К 55-летию со дня полета Ю.А. Гагарина

Современный человек является потребителем бесчисленных благ, которые дарит нам прирученное и обжитое космическое пространство. Спутники и орбитальные станции за недолгую космическую эру открыли перед людьми новые возможности для развития телевидения, радиосвязи, телефонии, навигации, прогнозирования погоды, контроля морских льдов (а значит, безопасности морского сообщения), мониторинга лесных пожаров, поиска полезных ископаемых и т.д. Вот почему 12 апреля, в День космонавтики, полезно с благодарностью вспомнить тех, чьими трудами дарованы нам эти блага. Вспомнить первопроходцев.

А для этого придется отправиться далеко в прошлое, гораздо дальше, чем в 1961-й, и даже дальше, чем в не менее знаменитый 1957-й год. Конечная станция путешествия к истокам русской космонавтики лежит в 1883 году, когда Константин Эдуардович Циолковский (1857—1935) написал книгу «Свободное пространство», первое свое сочинение, посвященное использованию ракетного принципа для движения в космосе.

В дальнейшем последовали новые работы, развивающие мысль о межпланетных перелетах: «Как предохранить нежные вещи от толчков» (1891), «Грёзы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения» (1895), «Вне Земли» (1896). В этих сочинениях калужский исследователь-самоучка уделяет большое внимание не только общим принципам применения реактивной тяги, но и решает массу частных вопросов, которые важны для успешного запуска человека в космос: снижение перегрузок от ускорения, подготовка космонавтов в центрифуге и «падающей лаборатории» (сегодня роль последней играют самолеты, «падающие» на определенном отрезке полета, что создает эффект невесомости для экипажа).

Период 1895—1896 гг. становится особенно важен для Константина Эдуардовича, поскольку Циолковский узнает о независимо проводимых исследованиях Ивана Всеволодовича Мещерского (1859—1935), математически описавшего движение тела переменной массы, каковым и является реактивный снаряд. Результаты вычислений Мещерского убеждают Циолковского в правильности собственных формул.

Плеяда великих мечтателей (слева направо): К.Э. Циолковский, И.В. Мещерский, Ф.А. Цандер, Ю.В. Кондратюк, Я.И. Перельман, А.А. Штернфельд

В 1903 г. ученый публикует один из важнейших своих дореволюционных работ — ставший классическим труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Зарубежная наука ничего подобного не знала; лишь отдаленно похожие работы появятся на Западе много лет спустя: в 1913 г. во Франции (Р. Эно-Пельтри), в 1919 г. в Америке (Р. Годдард), в 1923 г. — в Германии (Г. Оберт).

Стоит заметить, что в нарушение научной этике никто из перечисленных ученых мужей не потрудился упомянуть о приоритете их предшественника Циолковского. Такое отношение было нормой. Формально царская Россия не знала «железных занавесов», а большинство отечественных ученых писали на немецком или французском (многие так и вовсе были немцами по родителям); однако и в ту пору Запад заносчиво игнорировал русские открытия, нагло похищая наиболее ценные мысли. (Скажем, именно так В.К. Рентген присвоил себе честь открытия Х-лучей, носящих ныне его имя, и ни разу не упомянул в своих сочинениях про хорошо известные ему труды харьковских физиков.)

А между тем К.Э. Циолковский написал до революции (за 34 года, с 1883 по 1917 г.) около 130 работ. После революции, поддержанный властью, Константин Эдуардович за последующие 17 лет написал еще 450 трудов. В каждой новой работе старые идеи обогащаются новыми мыслями, например, автор приходит к выводу о необходимости орбитальных станций.

В 1908 г. к работам в области теории межпланетного перелета подключился Фридрих Артурович Цандер (1887—1933), который, развивая идеи Циолковского, быстро перешел от расчетов к экспериментам для получения практического результата.

