Текст книги "Марсианин: Цандер. Опыт биографии"
Автор книги: Ярослав Голованов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 8 (всего у книги 13 страниц)
Это власть самого народа: рабочих, солдат, крестьян. Это власть мира и свободы. Это власть, которая уже предложила мир, передала землю крестьянам… И всякий, кто поднимет против нее вооруженную руку, будет сметен революционным народом…»
Цандер читал манифест. В каждой строчке этого документа находил он новые слова, наполненные новым смыслом. «Власть народа»… «Она уже предложила мир»… Значит, войне конец?! А мир – это прежде всего мирный труд. Делать не шины для броневиков и самокатов, а самолеты и космические корабли. Да, да, именно так! Именно такая власть по самой своей природе способна начать осуществление его проектов. Космический корабль – это революция техническая. А значит, те, кто вершит революцию социальную, не смогут не понять его. Ведь насколько его космические корабли приблизят окончательную победу нового строя! Не царская казна, а великие знания иных, еще неведомых цивилизаций, уже укоренившихся в своем социальном развитии, на практике воплотившие в жизнь коммунистические идеалы, – вот сокровища! Но сколько проблем еще надо решить! Нет, не новая Россия Советов не готова строить его космические корабли – он сам не готов еще! Работать! Работать! Вперед, на Марс!
Фридрих Артурович Цандер не был коммунистом. Но свое политическое кредо он однозначно определил в анкете, заполненной им 17 марта 1925 года. На вопрос: «К каким политическим партиям принадлежите?» – он отвечает: «Сочувствую коммунизму». В автобиографии вновь повторяет: «Сочувствую коммунизму с 1911 года». Его дочь Астра Фридриховна вспоминает: «Отец учил меня не верить в бога, петь „Интернационал“, прививал мысль о равноправии всех национальностей, говорил о Ленине как о великом вожде…» Таковы были его убеждения.
Москва хоронила героев Октября. Над пятидесятитысячной толпой, вливавшейся в Иверские ворота[31]31
Находились между нынешним Музеем В. И. Ленина и Историческим музеем. Ныне не существуют.
[Закрыть] на Красную площадь, плыли звуки «Интернационала». 238 грубо сколоченных, покрашенных яркой красной краской гробов опускали в большую братскую могилу у Кремлевской стены. В этот день он снова засел за расчеты космического корабля: дети тех, кто лежал там, у Кремлевской стены, должны улететь на Марс!
И до Цандера, и одновременно с ним над конструкцией космического корабля задумывались многие светлые умы. Начиная с очень условного проекта Николая Кибальчича, в котором он изложил свою идею порохового «воздухоплавательного прибора» (не называя его, правда, кораблем космическим), многие пионеры ракетной техники пытались перейти от чисто умозрительных набросков и фантастических проектов, подобных пушке Жюля Верна, к разработкам уже научно-техническим, вполне серьезным. Размышляя о конструкции подобного аппарата, они чаще всего сосредоточивали свое внимание на какой-нибудь одной детали или узле конструкции и здесь додумывались подчас до решений, в высшей степени оригинальных, опережающих на многие годы свое время.
Но, отдавая должное их работе, надо сказать, что Цандер был первым, кто всю проблему целиком перевел из сферы мечтаний и размышлений в сферу конкретных разработок. Это было самое настоящее инженерное проектирование. Он рассчитывал свой космический самолет так, как другие инженеры рассчитывали станки, паровозы, корабли. Он конструировал.
Циолковский был школьным учителем, в его трудах не так часто встречаются дифференциальные и интегральные уравнения, не говоря уже о вещах более сложных. Таких дисциплин, как сопромат, например, вовсе не знал. Гениальный мыслитель, он не был ни инженером, ни конструктором. Современник Цандера, выдающийся пионер космонавтики Юрий Кондратюк, считал довольно много, но и у него инженерных, конструкторских расчетов нет. В предисловии к первому изданию своей работы «Завоевание межпланетных пространств» он писал: «Автор надеется, что ему удалось представить задачу завоевания Солнечной системы не в виде теоретических основ, развитие которых и практическое применение подлежит науке и технике будущего, а в виде проекта хотя и не детализированного, но уже с конкретными цифрами, осуществление которого вполне возможно и в настоящее время для нашей современной техники после серии экспериментов, не представляющих каких-либо особых затруднений».
