Текст книги "Сто великих покорителей космоса"

Пионер ракетостроения Роберт Хьюз Годдард (1882–1945)

Не часто популярная ежедневная газета, имеющая мировую аудиторию, опровергает собственную информацию, тем более полувековой давности. Во всяком случае, газета New York Times, следуя своему слогану «Все новости, достойные печати», сделала это.

17 июля 1969 г., на следующий день после старта «Аполлона-11» (напомним: запущенного к Луне), в газете появилось «Исправление», в котором сообщалось о передовице, напечатанной 13 января 1920 г., где высмеивался «недоучка» профессор Роберт Годдард, утверждавший в своей монографии «Способ достижения экстремальных высот» (1919), что ракета может «преодолеть космический вакуум» и долететь до Луны. «Как такое возможно, – вопрошал безымянный автор, – если это противоречит всем законам физики?.. Утверждать, что это возможно – значит отрицать фундаментальный закон динамики. Только доктор Эйнштейн с дюжиной «избранных» имеют право заявлять это… Похоже, профессору Годдарду… не хватает знаний, ежедневно получаемых в старших классах».

Роберт Годдард

Просвещенная публика проглотила пасквиль с аппетитом. В прессе и научном сообществе поднялась волна насмешек и издевательств над Годдардом. Прагматики полагали, что исследование ракет и тому подобных оторванных от жизни вещей – неподходящее занятие для профессора физики. Надо отдать должное ученому: он лишь более сосредоточенно продолжил делать свое дело – проектировать, строить и испытывать ракеты, ставшие прототипом той («Сатурн-5»), на которой и полетели астронавты на Луну. Необходимо отметить, что Годдард, болезненный и хрупкий, с юности болел туберкулезом и ему было весьма непросто заниматься напряженными исследованиями. По этой причине Роберт не тратил силы на споры и доказательства, а предпочитал решать технические задачи, которые он сам себе ставил, в узком кругу лаборантов и с помощью жены, где-нибудь в уединенном от людских взоров месте. Зарабатывал на жизнь профессор физики преподаванием своего предмета.

Заметку «Исправление» New York Times заключила словами: «Дальнейшие исследования и эксперименты подтвердили выводы Исаака Ньютона в XVII в., и теперь определенно установлено, что ракета может функционировать как в вакууме, так и в атмосфере. Times сожалеет об ошибке». Статус-кво был восстановлен.

Но почему же публика не приняла публикацию Годдарда 100 лет назад? Скорее всего, потому, что профессор чересчур доказательно потревожил ее наивное восприятие космоса. О ракетах 100 лет назад было известно в основном то, что их запускают в военных сражениях и на праздничных шоу. О космических полетах писали лишь в романах писатели-фантасты да в брошюрах немногие технари-«чудаки», как, например, К. Э. Циолковский в России. Сказками забавляются, а не размышляют над ними…

Один из таких романов – «Война миров» (1897) Герберта Уэллса – попал в руки 16-летнего Роберта и решил его судьбу. По собственному признанию Годдарда, даже спустя год после прочтения этой вещи он все еще был целиком зачарован ею и решил, что пленительнее проблемы, скучно именуемой «исследованием больших высот», просто не существует. «Не знаю, сколько еще лет я буду работать над ней, – написал ученый в 1932 г. Уэллсу, – но надеюсь, что не оставлю ее, пока буду жив».

Он вообще был странным человеком, доктор Годдард. Хотя бы тем, что до своей кончины ежегодно отмечал 19 октября – «День сна о вишневом дереве». Роберт объяснял это тем, что в этот день в 1899 г. «залез на высокое вишневое дерево за сараем… и когда посмотрел на поля на востоке, представил, как замечательно было бы создать какое-нибудь устройство, которое могло бы подняться на Марс, как это выглядело бы, если бы его запустили с луга у моих ног… Я стал другим мальчиком, когда спускался с дерева, чем когда я поднимался. У меня появилась в жизни цель».