Главной проблемой, занимавшей Цандера, являлась постройка ракеты, использующей в качестве горючего отработавшие детали конструкции. Для реактивного снаряда важна потеря массы, именно это порождает толкающую его реактивную тягу. Однако львиная доля массы приходится на металлический корпус. Известно, что некоторые металлы, добавляемые в пламя, повышают его температуру и усиливают процесс горения. Следовательно, порожние баки с топливом и прочие части можно делать из таких сплавов, которые в дальнейшем удастся сжечь, что повысит суммарную массу горючего до 90% массы снаряда. Работая над этим проектом с 1919 года, Цандер окончательно сформулировал принципы такого полета в книге «Проблема полета при помощи реактивных аппаратов» (1932).

К сожалению, главная идея Цандера так и не нашла применения. Для запуска космических аппаратов во внеземное пространство используются многоступенчатые ракеты, у которых лишние части не сжигаются, а просто отстегиваются и сбрасываются.

Тем не менее творческие искания Фридриха Артуровича не пропали даром, он предложил немало других ценных инженерных решений. Его «далеколетающая ракета», изобретенная в 1927 году, предвосхитила во многих чертах программу космических челноков (шаттлов). Также Цандер активно развивал мысль об устройстве «межпланетных станций около Земли и других планет», которые должны были стать универсальными орбитальными обсерваториями. Цандер первым предложил построить на космических кораблях «паруса» для солнечного ветра — смелый замысел, подхваченный мировой наукой лишь около 20 лет назад. С 1929 года Фридрих Артурович стал успешно экспериментировать над реактивными снарядами, летающими на жидком топливе. В том числе, в 1932 году он использовал не только жидкое горючее, но и жидкий окислитель (жидкий кислород).

Тогда же, с 1929 года, за разработку жидкостных ракет берется государство, поручая это ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ), в которой для этой цели создается спецподразделение под руководством В.П. Глушко. А в 1932 году государство идет навстречу московским энтузиастам, основавшим Группу изучения реактивного движения (ГИРД). Группа получает собственную исследовательскую и производственную базу, возглавляет ее С.П. Королев.

Незадолго до революции межпланетными перелетами увлекся инженер Александр Игнатьевич Шаргей (1897—1941), вошедший в историю науки под литературным псевдонимом Юрия Васильевича Кондратюка. Совершенно независимо от Циолковского и Цандера Кондратюк пришел к концепции реактивного двигателя, а затем, ознакомившись с их трудами, еще активнее принялся работать в данном направлении. Окончание Гражданской войны послужило сигналом к развертыванию исследований в области реактивного движения; в 1924 году открывается Общество изучения межпланетных сообщений — подобных организаций в мире не существовало (лишь в Германии, и то — спустя три года, возникнет Общество космических путешествий, Verein für Raumschiffahrt).

Кондратюк становится одним из многих энтузиастов космонавтики — неординарных людей, которые не ныли, жалуясь на наследие войны, голод и разруху, но упорно вели страну ввысь, к звездам. По-другому нельзя: ведь путь из трясины всегда и везде один — вверх!

Одно из крупнейших изобретений Кондратюка — постройка такой орбитальной станции, которая послужила бы космодромом для дальних перелетов. Чтобы отправить ракету всего-навсего с Земли на Луну, потребуется создать невероятно мощный и тяжелый снаряд. Это неэкономично и технически сложно. Гораздо проще построить снаряд, который выйдет на орбиту, состыкуется со станцией, здесь восполнит запасы топлива, заберет необходимые для полета к Луне (Марсу, Венере и т.д.) грузы, и возобновит полет.

Создание орбитального космопорта — задача будущего. И все же уже сегодня мы пользуемся многими техническими решениями, найденными Кондратюком. В частности, он первым составил перечень технических требований к посадочному модулю, в котором космонавты станут возвращаться на Землю. Важнейшие из этих требований учитывались при постройке посадочного модуля для Юрия Гагарина и последующих космонавтов. Имелись у Кондратюка интересные конструкторские предложения и по части устройства камеры сгорания и сопел, по части предполетной подготовки, по части оборудования космических кораблей и т.д. Даже странно встретить вполне современный взгляд на ракето-космические системы в публикации от 1929 года (а именно тогда в Новосибирске вышла капитальная работа Юрия Васильевича «Завоевание межпланетных пространств»).