С Цандером Кондратюка роднил удивительный технический оптимизм. Ведь Фридрих Артурович тоже считал, что «при существующей технике перелеты (на другие планеты. – Я. Г.) станут возможными, по всей вероятности, в течение ближайших лет». Здесь они оба ошибались. В то же время Циолковский, который смутно представлял себе решения конкретных инженерных задач, интуицией великого провидца чувствовал, что «работающих ожидают большие разочарования, так как благоприятное решение вопроса гораздо труднее, чем думают самые проницательные умы… Потребуются новые и новые кадры свежих и самоотверженных сил… Представление о легкости его решения есть временное заблуждение»[32]32
Правда, незадолго до смерти в статье «Только ли фантазия» (1935 г.) Константин Эдуардович писал: «…До последнего времени я предполагал, что нужны сотни лет для осуществления полетов с астрономической скоростью (8-17 км в секунду). Но непрерывная работа в последнее время поколебала эти мои пессимистические взгляды: найдены приемы, которые дадут изумительные результаты уже через десятки лет».
[Закрыть].
В своем оптимистическом признании Кондратюк представил ход своих трудов как раз наоборот: он закладывал именно теоретические основы, а вот конкретные проекты действительно принадлежали науке и технике будущего. Его цифры – это вычисление скоростей, ускорений и торможений масс, температур, траекторий. Не зная о работах Циолковского, он просто заново открыл многие откровения великого калужанина. По складу своего мышления Кондратюк был гораздо ближе к Циолковскому, чем к Цандеру. Кондратюк все-таки теоретик, а не практик, не конструктор.
И скорости, и температуры, и траектории Фридриха Артуровича тоже интересуют, он тоже ими занимается, но в его работах это задачи прикладные. И справедливо подчеркивает уже упоминавшийся Михаил Клавдиевич Тихонравов, что Цандер «был первым инженером в нашей стране, посвятившим себя всецело разрешению задач межпланетного полета и деятельности в области ракетной техники». Инженером!
Циолковский взял лист бумаги, ткнул перо в чернильный пузырек (он не признавал письменных приборов) и нарисовал каплевидную ракету. Закрутил, узлом перевязал трубопровод, треть всего объема щедро отдал под пилотную кабину. В другом рисунке нарисовал управляющие гироскопы – колеса диаметром чуть меньше диаметра самой ракеты. В третьем – космический шлюз – просто трубу с крышечкой. Какого диаметра нужны трубопроводы, сколько места можно отдать космонавту, какие требуются гироскопы, как герметизировать выходной шлюз – это его не интересовало. Девиз Циолковскогр: «Надо идти навстречу, так сказать, „космической философии“!» Программа Цандера: «Область конструкции ракет еще мало разработана. Была бы желательна дальнейшая энергичная работа в данном деле, которая даст нам возможность утвердиться в межпланетном пространстве, вращаясь вокруг Земли… и завоевывая, дальше улетая, новую свободу, новые возможности, новые земные шары». Циолковский был убежден, что сам он в космос не полетит. Цандер хотел улететь на Марс во что бы то ни стало!
Если бы Фридрих Артурович, подобно Константину Эдуардовичу, довольствовался просто рисунком каплевидной ракеты, он не был бы Цандером. Процесс конструирования космического корабля в общей сложности занял у него многие годы. Впрочем, можно сказать, занял всю его жизнь, потому что все его труды в области ракетной техники и космонавтики так или иначе связаны с этим кораблем.
Конструкция определилась не сразу. Первый вариант постепенно, как фотографический снимок в ванночке с проявителем, вырисовывался все ярче и четче, и окончательно его стало возможно разглядеть к осени 1920 года. По это был лишь первый вариант. Есть запись: «…с марта 1922 года занимаюсь исключительно работами по дальнейшему развитию авиации в означенном направлении». В 1925 году Цандер писал, что, кроме 650 страниц, записанных стенографически (это значит несколько томов расчетов и раздумий), в документацию его проекта входят «27 чертежей средней величины 50x70 см, на которых мною начерчены конструкции, необходимые для опытов, части двигателей и аэроплана – межпланетного корабля».
