Текст книги "100 великих тайн космонавтики"
Автор книги: Станислав Славин
Жанры:
Энциклопедии
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 32 страниц) [доступный отрывок для чтения: 12 страниц]
Еще один «столп», на которого опираются наши историки ракетостроения, – К. Э. Циолковский.
Среди выдвинутых им технических идей наиболее известны, пожалуй, многоступенчатые ракеты. Он предлагал два варианта: ракетные эскадрильи и поезда.
«Эскадрильи», когда ракеты стыкуются в одну шеренгу параллельно одна другой, может быть, когда-то будут использованы для передвижения буксиров в открытом космосе.
Что же касается идеи ракетного поезда, то она реализована с точностью до наоборот. Вот как описывает суть вопроса сам Циолковский: «Дело происходит приблизительно так. Поезд, положим, из пяти ракет скользит по дороге в несколько сот верст длиною, поднимаясь на 4–8 верст от уровня океана. Когда передняя ракета почти сожжет свое горючее, она отцепляется от четырех задних. Эти продолжают двигаться с разбегу (по инерции), передняя же уходит от задних вследствие продолжающегося, хотя и ослабленного взрывания. Управляющий ею направляет ее в сторону, не мешая движению оставшихся сцепленными четырех ракет».
Ф. А. Цандер (стоит слева) с сослуживцами и единомышленниками
Как видите, нет ничего и близкого к современной практике. Ракеты ныне стартуют не горизонтально, по эстакадам, как предлагал Циолковский, а вертикально. И работать начинает именно нижняя ступень (или задний вагон ракетного поезда, по терминологии Циолковского). И управляет работой каждой ступени автоматика, а не специальные «пускачи»…
А теперь давайте обратим внимание на такую частность. Представьте себе: по рельсовой эстакаде, постепенно поднимающейся «на 4–8 верст над уровнем океана», мчится ракетный поезд. Ракетчик, сидящий в первом вагоне, отцепляется от напирающего сзади состава и сваливает в сторону. Куда интересно? И что с ним дальше произойдет?
В бумагах Циолковского нет ответа на этот частный вопрос. Зато есть рассуждения о том, что надо строить побольше ракетопланов, даже если и первые из них будут плохи. «Сами по себе они ценны, т. е. и в одиночку могут служить народам, – пишет Циолковский. – Опыты с несколькими ракетопланами будут производиться между прочим, как интересные трюки»…
Сколько стоят такие «трюки», он, похоже, не отдавал себе отчета. Тем не менее, его непонятные занятия, на которые смотрели сквозь пальцы царские власти, весьма заинтересовали власти новые.
В итоге 17 ноября 1919 года в дом Циолковских нагрянули люди из ЧК. Константина Эдуардовича отправили в Москву, на Лубянку, где в течение двух недель его допрашивали.
Наконец, убедившись, что имеют дело с малость сумасшедшим изобретателем, его выпустили. И он косвенным образом подтвердил эту репутацию. Дойдя до вокзала и убедившись, что сегодня поезда на Калугу уже не будет, Циолковский… вернулся на Лубянку и попросился переночевать! Самое интересное, его впустили, а наутро снова выпустили…
Труды калужского мечтателя были признаны ценными, а ему самому был тут же выделен совнаркомовский паек. Стали публиковать его работы за государственный счет, в том числе переиздали и его фантастический роман «За пределами Земли», где описывалось путешествие в космос.
В 1932 году, в день его 75-летия, в газетах и журналах были опубликованы большие статьи о его жизни и деятельности. А когда Циолковский три года спустя умер, его дом стал мемориальным музеем. Есть теперь в Калуге и музей космонавтики, носящий его имя.
Но ни одна из его идей так и не реализована на практике в полной мере. Как сказал о его работах однажды известный историк наук Гелий Салахутдинов, идеи Циолковского чаще всего примитивная фантастика, не имеющая ничего общего с наукой.
Во всяком случае, работы, например, А. П. Федорова выглядят куда серьезнее. Этот исследователь, незаслуженно забытый историками, оказывается, еще при жизни К. Э. Циолковского, а именно в 1927 году, представил на Выставку межпланетных аппаратов модель и описание атомно-ракетного корабля, который должен был приводиться в движение энергией атомного котла.