Первая статья Годдарда о возможности создания ракеты на жидком топливе появилась в 1909 г. К 1912 г. выпускник Вустерского политехнического института и университета Кларка, сотрудник физической лаборатории Палмера в Принстонском университете, доктор философии по физике рассчитал положение ракеты, ее скорость в вертикальном полете с учетом веса ракеты и веса топлива, скорости выхлопных газов, аэродинамического сопротивления и эффектов гравитации, получил формулу Циолковского (о котором ничего не знал). Необходимым условием достижения высоких скоростей полета конструктор назвал использование материала ракеты в качестве топлива.

Формально приоритет Годдарда в создании баллистических ракет застолблен в его патентах. Из 214 патентов самыми важными для ракетостроения являются два патента США (оба 1914 г.): 1.102.653, описывающий многоступенчатую ракету, заправленную твердым «взрывчатым материалом», и 1.103.503, посвященный ракете, работающей на твердом топливе (взрывчатом веществе) или на жидком топливе (бензин и жидкая закись азота). Позднее ученый показал, что эффективность ракеты на жидком топливе, т. е. КПД (количество тепловой энергии сгорания, преобразованной в кинетическую энергию выхлопных газов), в 25 раз превышает эффективность твердотопливной (50 % против 2 %). Фактически эффективность ракет Годдарда достигала 64 % при скорости истечения газов из сопла 2,13 км/с.

Очень важным достижением разработчика стал сложный эксперимент, доказавший возможность полета ракеты в вакууме. Это-то и было камнем преткновения для читателей New York Times.

Начало эпохи космических полетов и инноваций положил запуск Годдардом жидкостной ракеты 16 марта 1926 г. За 15 лет профессор со своей командой осуществил 34 запуска. Спонсировал (хотя и очень скромно) его работы Смитсоновский институт. Помогал в поиске спонсоров и знаменитый летчик Чарльз Линдберг. Любой, даже закончившийся аварией, полет конструктор считал удачным, поскольку он вскрывал очередную проблему, которая благополучно разрешалась в последующих пусках. Максимально высота полета составила 2,6 км, скорость – 885 км/ч. О главных достижениях Годдарда как теоретика и инженера, предвосхитившего разработки немецких, советских и американских конструкторов, можно прочесть в энциклопедиях. «Годдард успешно внедрил современные методы, такие как двухосевое управление (гироскопы и управляемая тяга), позволяющие ракетам эффективно контролировать свой полет… Решающим прорывом стало использование сопла паровой турбины шведского изобретателя Г. де Лаваля, которое обеспечивает наиболее эффективное (изоэнтропийное) преобразование энергии горячих газов в поступательное движение… Его называют человеком, который открыл космическую эру».

P.S. Когда пионер немецкого ракетостроения Вернер фон Браун после Второй мировой войны оказался в США, он был одним из немногих, кто знал истинную цену Роберту Годдарду, особенно после того, как изучил патенты американского профессора и пришел к выводу, что они могут стать основой создания сверхдальней баллистической ракеты. «Его ракеты, – утверждал барон, – возможно, были довольно грубыми по современным стандартам, но они проложили путь и включили многие функции, используемые в наших самых современных ракетах и космических аппаратах… Эксперименты Годдарда на жидком топливе сэкономили нам годы работы и позволили усовершенствовать V-2 за много лет до того, как это стало бы возможным». А еще Браун искренне недоумевал, вопрошая американцев: «Разве вы не знаете о своем собственном пионере ракетостроения? Доктор Годдард был впереди всех нас».

Истинно, нет пророка в своем отечестве!

Опередивший время: Владимир Петрович Ветчинкин (1888–1950)

Профессор Владимир Петрович Ветчинкин прославился как специалист по теориям ракет и межпланетных сообщений и как «бескорыстный и благородный» популяризатор гениев отечественной ракетной техники и космонавтики.

Будучи учеником профессора Н. Е. Жуковского (1847–1921), студент Ветчинкин стенографировал и обработал курс лекций учителя, а затем издал первый в мире учебник по теории авиации – «Прикладную механику». Жуковский предлагал Владимиру стать соавтором, но тот отказался. В 1922 г. Владимир Петрович издал под своей редакцией «Сборник задач», подготовленный Жуковским, а в 1939 г. – ПСС Н. Е. Жуковского.