Конструкция и по нынешним меркам весьма сложная. Начать с того, что в практике современной космонавтики любой космический корабль – нечто самостоятельное, законченное, начинающее жить своей жизнью после выхода на орбиту. Ни в одном советском или зарубежном проекте двигатели космического корабля не работают на Земле в момент старта, не помогают ему выйти на орбиту. Космический корабль Цандера – маленький самолетик – не был частью общей конструкции, стартующей с Земли. Он был как бы растворен в этом большом аэроплане и постепенно из этого аэроплана выкристаллизовывался, собирался в маленькое конечное единое целое, по мере того как большой аэроплан вытаскивал его в космос, сжигая сам себя. Все, что оставалось от большого аэроплана на орбите, – котел, в котором плавились его собственные конструкции. Расплавить сам себя котел был не в состоянии, как бы ни хотелось этого его конструктору.
Подобная неизвестная не только авиации, но и наземной технике мобильная схема чрезвычайно усложняла весь проект. И до сих пор не создана ни одна, даже земная, конструкция, обладающая столь глубоко запрограммированной динамикой. Все должно было складываться, втягиваться, перемещаться, и притом довольно быстро, но в то же время плавно. Цандер был в курсе всех авиационных новостей своего времени. В двадцатых годах уже появились убирающиеся, втягивающиеся внутрь самолета шасси. Уже летали первые опытные машины с изменяемой геометрией крыла. Но все это было просто детским лепетом по сравнению с тем, что требовал Цандер от своего космического корабля. «Мне удалось достигнуть того, – писал Фридрих Артурович, – что изготовленные мною четыре соединения легко разнимались, после чего я их отшлифовал и хорошо смазал. Затем скрепил тросы первой секции, распустил, укрепив их, чтобы их все можно было пропустить через все указанные четыре соединения». Запись неясная, язык тяжелый, все это представить себе трудно, а построить еще труднее. Но он упрямо добивался своего. Всю работу мысли подчинил он решению именно этой задачи: создать прочную, надежную и одновременно предельно простую саморазбирающуюся и самоуничтожающуюся с пользой для конечной цели конструкцию.
Сначала, как видно из чертежей, межпланетный корабль представлял собой по внешнему виду самолет-биплан – наиболее распространенный тип авиаконструкций того времени, – правда, с усложненным хвостовым оперением. В дальнейшем – а это видно по модели корабля – вид его изменился. Два крыла на расчалках (таким был и его планер в Риге) слились в одно крыло, и биплан превратился в моноплан – наиболее распространенный тип самолетов наших дней. Таким образом, по мере работы над кораблем Фридрих Артурович модернизировал его. Двигатели с пропеллерами с крыльев исчезли, из двухмоторного корабль превратился в одномоторный. Усовершенствовалось хвостовое оперение. Вся конструкция стала компактнее, мускулистее.
Но это все, так сказать, изменения внешние, которые в значительной степени были следствием изменений внутренних. Постоянно раздумывая над тем, как ему «обмануть» формулу Циолковского и облегчить свой корабль, Цандер решил часть топлива заливать внутрь самой конструкции, заменив стержни трубками. Идея показалась ему очень заманчивой: можно было сэкономить вес, отказавшись от баков, да и сами трубки, находящиеся под давлением, лучше сопротивлялись сжимающим усилиям. Кроме того, корабль при движении в атмосфере неизбежно будет нагреваться, а топливо в трубках охладит конструкцию, улучшит ее механические качества.
Цандер понимал, что для движения его корабля в космосе усилия потребуются совсем небольшие. Он писал: «…в межпланетном пространстве, при его огромных расстояниях и полной возможности применения малых толкающих сил, гораздо лучше воспользоваться даровым световым давлением или передачей световой энергии на расстоянии с помощью тончайших зеркал». Таким образом, он собирался на практике воплотить идею солнечного паруса, идею, для того времени необыкновенно смелую.