Согласно сохранившимся чертежам корабль этот должен был стартовать непосредственно с Земли с помощью крыльев и трех пропеллеров. В безвоздушном же пространстве пропеллеры и крылья убирались, вступал в действие ракетный двигатель. Общая длина конструкции – 60 м, диаметр – 8 м, масса – 80 т, а развиваемая скорость – 25 км/с, то есть выше третьей космической.
Циолковский смог противопоставить этому лишь модель дирижабля, который так и не был никогда построен.
А еще один современник Циолковского – Николай Алексеевич Рынин – между прочим, еще в 20-х годах ХХ века додумался двигать межпланетный корабль с помощью «энергетического луча». Эксперименты с прототипами капсул, которые приводятся в движение лазерным или микроволновым лучом, начались лишь в конце ХХ века, продолжаются и поныне…
В противовес «калужскому мечтателю» идеи Кондратюка и Цандера имеют совсем иной вес.
Юрий Кондратюк почти всю свою жизнь почему-то прожил по чужим документам (на самом деле его зовут Александр Игнатьевич Шаргей). И умер он какой-то странной смертью, сгинув в безвестности под Москвой, в ополчении. Но был ли он убит или попал в плен к немцам и со временем стал эмигрантом?..
В марте 1969 года восстановлению запретного, а потому и забытого имени не помогли… американцы. Журнал «Лайф» опубликовал статью о том, как лучше всего осуществить пилотируемую экспедицию на Луну. Изюминка идеи заключалась в том, чтобы не опускать на Селену весь корабль, а совершить десант на посадочном модуле. А потом на нем же снова стартовать на окололунную орбиту, пересесть на оставленный корабль и на нем вернуться домой, на Землю.
Так получалось энергетически выгоднее, и вся экспедиция обходилась дешевле. Идея была принята на вооружение НАСА, и вскоре на борту «Аполлона» американские астронавты слетали на Луну и вернулись на Землю. На Джона Хуболта – автора проекта полета – посыпались поздравления и награды. Но тот оказался малым честным и признал, что идея не новая. Аналогичную схему и основные параметры полета рассчитал некий Юрий Кондратюк – механик-самоучка из России – еще в начале ХХ века. Его брошюра «Завоевание межпланетных пространств» была издана в СССР, а именно – в Новосибирске в 1929 году.
Тут уж зашевелились и наши спецы. Первый секретарь ЦК КПУ Петр Ефимович Шелест распорядился собрать все об авторе книги «Завоевание межпланетных пространств», чтобы достойно оценить его научные достижения. Предполагалось даже соорудить бронзовый памятник изобретателю на его родине в Луцке.
Вот ту-то и выяснилось, что Кондратюк, что называется, человек с двойным дном, ухитрившийся практически всю жизнь прожить под чужим именем. И на самом деле он вовсе не Кондратюк Юрий Васильевич, а Александр Игнатьевич Шаргей и родился не в Луцке, а в Полтаве.
Получилась же такая метаморфоза, как одно из следствий Гражданской войны.
Александр Шаргей, родившийся в Полтаве в июне 1897 года, закончил гимназию с серебряной медалью за успехи в физико-математических науках, а затем поступил на механическое отделение Политехнического института в Петрограде. Но учиться пришлось недолго – началась Первая мировая война.
Александр был мобилизован и направлен в школу прапорщиков, где учился вместе с Леонидом Говоровым, будущим Маршалом Советского Союза. Но сам Шаргей ни о генеральских, ни о маршальских звездах не мечтал. Его больше интересовали звезды настоящие, и он думал, как к ним получше долететь. Над своей рукописью о космических путешествиях он продолжал урывками работать на Закавказском фронте, где прапорщик Шаргей командовал взводом. Но потом фронт рассыпался, вместо того чтобы воевать с немцами, русские стали воевать друг с другом. Шаргей поначалу оказался на стороне белой гвардии. Но в мае 1918 года он дезертировал из рядов Добровольческой армии. Вернувшись к мирной жизни, Александр начал карьеру инженера-строителя, продолжая параллельно работать над космическими проектами. Но Гражданская война его снова находит – на сей раз в Киеве. И он снова попадает в ряды белых, и снова бежит…
В итоге он оказался между двух огней. Бывший офицер был чужим и для красных (еще бы – белогвардеец!), и для белых (дезертир)… И те и другие запросто могли поставить его к стенке… Вот тогда-то его и выручила мачеха. В 1921 году она передала Саше документы двоюродного брата Георгия Кондратюка, родившегося в Луцке в 1900 году и умершего в Гражданскую от тифа. Так Александр Шаргей стал Юрием Кондратюком, человеком без опасного прошлого. Но заодно пришлось отречься и от инженерного образования. Поэтому следующие два десятилетия Кондратюк работал кочегаром, машинистом, механиком.
