Вилли Лей - Ракеты и полеты в космос
Проект космического корабля Гансвиндта
Хотя Гансвиндт интуитивно и постиг принцип реактивного движения, он так и не смог осмыслить его математически. Он утверждал, что пиротехнические ракеты движутся в основном за счет «отталкивания от воздуха», поскольку «один лишь газ не в состоянии создать достаточную реактивную силу». Для того чтобы получить ощутимую реактивную силу, говорил он, необходимо отталкивание двух твердых тел весом по крайней мере в 2—3 фунта каждое. В связи с таким предположением его «топливо» представляло собой тяжелые стальные гильзы, начиненные; динамитом. Эти гильзы должны были подаваться в стальную взрывную камеру, имеющую форму колокола. Одна половина гильзы выбрасывается взрывом заряда, другая половина ударяет в верхнюю часть взрывной камеры и, передав последней свою кинетическую энергию, выпадает из нее. Камера была жестко связана с двумя цилиндрическими «топливными барабанами», расположенными по обе стороны от нее. Пассажирская кабина подвешивалась на пружинах на двигателе для амортизации от ударов, а в середине нее было предусмотрено отверстие, через которое могли падать стальные куски гильз. По достижении высокой скорости Гансвиндт считал возможным прекратить подачу гильз во взрывную камеру. Он знал, что после этого пассажиры испытают ощущение невесомости, с чем он намеревался бороться путем приведения длинной цилиндрической кабины во вращение вокруг ее центрального отверстия, чтобы таким образом заменить силу тяжести центробежной силой; при этом оба конца кабины становились полом. Эта идея также была правильной, однако у Гансвиндта не хватило способностей и терпения, чтобы разработать этот план во всех деталях.
Однако вернемся к Циолковскому, другому изобретателю космического корабля. В противовес Гансвиндту это был терпеливый и спокойный человек, продумывавший свои идеи до последней мелочи. От Гансвиндта его отличала также исключительная скромность. Когда в 1930 году ленинградский профессор Николай Рынин послал ему письмо с просьбой выслать полную автобиографию в связи с приближавшимся семидесятипятилетием Циолковского, он получил лишь несколько рукописных страниц с приложением записки следующего содержания: «Николай Алексеевич, это — все, что я могу Вам предложить». В конверт была вложена и небольшая коллекция фотографий.
Циолковский родился 17 сентября 1857 года в селе Ижевском, Рязанской губернии. Его отец - обрусевший поляк - был лесником, а в свободное время занимался философией и изобретательством, правда без особого успеха. Мать Циолковского происходила из семьи потомственных русских ремесленников. В своей автобиографии Циолковский упоминает о том, что первой игрушкой, которую он получил в возрасте восьми или девяти лет, был маленький воздушный шар - игрушка очень редкая в те годы. Примерно в это же время Циолковский опасно заболел скарлатиной с осложнением на уши; мальчик потерял слух. Глухота создавала большие трудности для занятий в школе, но Циолковский занимался весьма прилежно и хорошо усваивал немногие преподававшиеся тогда предметы. Особенно его интересовали элементарная математика и физика. Но изучить глубоко эти предметы было трудно, поскольку учебников и другой литературы по этим вопросам было мало. Тем не менее Циолковский не только выполнил те требования, которые предъявлялись к ученику, но через некоторое время сдал экзамен на учителя и с 1876 года сам стал преподавать в школе. В 1882 году ему предложили место в школе города Боровска, Калужской губернии, а десять лет спустя он занял место учителя в Калужской гимназии, где проработал до выхода на пенсию в 1920 году.
Почти всегда он вставал на рассвете, затем отправлялся в школу и, когда кончались занятия, спешил домой, к любимой работе, главную часть которой составляли проблемы физики и разного рода изобретения. В возрасте 23 лет он отправил несколько научных статей в Санкт-Петербургское физико-химическое общество.
Один из руководящих членов общества взял на себя труд ответить Циолковскому и выразить заинтересованность общества в его дальнейшей работе. Человеком, написавшим это письмо, был великий русский ученый Дмитрий Менделеев, создатель периодической системы элементов.
Примерно с этого времени Циолковский сосредоточил свое внимание исключительно на изобретениях. Он также, как и Гансвиндт, заинтересовался дирижаблями и пришел к выводу, что строившиеся в то время дирижабли имели слишком недостаточные размеры, чтобы хорошо летать. Он начал работу над большим цельнометаллическим воздушным кораблем. В ходе ее выявилась абсолютно не изученная тогда проблема зависимости поверхностного трения оболочки корабля от скорости полета. Циолковский много думал об этой проблеме, однако решить ее можно было только путем опытов с моделями. Для этих опытов он построил в 1891 году небольшую аэродинамическую трубу; это была, вероятно, если не первая в мире, то, бесспорно, первая в России аэродинамическая труба.