Ветчинкин 10 лет переписывался и встречался с К. Э. Циолковским, «с величайшим энтузиазмом говорил о его работах, пророча им великое будущее».

Владимир Петрович Ветчинкин

Ветчинкин открыл Ю. В. Кондратюка. Отрецензировав его работу «О межпланетных путешествиях», ученый рекомендовал напечатать ее, а автора перевести на службу в Москву, ближе к научным центрам. «Такие крупные таланты-самородки чрезвычайно редки, и оставление их без внимания, с точки зрения государства, было бы проявлением высшей расточительности». Профессор предлагал «соединить работу Кондратюка с работой других авторов по тому же вопросу (К. Э. Циолковского, Ф. А. Цандера) и издать хороший коллективный труд… Ради сохранения приоритета за СССР не следует откладывать печатания готового труда». Судьба не благоволила Кондратюку. Его книга попала за океан и стала основой американской «Лунной программы».

Ветчинкин присутствовал при испытаниях первого в нашей стране ракетного двигателя Ф. А. Цандера «Ор-1». Он первый отметил новаторскую работу В. П. Глушко – «Реактивный мотор на жидком топливе». Ветчинкин дал положительный отзыв на работу М. К. Тихонравова «Генерационная газовая ракета». Поддержал проект двухступенчатой ракеты смешанного типа И. А. Меркулова – Рв-3, которая была испытана в 1939 г. и стала первой в мире ракетой с прямоточным ВРД. Ученый разыскал труды астронома Ф. А. Семёнова и издал его биографию. Среди студентов МВТУ, кому профессор читал лекции, был С. П. Королёв. «Буквально за руку привел он в ракетную технику Юрия Победоносцева… А как сосчитать всех, кого привели туда страстные доклады, увлекательные диспуты, неизменным организатором и участником которых был Ветчинкин?.. Имя Владимира Петровича Ветчинкина по праву стоит рядом с именами С. П. Королева, В. П. Глушко и М. К. Тихонравова» (Ярослав Голованов).

Уроженец города Кутно Варшавской губернии Российской империи (ныне Лодзинское воеводство, Польша), Владимир Ветчинкин с золотой медалью окончил Курскую мужскую гимназию и поступил в Императорское техническое училище (ИМТУ, ныне МВТУ им. Баумана).

Студент посещал кружок воздухоплавания, основанный в 1910 г. Жуковским. Владимир, всегда добродушный и жизнерадостный, искренний и отзывчивый, был любимым учеником Жуковского. В 1913 г. учитель и ученик разработали и опубликовали теорию завихрения авиационных винтов. Это был первый серьезный научный труд Ветчинкина.

В 1915 г. Владимир защитил дипломный проект «Тяжёлый аэроплан типа «Илья Муромец», в котором развил идеи Игоря Сикорского, построившего четырехмоторный самолет.

В 1916 г. Жуковский и Ветчинкин организовали бюро авиационных вычислений и испытаний при аэродинамической лаборатории ИМТУ, а через два года профессор по инициативе Ветчинкина и вместе с ним объединил бюро и лабораторию с институтом аэродинамики в Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Жуковский стал директором ЦАГИ, а Ветчинкин возглавил отдел ветряных двигателей. Параллельно Владимир занимался расчетами динамики полёта ракеты в межпланетном пространстве и земной атмосфере, выступал с лекциями на эту тему в Политехническом музее и МГУ. Ученый математически рассчитал модель межпланетного полета по эллиптическим орбитам, принятым сегодня. Независимо от Ветчинкина эту идею предложил также немецкий ученый В. Гоман (траектории назвали «гомановскими»). Ветчинкин, как Циолковский и Кондратюк, опередил свое время. Сохранились его черновики: «О возможности полета на Луну ракетным способом». Но последующие разработки профессора по динамике полета крылатых ракет и реактивных самолетов были опубликованы и застолбили наш приоритет в ряде задач.