И хотя по-прежнему интересовался проблемами межпланетных путешествий, от приглашения работать в ГИРДе благоразумно отказался. Как он мог там работать, если даже в Обществе изучения межпланетных сообщений состоял действительным членом сам Ф. Э. Дзержинский? А уж с ГИРДа и других подобных организаций чекисты глаз вообще не сводили. И они, конечно, мгновенно вывели бы скрывавшегося под чужим именем «врага народа» на чистую воду.
Шаргей-Кондратюк все это отлично понимал и предпочел всю жизнь строить элеваторы да ветрогенераторы, поклоняясь своей любимой космонавтике издали, создавая в своих работах различные теоретические концепции да предлагая некоторые идеи. И этого, кстати, хватило, чтобы имя его осталось в истории освоения космоса.
А жизнь его закончилась героически. В 1941 году война опять-таки настигла его. Он вступил добровольцем в народное ополчение Москвы. Воевал на Западном фронте, где и погиб в феврале 1942 года. Причем, согласно одной из легенд, после окружения он попал в концлагерь, откуда его брались вызволить местные партизаны. Но он, имея на руках раненого товарища, отказался. Так вместе с ним и канул в Лету…
Лишь в 1995 году XXVIII сессия ЮНЕСКО приняла специальное постановление о праздновании 100-летия Александра Игнатьевича, Полтавскому техническому университету присвоено его имя, в Комсомольске-на-Днепре установлен памятник, в Петербурге на доме, где жил Шаргей, теперь висит мемориальная доска.
И Фридрих Артурович Цандер как инженер был куда грамотнее Циолковского. И практически продвинулся дальше теоретика Кондратюка. Он смог из идей своих предшественников выудить нечто ценное. Скажем, он объединил достоинства ракетных поездов и эскадрилий Циолковского в одной конструкции. И предложил центральную большую ракету окружать по периметру многими малыми. Посмотрите на первую ступень современной тяжелой ракеты – чаще всего она устроена именно так: основные двигатели еще и окружены стартовыми ускорителями.
Стремился он и максимально снизить стоимость межпланетных перелетов. А для этого пользоваться, например, бесплатной энергией давления солнечного света на зеркала или экраны. Так что именно Цандер, а не Артур Кларк, как можно ныне прочесть, является основоположником идеи солнечных космических парусников. Кларк лишь красочно расписал эту идею в одном из своих произведений.
И хотя его время от времени тоже заносило – чего, например, стоит его утреннее приветствие своим сотрудникам «Вперед, на Марс!» – Цандер не только мечтал, но и действовал. Добился свидания с В. И. Лениным, смог заинтересовать его космическими разработкам и добился содействия вождя пролетариата в деле организации Общества изучения межпланетных сообщений – первой организации в нашей стране, которая от слов перешла к делу.
Именно Цандер и его ученики начинают в 1928 году проектировать первый реактивный двигатель ОР-1 (аббревиатура составлена из слов «опытный реактивный первый»). А само общество стало предшественником знаменитого ГИРДа – Группы изучения реактивного движения, – где в 30-х годах ХХ века началась настоящая работа по созданию жидкостных ракетных двигателей.
РАКЕТНЫЙ РЕЙХ
В начале ХХ века своеобразной Меккой физиков, химиков и инженеров всего мира стала Германия. Именно здесь чаще всего выдвигали наиболее сумасшедшие идеи (вспомните хотя бы Эйнштейна) и строились самые совершенные машины (например, двигатели Дизеля исправно служат нам и по сей день).
Не обошли вниманием немецкие изобретатели и модную тогда тему освоения воздушного и безвоздушного пространства.