Менделеев неослабно следил за работой Циолковского по созданию дирижабля и оказывал ему всяческую помощь. По-видимому, только благодаря его влиянию Петербургская Академия наук выделила Циолковскому для работы 470 рублей. Пресса была на стороне молодого ученого-изобретателя, и вскоре читатели газет из разных частей страны стали присылать ему небольшие пожертвования. Всего таким образом удалось собрать 55 рублей.
Циолковский прекрасно понимал, что это мизерные деньги и что всего необходимого на них не приобретешь, однако он не вернул их с негодованием, как поступило бы большинство людей его времени, а использовал их для своей исследовательской работы.
Когда Циолковский был еще мальчиком, он однажды, глядя в вечернее небо, попытался мысленно представить себе все то, что изучал: Землю, вращающуюся вокруг своей оси и движущуюся по орбите вокруг Солнца в космическом пространстве. И тут его осенила простая и вместе с тем гениальная мысль: ведь всякое вращающееся вокруг. своей оси тело непременно испытывает центробежную силу. Об этом же говорил и знакомый рисунок в книге, где был изображен грузик, вращающийся на конце веревки. В ту ночь юный Циолковский не мог уснуть; он был, как сказал в свое время сын Колумба об отце, «опьянен звездами». Идея полета в космическое пространство целиком завладела им и больше уже никогда его не покидала.
Много лет спустя, в 1895 году, Циолковский в одной из статей впервые осторожно упомянул о космическом полете. К его удивлению, статья была напечатана в журнале «Природа и человек». После этой первой публикации он по-настоящему приступил к изучению проблемы полета в космос и всех связанных с ней вопросов.
Поскольку в межпланетном пространстве отсутствует воздух, рассуждал Циолковский, космический корабль должен иметь герметическую кабину с запасом кислорода и устройством для очистки воздуха. Для движения в безвоздушном пространстве может быть применен единственный эффективный в таких условиях принцип реактивного движения, используемый в ракете. Однако мощность существовавших тогда ракет была недостаточной, ее требовалось повысить. Легче всего это достигалось за счет применения топлив, обеспечивающих высокую скорость истечения газов. В связи с этим Циолковский выбрал для своего космического корабля жидкое топливо типа керосина. Он решал эту проблему шаг за шагом и к 1898 году получил предварительные результаты исследования. Эти выкладки он послал в журнал «Научное обозрение», где в 1903 году они и были напечатаны.
Этому исследованию никто не уделил особого внимания. За границей оно долго оставалось неизвестным, а в самой царской России те, кого могли заинтересовать выводы Циолковского, по-видимому, ожидали комментариев со стороны более видных ученых, которые отнюдь не спешили с этим делом. Но зато Циолковский теперь уже окончательно определил свое призвание, отказавшись от постройки дирижабля. Морально его до некоторой степени поддерживали в этом читатели, да и сам он видел, что планы создания дирижабля преданы полному забвению.
В период между 1911 и 1913 годами в техническом журнале «Авиационные доклады» появилась целая серия его статей. Это был широко распространенный в царской России журнал, которому Циолковский был обязан появлением у него ученика, оказавшего ему впоследствии очень большую помощь. Это был доктор Яков Перельман, автор ряда научно-популярных книг и статей, в основном в области физики. Перельман, который позднее стал редактором научного отдела «Красной газеты» в Ленинграде, посвятил Циолковскому и его ракетам несколько глав в «Занимательной физике». Кроме того, он изложил в популярной форме некоторые научные работы Циолковского. Можно сказать, что красноречие Перельмана сделало имя Циолковского широко известным его соотечественникам.
Первая мировая война, естественно, прервала работы Циолковского и Перельмана, а пришедшая вскоре русская революция не только не причинила им ущерба, но, напротив, оказала большую поддержку. С первых дней своего существования Советское правительство стало финансировать работу Циолковского. В одном из писем ко мне он упоминал, что довольно часто получает те или иные суммы денег, «вероятно, в качестве гонорара за переиздание старых статей», которые печатались в виде брошюр Калужским губернским издательством. Однако первая публикация Циолковского при новой власти не была научной работой в прямом смысле этого слова. Это был роман под названием «За пределами Земли», где описывалось фантастическое путешествие в космос.