Работал Владимир Петрович и в других организациях. В МВТУ он вел курс подготовки лётчиков. В 1923 г. стал профессором Академии ВВС. Активно сотрудничал с РНИИ в качестве консультанта и эксперта. Вместе с изобретателем-самоучкой А. Г. Уфимцевым разработал и построил в Курске первую высокопроизводительную ветроэнергетическую установку для производства электроэнергии, ажурную стальную конструкцию высотой 42 м, удерживаемую тросами-растяжками. В 1932 г. ветростанция была сдана в эксплуатацию. Она начинала вырабатывать энергию уже при скорости ветра 2,5 м/с.

Возглавив в 1944 г. кафедру теоретической механики в МВТУ, созданную Н. Е. Жуковским, Владимир Петрович занялся приближенными вычислениями для составления алгоритмов, которые позднее стали использовать при разработке современных компьютеров. По признанию коллег, «его знания в этой области были громадны».

Диапазон научных интересов Ветчинкина был необычайно широк. Применительно к сверхзвуковой авиации, ракетной технике и космическим путешествиям можно назвать еще несколько решенных им задач. Он рассчитал стреловидное крыло, что позволило создать сверхзвуковые истребители. Провел математический анализ движения ракет при вертикальном подъеме в различных случаях. Рассчитал потребное количество топлива при многих режимах движения ракеты. И т. д.

Ветчинкин был трудоголик, но не забывал и о велосипедных прогулках, купании в реке до первого ледка. «Окружающие так привыкли, что Владимир Петрович целиком поглощен наукой, что любой его поступок рассматривали не иначе как с научной точки зрения. Один из слушателей, увидев однажды на Центральном аэродроме профессора Ветчинкина на велосипеде, поинтересовался, какую научную проблему он решает.

– Никакой! – спокойно ответил профессор. – Я просто катаюсь» (Г. М. Можаровский).

Доктор технических наук, академик Академии артиллерийских наук, заслуженный деятель науки РСФСР, «засекреченный» В. П. Ветчинкин был награжден двумя орденами Красного Знамени и орденом Красной Звезды, медалями. В 1943 г. ему вручили Сталинскую премию – 100 000 рублей, из которых 80 000 он передал в фонд обороны, а на оставшиеся 20 000 «купил 10 мешков картошки, чтобы прожить зиму».

Ученый оставил потомкам завет: «Не единым хлебом будет сыт человек. В данное время не до ракет, но очень быстро они будут не только возможны, но и необходимы».

Умер Владимир Петрович Ветчинкин 6 марта 1950 г. в возрасте 61 года.

P.S. В начале 1920-х гг. слух о молодом, «увлечённом инженерными вычислениями, очень красивом профессоре» прошел по всей Москве. Слушатели были в восторге от его «веселой и артистичной» манеры изложения материала, «детской непосредственности, немыслимой простоты в общении, феноменального знания авиационных наук». «Желающих попасть на его лекции было столько, что приходилось вызывать конную милицию во избежание давки». Ветчинкин был лектор от Бога. «На лекциях у него всегда было полно студентов, и, так как вход тогда был для всех свободный, приходили послушать и посторонние, те, кто интересовался авиацией всерьёз. И не всерьёз… Дело в том, что у Владимира Петровича было много поклонниц: поклонниц его пения, его голоса (у него был прекрасный глубокий тенор. – В.Л.). Это были молодые и интересные дамы, которые, по-видимому, слушали Владимира Петровича неоднократно, когда он, солируя, пел в церковном хоре. Очень возможно, что милых дам аэродинамика вовсе не интересовала. Зато интересовал сам аэродинамик. Они приходили на его лекции и, очарованные профессором, не отрывали от него глаз. Когда он как-то нарисовал на доске профиль крыла и, как было принято, назвал его дужкой, в аудитории вдруг раздался томный вздох: «О господи! Вы сами душка, профессор!» (И. И. Шелест).