Первые опыты
«Мне сверху видно все…»Стимулом к возрождению более-менее мощных ракет стали начатые в 1900 году немецким инженером Альфредом Маулем опыты по подъему на большие высоты фотоаппаратов для аэросъемки. На протяжении 7 лет он построил шесть ракет. При этом Мауль сначала испытывал ракету без фотокамеры; затем следовала серия пробных снимков местности, и, наконец, снималась определенная территория по заказу.
По результатам испытаний ракет 1903 года Мауль получил патент «Ракетный аппарат для фотографирования предварительно выбранных участков местности». В приложении к патенту он описывает, как можно бороться с вращением ракеты с помощью аэродинамического стабилизатора.
Затем он догадался использовать гиростабилизацию. Электрический импульс в полете освобождал падающий груз, который раскручивал горизонтально расположенный маховик; при этом два маховичка поменьше устраняли случайное вращение ракеты вокруг главного маховика.
Снимок, сделанный камерой А. Мауля
Благодаря этому нововведению его ракеты двигались по заранее рассчитанной траектории и снимки местности внизу получались очень четкими.
Срабатывание затвора фотокамеры в нужный момент достигалось так. На носу ракеты устанавливалась небольшая пластинка, прижимающая пружину напором воздуха при движении ракеты. В верхней точки траектории ракета на долю секунды «останавливалась», давление набегающего воздушного потока падало, пружина освобождалась, приводя в действие затвор фотокамеры.
Мауль добился того, что при подъеме ракеты на высоту до 800 м можно было фотографировать местность с хорошей детализацией. Участки местности для съемки можно было выбрать на месте старта с помощью специального прибора, установленного на лафете. После нескольких запусков полученные кадры состыковывались, давая довольно подробный план местности на удалении до 80 км. На нем были хорошо видны дома, улицы, дороги.
А чтобы ракета и аппаратура уцелели при падении на землю, использовался посадочный парашют. При этом ракета разделялась на две части. Непосредственно на стропах парашюта висел головной конус со спрятанной в нем фотокамерой. Ниже на десятиметровой ленте висела сама ракетная гильза со стабилизатором.
Первые эксперименты проводились в глубокой тайне. Мауль прекрасно представлял, как могут пригодиться его ракеты во время военных действий: их значительно труднее вывести из строя, чем привязные аэростаты, которые применялись тогда для разведки местности. Так, в одном из экспериментов сотня пехотинцев специально стреляла по ракете во время снижения – но никто в нее так и не попал: слишком мала оказалась цель.
Свои исследования Мауль частично финансировал сам, частично деньги и заказы поступали от военных. Общие затраты составили 100 тысяч немецких «довоенных» марок. Однако хотя себестоимость одной ракеты в 70 марок была значительно ниже стоимости привязного аэростата, изобретение так и не нашло широкого применения. Пока инженер вел переговоры с военным министерством, качественные фотографии научились получать с самолетов. В итоге шпионить с помощью ракет продолжили лишь во второй половине ХХ века с появлением первых спутников.
Верхом на пороховой бочкеВпрочем, о самих ракетах немцы не забыли и в начале ХХ столетия. Летом 1927 года несколько человек встретились в задней комнате ресторана немецкого городка Бреслау. Выпили пива, поели сосисок с капустой… А заодно и создали объединение, названное Обществом космонавтики (Verein für Raumschiffahrt). Правда, в других странах эта организация вскоре стала известной как Немецкое ракетное общество.
Президентом на том пивном собрании выбрали инженера Иоганна Винклера, а он, в свою очередь, вскоре наладил издание ежемесячного журнала «Ракета» (Die Rakete), в котором регулярно публиковались наиболее ценные идеи и проекты членов общества.
Общество межпланетных сообщений росло очень быстро – среди его членов были профессор физики Герман Оберт, летчик-изобретатель Макс Валье, инженеры Франц фон Гефт, Гвидо фон Пирке, Ойген Зенгер и многие другие, с именами которых мы еще встретимся в этой книге. А потому вскоре на членские сборы и добровольные пожертвования при обществе был организован и фонд, финансировавший самые оригинальные разработки.
Познакомимся поближе хотя бы с некоторыми членами этого объединения, их идеями и делами.