Надо признать, что сама эта идея не принадлежала ему. Сразу после 1899 года, когда знаменитый русский физик Петр Николаевич Лебедев доказал своими опытами реальность светового давления, появилось немало фантастических и научно-популярных публикаций, героями которых были различные «светолеты». Так, например, в 1913 году Б. Красногорский издал роман «По волнам эфира», в котором летал космический корабль под солнечным парусом. Даже такой прогрессивно мыслящий человек, как Яков Исидорович Перельман, классик научной журналистики, даже он этот роман подверг уничтожающей критике. Перельман считал, что зеркало будет слишком громоздким и тяжелым.
Цандер не согласился с этим и доказал, что солнечный парус перспективен, поскольку «зеркала… могут быть использованы на много перелетов, тогда как дорогой горючий материал ракеты расходуется один раз».
Поразительное инженерное чутье позволяло Цандеру критически оценивать сделанное и сразу искать новые решения там, где он улавливал какие-то несовершенства. Например, он понимал, что при движении в атмосфере его космический самолет с двигателем внутреннего сгорания мог бы, подобно всем реально существующим аэропланам, забирать кислород для сжигания топлива из окружающего воздуха. Однако он ставит баки с жидким кислородом, заведомо утяжеляя конструкцию. Уже в первом варианте он чувствует: это слабое место, понимает, что обычный мотор было бы хорошо заменить «ракетой, приспособленной к движению в воздухе», а в дальнейшем говорит совсем недвусмысленно: заменить ракетой, «притягивающей воздух для горения». В начале 70-х годов, разбирая необработанный и нерасшифрованный архив Цандера, Юрий Валентинович Клычников обнаружил схему ракетно-турбинного двигателя, составленную Фридрихом Артуровичем менее чем за год до смерти. Таким образом, совершенствуя свой проект, Цандер прошел путь от пропеллера авиационной юности начала двадцатого века к воздушно-реактивному двигателю ее зрелости в наши дни.
Уже сам факт постоянного поиска и желание совершенствовать свой корабль говорят о том, что Цандер относился к проекту весьма самокритично. У него не было того тщеславного упорства, отличающего людей с ограниченной фантазией, которое мешает им легко отвергать ими созданное, браковать то, что еще вчера казалось совершенным. Человек Идеи, Цандер мог жертвовать всем, если это обещало приблизить его к реализации Идеи.
Рассматривая проект Цандера, оппоненты чаще всего упрекали его именно в излишней усложненности конструкции. Слыханное ли дело: размельчать, толочь в порошок металлические детали и сжигать их! Цандер не отрицал, что это действительно сложно, и опять-таки не проявлял здесь упорства. Напротив, он говорил о самосжигании своего корабля как о необходимости, словно бы навязанной ему самой природой, и готов был приветствовать любое другое решение, которое позволило бы обойтись «без складывания самого аэроплана». «В многих случаях может потребоваться сжигание лишь небольшого количества частей конструкции летательного аппарата, а не всех имеющихся, – успокаивал критиков Фридрих Артурович. – Но мере усовершенствования количество сжигаемых частей будет уменьшаться…»
Большинство гипотетических проектов межпланетных кораблей основывалось только на ракете. У Цандера был гибрид ракеты и самолета, крылатая конструкция. Но и за нее он, как говорится, не держался, не считал крылья непременными и обязательными. В самом начале работы он писал: «…биплан был взят как пример разбираемого аэроплана, но возможно применение аэропланов разных систем, а также использование корпуса ракеты в качестве поддерживающей поверхности». Известны его наброски конструкций бескрылых ракет, да и первая его реальная ракета ГИРД-Х, стартовавшая уже после его смерти, тоже была бескрылой.
Правда, его не оставляла мысль о том, что крылья позволят кораблю при посадке на Землю или на другую планету спланировать, позволят сократить расходы топлива на торможение. Сама по себе мысль очень заманчивая. Аэродинамическое качество современных космических аппаратов позволяет сделать спуск более эффективным, но гасить скорость только за счет формы корабля мы не умеем до сих пор. В конструкциях Цандера очень много оригинального. Но он никогда не стремился к оригинальному только для того, чтобы быть непохожим на других.
