движется так удивительно медленно?

Снова мигнул глазок светофора, движение опять остановлено, а странный автомобиль все еще на перекрестке и движется прямо на красный свет. Кажется, уличного скандала все же не избежать. Остановившийся было милиционер решительно двинулся снова вперед, его лицо побагровело от гнева — что за безобразие на подведомственном ему перекрестке!

А экипаж тем временем неспешно, едва заметно продвигается вперед. За первую секунду движения он переместился, оказывается, всего на полмиллиметра, понятно, что он казался неподвижным, хотя тронулся с места одновременно с соседними автомобилями. За вторую секунду экипаж прошел полтора миллиметра, за третью еще на миллиметр больше, то есть два с половиной миллиметра, за четвертую — опять на миллиметр больше и т. д.

Судя по этому, экипаж движется равноускоренно, с постоянным ускорением, равным 1 мм/сек2, то есть в 10 000 раз меньшим, чем ускорение свободно падающего тела. Неудивительно, что при столь малой скорости движения экипаж надолго застрял на перекрестке, вызвав справедливый гнев регулировщика.

Чтобы объехать на подобной машине вокруг Москвы даже по новой кольцевой автомобильной дороге, где совсем нет светофоров, понадобилось бы, чего доброго, несколько месяцев. Кому нужен такой, по меньшей мере, странный автомобиль, уличный «тихоход»?

Не диким ли покажется после этого утверждение, что/экипажи такого рода станут в будущем основным видом сообщения по дорогам… космоса? Что именно им суждено решить проблему межпланетных сообщений и превратиться в рейсовые линейные машины космических трасс?

Это в космосе-то, где проходимые пути в тысячи и миллионы раз больше, чем протяженность московской кольцевой дороги?! Какой абсурд!

И все же это так. Чтобы убедиться в этом, совершим на нашем необычном автомобиле поездку по кольцевой дороге вокруг Москвы. Рискнем даже превратить эту поездку в своеобразную гонку, для чего вызовем на соревнование какую-нибудь новенькую «Волгу». Смешно, конечно, улитка — и «Волга», но… попробуем. Запасемся терпением и продуктами в расчете на длительное путешествие (ведь мы-то на «улитке») — и в путь.