Герман Оберт
Германа Оберта иногда называют «немецким Циолковским». Действительно, в конце 1923 года он так же, как и Константин Эдуардович, выпустил в Мюнхене невзрачную на вид брошюру «Ракета и межпланетное пространство». В этой книжке Г. Оберт, подобно своему русскому коллеге, писал о том, что «современное состояние науки и технических знаний позволяет строить аппараты, которые могут подниматься за пределы земной атмосферы». А дальнейшее усовершенствование этих аппаратов со временем приведет к тому, что они будут развивать такие скорости, которые позволят им преодолеть силу земного притяжения и вынести на околоземную орбиту не только грузы, но и даже людей.
Однако была между этими людьми и существенная разница. Если Циолковского, как уже говорилось, мало интересовало, сколько могут стоить его «игрушки» – он был чистой воды теоретиком, а скорее даже фантазером, – то Оберт с самого начала ставил дело на коммерческую основу. «В определенных условиях изготовление таких аппаратов может стать прибыльным делом», – сообщает он.
Кстати, утилитарный подход имел место даже в издательско-популяризаторской деятельности Оберта. И первая его книга, и вторая «Пути осуществления космического полета» переиздавались неоднократно, принеся ощутимый доход.
В своих трудах Оберт не только подробно рассказывал о том, что было сделано до него, но и выдвигал собственные, довольно ценные идеи. Так, скажем, он предложил идею «воздушного старта», которую пытаются реализовать ныне наши и иностранные конструкторы. А именно: ракеты должны стартовать не с земли, а с высоты 5500 м и более над уровнем моря, будучи подвешенными к специальным аэростатам или дирижаблям.
Причем один из его космических кораблей, получивший название «Модель Е», имел весьма солидные размеры даже по современным меркам. Общая высота всей ракеты, рассчитанной на двух пассажиров, оценивается Обертом как «примерно соответствующая высоте четырехэтажного дома», а ее масса – 288 т!
Предполагалось, что она будет состоять из двух частей: первая, разгонная ступень работает на спирте и жидком кислороде, а вторая, при том же окислителе, использовала жидкий водород. Согласитесь, в 20-х годах прошлого века было предложено вполне современное решение топливной проблемы.
Причем в верхней части второй ступени Оберт предлагал разместить «аквариум для земных жителей», то есть обитаемый отсек с иллюминаторами, позволяющими вести астрономические наблюдения.
Чтобы преодолеть земное притяжение, ракета, как показали расчеты Оберта, должна была лететь 332 с при ускорении 30 м/с2 и достичь высоты 1653 км. Возвращение же пассажирской кабины на Землю Оберт планировал посредством парашюта либо при помощи специальных несущих поверхностей и хвостовых стабилизаторов, позволяющих реализовать планирующий спуск.
В описаниях его еще немало деталей и частностей, которые были затем реализованы (или выдуманы заново) современными конструкторами. Так, скажем, Оберт предусмотрел выход в открытый космос. «На летящей ракете при выключенном двигателе опорное ускорение отсутствует, и пассажиры могут в специальных костюмах выходить из пассажирской кабины и „парить“ рядом с ракетой, – писал он. – Костюмы должны выдерживать внутреннее давление в 1 атмосферу»…
И далее: «Нам кажется непрактичным давать человеку, находящемуся вне ракеты, воздух через шланг из пассажирской кабины, целесообразнее подавать ему сжатый или жидкий воздух из специального баллона». Кроме того, указывает Оберт, человек в скафандре должен быть обязательно привязан к ракете канатом, в который могут вплетены также телефонные провода. Подумал он также и о шлюзе – трубе, «которую можно герметически закрывать с обеих сторон».
В общем, когда читаешь все это, кажется, что выход А. А. Леонова был осуществлен по сценарию Оберта.
Впрочем, Оберт был не единственным членом ракетного общества, кто хорошо владел пером. В 1924 году популяризацией идеи межпланетных путешествий занялся также мюнхенский литератор и бывший пилот Макс Валье. В своей книге «Полет в мировое пространство» он, в частности, предлагает способ превращения обычных самолетов в космические путем замены двигателей внутреннего сгорания ракетными.
Еще одну книгу на ту же тему издал и Вальтер Гоман (по другой транскрипции – Гоманн или Хоманн), архитектор из города Эссена. Он мыслил строительными категориями, а потому описал целую «пороховую башню», с помощью которой он и предлагал стартовать в космос. В 1925 году издательство Ольденбурга выпустило его книгу «Достижимость небесных тел» (Die Erreichbarkeit der Himmelskörper).