Не помешает отметить, что именно Россия стала первой страной, где теория полета ракеты из тяжеловесных, полных математики трудов перекочевала в популярные издания. Великий популяризатор точных наук Яков Исидорович Перельман (1882—1942) ясно видел правду утверждений Циолковского о том, что полеты в космос возможны лишь с помощью ракет. И в 1915 году автор бессмертной «Занимательной физики» выпускает книгу «Межпланетные путешествия», где сложнейшие вещи (которые могли показаться дикими даже для иных специалистов) простым языком объясняет широкому читателю. В дальнейшем Перельману предстоит опубликовать великое множество сочинений о космических полетах, на которых вырастет поколение пытливых, любознательных и смелых юношей — будущих конструкторов и инженеров Плесецка, Капустина Яра и Байконура.

Подъем общественного интереса к космонавтике становится настолько велик, что в 1928—1932 гг. ленинградский профессор Н.А. Рынин составляет и издает первую энциклопедию по проблемам космонавтики. Девятитомник под названием «Межпланетные сообщения», включал в себя все ключевые работы в этой области.

В 1929 году через журнал «Ракета», издававшийся немецким Обществом космических путешествий, знакомится с некоторыми работами Циолковского проживавший тогда во Франции инженер Ари Штернфельд (1905—1980). Штернфельд увлекся космонавтикой в 1927—1928 гг., но найти в Париже интересующих публикаций не мог, отчего принялся искать единомышленников в технически более передовой Германии. Правдами и неправдами Штернфельд приобретает несколько работ Циолковского и, плененный смелыми задумками, вступает с ним в переписку.

Ари Штернфельд печатает работу по космонавтике сначала во Франции, затем на своей родине — в Польше. «В докладе Штернфельда не было обнаружено научных ошибок, ибо их там не было. Но его приняли довольно холодно, считая тему космических путешествий слишком фантастической», — вспоминал польский астроном Ян Гадомский о реакции своих коллег на выступление энтузиаста в астрономической обсерватории Варшавского университета в декабре 1933 года. Во Франции отношение к ученому оказалось более благожелательным. Но еще теплее приветствовали его исследования в СССР.

Ари Штернфельд посещает нашу страну в 1932 году: «Во время этой поездки в СССР я ощутил вокруг себя захватывающую атмосферу строящегося нового мира. И хотя в те годы еще существовала в СССР карточная система, хотя люди на улицах были очень бедно одеты… все это не могло поколебать моего решения переехать в СССР, чтобы здесь жить и работать». Сегодня, когда квалифицированные специалисты стараются сбежать из России, чтобы устроиться в Америке хотя бы школьными учителями, трудно понять тогдашние настроения. Но факт остается фактом: в июне 1935 года Штернфельд (теперь Ари Абрамович Штернфельд) переезжает на постоянное жительство в Советский Союз, где вольется в число сотрудников Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ). К сожалению Ари Абрамовича, он так и не успел лично встретиться с Циолковским, который ушел из жизни в сентябре того же года. Исследования Ари Абрамовича много дали для понимания проблем взлета и посадки космических аппаратов, а также многих других вопросов.

Космические «мечтания» пришлось отложить в 1938 году в связи с событиями в мире (агрессия японцев в Монголии, а также захват Австрии и Чехословакии гитлеровской Германией). В 1941 году погибает на фронте Юрий Кондратюк…

С разгромом фашизма течение жизни возвращается в прежнее русло. Вот только в одну реку нельзя войти дважды: в середине 1946 года правительство принимает решение о создании в СССР ракетостроительной промышленности. Новое поколение мечтателей на практике приступает к покорению космоса.