Однако, прежде чем садиться на Марс, туда нужно долететь. Много дней Цандер занимается расчетом наиболее экономичных с энергетической точки зрения и наиболее коротких – что позволит снизить вес систем жизнеобеспечения – траекторий. Он ищет золотую середину, оптимальный вариант. Различными траекторными вычислениями занимались многие пионеры космонавтики: итальянец Гаэтано Артуро Крокко, немец Вальтер Гоман, австриец Гвидо Пирке. В словарь современной космонавтики вошли «модифицированные траектории Крокко», «касательные эллипсы Гомана», «траектории Пирке». Это были замечательные энтузиасты, талантливые инженеры и оригинально мыслящие математики. Но справедливость требует сказать, что есть веские основания полагать, что аналогичные расчеты были проделаны Цандером раньше. Это отмечал в феврале 1927 года в своем письме в Главнауку профессор В. П. Ветчинкин. «К сожалению, – писал Владимир Петрович, – Ф. А. Цандер лишь читал доклады о своих работах, но не печатал их. Между тем W. Hohman в 1925 году напечатал работу, в которой также предлагал полет на крыльях и планирующий спуск. Быть может, эта работа появилась и не без влияния слухов о докладах Ф. А. Цандера, производившихся зимой 1924/25 года.
Таким образом, мы благодаря отсутствию возможности печатать свои работы теряем свой приоритет даже в тех случаях, когда он фактически бесспорно принадлежит СССР».
Ни о каком плагиате речи быть не может. Межпланетчики в те годы были настолько разобщены друг с другом, что подчас не знали, что делается соотечественниками, не говоря уже о зарубежных коллегах.
Не вина, а беда этих исследователей, что они не знали о работах Фридриха Артуровича. Впрочем, и для него беда, что они не знали…
Новаторством отмечена и работа Цандера по использованию сил тяготения небесных тел для маневра космического корабля Насколько известно, до него никто об этом не писал. Мог ли думать Фридрих Артурович, что еще при жизни его поколения все эти цифры превратятся в явь: осенью 1959 года, впервые использовав на практике притяжение Луны, советская станция «Луна-3» совершит сложный маневр и сфотографирует лунный «затылок», а потом Юпитер развернет межпланетную станцию к Сатурну, Венера – к Меркурию и снова Венера устремит космический зонд к комете Галлея – к той самой комете Галлея, на которую смотрел он в свою подзорную трубу майским вечером 1910 года в Засулауксе?
Ракеты, поднявшие в космос спутники, лунники, космические корабли и орбитальные станции, не похожи на межпланетный самолет Цандера. Значит ли это, что удел всех его расчетов и чертежей – лишь витрины музея космонавтики, огромного музея, который когда-нибудь построят и в котором будет целый зал Фридриха Цандера? Нет, это не так. От мощного ствола цандеровского проекта отходит множество ветвей, и ветвей живых, не иссушенных нашим нынешним техническим знанием и могуществом, ветвей плодоносящих.
Действительно, замечательную идею Цандера о сжигании ненужных частей конструкций корабля реализовать не удается – задача технически сложна. В 50-е годы в одном из научно-исследовательских институтов пытались найти частное решение этой задачи: часть конструкции должна была сжигаться в газовой струе ракетного двигателя. Но снова столкнулись с такими трудностями, что пришлось отступить. «Если ракета разгоняется самолетом, то целесообразнее этот самолет многократно использовать для разгона, чем пытаться сжигать его части, что технически нереально», – говорил в своем докладе на Первых Цандеровских чтениях доктор технических наук, профессор Т. М. Мелькумов. Наверное, он прав. Ведь ракета разгонялась самолетом: так в паре с «Боингом-747» испытывался американский «космический челнок». До этого опытный высотный американский самолет Х-1 с ракетным двигателем также подвешивался к самолету В-29 с поршневым двигателем – это еще ближе к проекту Цандера.
Сам себя корабль не сжигает, но одна грань этой идеи уже реализуется, похоже, у нее есть будущее. Речь идет о сжигании металла вообще, о металлических топливах. Цандер рассчитывал теплотворные способности алюминия, лития, бериллия, определял теоретические скорости истечения при сжигании таких топлив в кислороде, экспериментировал с магнием. Это была не напрасная работа. Сегодня мы знаем, что добавка в горючее тонкого алюминиевого порошка повышает удельную тягу ракетного двигателя. В ионных ракетных двигателях нашли применение в качестве горючего литий, цезий, ртуть. В одном из вариантов плазменного ракетного двигателя в качестве горючего использовался жидкий висмут. Эти двигатели находятся пока в стадии экспериментальных разработок, так что может случиться, что металлическое топливо в будущем станет применяться более широко, чем сегодня.