В ней Гоман обрисовал такую конструкцию. Множество дисков из прессованного пороха, сложенных столбом, венчала капсула с двумя пассажирами. Каждый слой пороха представлял собой количество топлива, необходимого для работы в течение одной минуты: самый большой диск снизу необходим для работы в первую минуту, следующий – чуть поменьше – во вторую и так далее. Исходя из расчета на 30-суточный полет, Гоман оценил вес каюты и припасов в 2260 кг. При этом вес всей «пороховой башни» должен был составить 2 799 000 кг!
Для облегчения спуска на Землю Гоман предлагал к летящему из межпланетного пространства со скоростью 11,2 км/с снаряду приделать тормозящие поверхности, которые задерживали бы его полет в земной атмосфере. Кроме того, сам спуск должен был производиться по спирали: корабль описывал бы вокруг Земли все меньшие и меньшие эллипсы, верхушки которых пронизывали бы земную атмосферу на высоте 75 км, пока скорость полета не уменьшится до необходимой величины. Далее полет переходит в планирование по глиссаде длиною 3646 км.
Проект во многом наивный, но вот спуск по спирали с применением тормозных плоскостей несет в себе рациональное зерно.
Другой энтузиаст космонавтики – австрийский инженер Франц фон Гефт – получил известность благодаря тому, что теоретически разработал программу испытаний высотных и межпланетных ракет.
На съезде естествоиспытателей в сентябре 1924 года в Инсбруке фон Гефт предложил конструировать ракеты, способные поднять полезный груз весом 500–800 кг на высоту от 100 до 200 км. По мнению Гефта, испытания таких ракет имели бы чрезвычайно важное значение для науки.
Далее следовало создать ракеты, которые могли бы, поднявшись до высоты в 1000 км, в течение нескольких часов облететь Землю в качестве искусственного спутника, пролетая над обоими ее полюсами. При этом можно было бы произвести аэросъемку, а на ее основе создать уточненную карту Земли.
Ракета еще больших размеров может быть использована и для фотографирования обратной стороны Луны, затем Марса и Венеры. Таким образом, Франц фон Гефт был первым, кто заявил о возможности картографирования Солнечной системы на самом первом этапе ее освоения.
Далее, в статье «Завоевание Вселенной» (Dir Eroberung des Weltalls), опубликованной в 1928 году, австрийский инженер дал описание предполагаемых им опытов с ракетами разных типов под общим обозначением RH (от Rakete-Haft – «Ракетная сцепка») и порядковыми номерами в римской числовой системе.
Например, RH I – разновидность регистрирующей ракеты длиной 1,2 м, диаметром – 20 см и весом – 30 кг. Сначала воздушный шар должен был поднять ракету вместе с полезным грузом – «метеорографом» весом в 1 кг – на высоту 10 км. Затем ракета автоматически отцеплялась, включался ее собственный двигатель, и 10 кг чистейшего спирта вкупе с 12 кг жидкого кислорода в качестве окислителя позволяли поднять прибор еще на 90 км. Благополучное возвращение аппаратуры на землю гарантировал специальный парашют.
Космический корабль RH V предназначался для межпланетных перелетов и представлял собой «летающее крыло» с установленным на корме пакетом ракет. Стартовать он должен был с воды, поднимаясь до высоты 25 км по вертикали, а затем переходя на пологую траекторию. Начальный вес RH V – 30 т, конечный – 3 т, длина – 12 м, ширина – 8 м, высота корпуса – 1,5 м. Количество членов экипажа – от 2 до 4 человек. Максимальная скорость полета – 9,2 км/с.
Франц фон Гефт полагал, что вместе с отделяемыми вспомогательными ракетами-ускорителями RH VI (вес – 300 т), RH VII (вес – 600 т) и RH VIII (вес – 12 000 т) его корабль способен развить скорость 27,6 км/с и добраться до Луны, Марса и Венеры.
Интересно, что изобретатель предусмотрел возможность многоразового использования стартовых разгонщиков. В головной части каждого из них имелась кабина для пилота, который после разгона и отцепки производил спуск и приводнение отработавшего свое разгонщика. Нам бы сегодня такую конструкцию!