Развивается, совершенствуется, уточняется и идея Цандера, связанная с использованием кислорода атмосферы при полете ракеты в воздушном океане Земли. Существует множество различных вариантов комбинаций ступеней с жидкостными двигателями и ступеней с воздушно-реактивными двигателями. Выяснилось, что наиболее эффективно можно будет «эксплуатировать» атмосферу при использовании так называемых прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Разработке их много труда отдали замечательные советские ученые: Келдыш, Бондарюк, Стечкин. Академик Борис Сергеевич Стечкин утверждал, что прямоточные двигатели можно и нужно использовать для космических аппаратов «для разгона ракеты в пределах сплошной атмосферы», со скоростью, в 7-10 раз превышающей скорость звука. «Разгон, – писал Борис Сергеевич, – может быть осуществлен или на особом летательном аппарате, который возвращается на Землю, или непосредственно на самой ракете, на ее первой ступени».
Крылья для опоры ракеты на воздух, использованные Цандером в его проекте, нашли применение даже более широкое, чем нам бы хотелось. Именно с крылатыми ракетами, к сожалению, связаны самые агрессивные планы милитаристов. О крылатых ракетах в последние годы пишут в газетах, о них рассказывают по телевидению. Появились крылья и в космосе: первыми орбитальными крылатыми аппаратами стали американские машины программы «Спейс-шаттл» – «космический челнок».
Можно сказать, что идея солнечных парусов, переведенная Цандером из разряда фантастических прожектов в конкретную инженерную разработку, выросла сегодня в самостоятельное направление внеземной техники. Солнечный парус… Как романтично это звучит! В памяти встают каравеллы Колумба и галионы Магеллана, туго надутые паруса, перечеркнутые острым хищным крестом святого Яго. Солнечный парус туго надуть трудно. Чтобы создать тягу до одного килограмма, космический корабль должен развернуть на орбите спутника Земли парус шириной в триста метров, а длиной в километр! Конечно, парус привлекает простотой: развернул и плывешь себе тихонько, без забот, без хлопот. Но сколь ни тонка пленка паруса (по предварительным оценкам, толщина ее должна измеряться тысячными долями миллиметра), она все-таки что-то весит, а значит, парус должен иметь какие-то разумные границы применения.
В «Путешествиях Гулливера» ученый с континента Бальнибарби пытался запереть солнечный свет в герметическую банку. У него ничего не получилось. Вряд ли и у Цандера получилось бы: уровень техники тех лет не позволял еще говорить о практическом применении солнечных батарей, хотя сам эффект преобразования света в электричество был обнаружен еще до рождения Фридриха Артуровича. Еще ничего не знали о тех очень чистых кристаллах, которые мы сегодня называем таким привычным словом – полупроводники. Появись они тогда, нет никакого сомнения в том, что Цандер непременно попытался бы приспособить их к своему космическому кораблю. Притом не просто приспособить, а математически обосновать, как он всегда это делал, такое свое решение. Увы, расчеты эти были впервые сделаны лишь в 70-х годах. Оказалось, что, если корабль будет летать в космосе менее двух лет, выгоднее установить солнечную батарею, которая даст энергию ионному двигателю. А если летать более двух лет – выгоднее «поднимать паруса». Так что, кто знает, возможно, в каком-нибудь XXII веке поплывем мы к ближайшим звездам под цандеровскими парусами…
Вот и оказывается, что космический корабль Фридриха Цандера – это не только прошлое, но и будущее космонавтики.
Еще при жизни Фридриха Артуровича страстный пропагандист космонавтики профессор Владимир Петрович Ветчинкин писал о том, что «работы Ф. А. Цандера по расчету межпланетных путешествий и проекту межпланетного корабля, несомненно, стоят на одном из первых мест в мировой литературе по этому вопросу». Технические книги старятся быстрее, чем их авторы. Конструкции Цандера устарели. Идеи остались молоды. Кстати, это верный признак, по которому можно определить классика. И не только в технике…