Немецкий Циолковский Герман Оберт (1894–1989)

Один из основоположников современной ракетной техники и космонавтики, Герман Оберт был еще и, как истинный немец, настоящим философом. Во всяком случае, его работу «Die Kakokratie – Der Weltfeind Nr. 1» (1975) («Какократия – всемирный враг № 1») никак не отнесешь к ракетам или космосу. В ней 80-летний Оберт пишет о «власти худших (плохих)». (С греч. κακό – «плохо».) Таковыми – «худшими» – ракетчик считал тех, кто реально правит в мире. Надо полагать, что за свою долгую жизнь ученый, уроженец Трансильвании, не раз убедился в этом, проживая на территории Австро-Венгрии, Румынии, Германии и США.

Книга ракетотехника была посвящена глобальной системе управления, главным звеном которой должен был стать Мировой парламент. Рассуждения Оберта – в изложении академика Б. В. Раушенбаха – сводятся к следующему:

«Предположим, что появилась вакансия для занятия некоторого государственного или муниципального поста. Человек, претендующий на этот пост, должен обладать нужными знаниями, известными талантами, опытом работы в нужной области и так далее. Предположим, что на эту вакансию нашлось два претендента, причем во всех указанных выше отношениях (знания, талант, опыт) они совершенно равноценны. Единственное различие между претендентами сводится к тому, что один из них предельно честен и благороден, в то время как другой является законченным подлецом. Нетрудно догадаться, кто займёт вакантное место.

Им, скорее всего, станет подлец, так как в борьбе за вакантный пост он будет совершенно спокойно применять недозволенные приёмы: лгать, клеветать, обещать невозможное, т. е. делать все то, что порядочный человек себе никогда не позволит. Таким образом, шансы подлецов всегда выше, и в результате этой своеобразной фильтрации происходит закономерное насыщение властных структур негодяями»…

Герман Оберт

Далее Оберт утверждает, что к гибели государства приводит правление какократов, которых народ избирает за красивые глазки – за популизм и щедрые обещания. При этом избиратели не отдают себе отчет, каких негодяев они сами приводят во власть. Предлагает автор и свои рецепты борьбы с какократией, «управу на подлецов», – от «детекторов лжи» до пересмотра законов. Впрочем, воз и ныне там…

Обратимся теперь к главному занятию и детищу Германа Оберта, давшего, как считал его ученик Вернер фон Браун, «все основные конструктивные идеи ракетостроения». Себя и своих коллег из Германии и США Браун называл и вовсе «жестянщиками».

Интерес к космонавтике пробудил у 10-летнего Германа роман Ж. Верна «Из пушки на Луну», причем интерес предметный. Дабы убедиться, что такое возможно, подросток занялся расчетами и пришел к выводу, что попасть на Луну из пушки никак нельзя. Чтобы преодолеть земное тяготение, надо построить несуразно огромную пушку с длиной ствола 300 м – Колумбиаду. При подрыве заряда, который придаст кабине с экипажем нужное ускорение, сама пушка разрушится, а «пассажиры» превратятся в лепешку. Еще до окончания гимназии Оберт самостоятельно вывел формулу Циолковского (о котором он узнал через 20 лет), перебрав несколько вариантов попадания на Луну, остановился на ракете, заменив твердое топливо (порох) смесью водорода и кислорода.

Гимназист не ограничился математическими расчетами и конструкцией ракеты, но и провел эксперименты, связанные с жизнедеятельностью космонавтов. Он «стал прекрасным прыгуном в воду, чтобы на собственном опыте прочувствовать как ощущение ускоренного падения и торможения, так и невесомости. Он ел яблоко, стоя на голове, и опроверг опасение, что в таком положении пища не будет задерживаться в желудке… Таким образом, он ещё в начале XX в. ясно представил себе проблемы, которые являются предметом решения современных космической медицины и космической биологии».

После гимназии Оберт пошел по медицинской стезе, как его отец. Был успешным диагностом, продолжал свои исследования о влиянии невесомости на длительную работоспособность и психическое состояние человека. Самым удивительным достижением госпитального врача стала первая в мире боевая баллистическая ракета, которую он сконструировал в 1917 г. В ней ракетчик предложил схему, принятую в конструкторских разработках будущего. Ракета имела высоту 25 м и диаметр 5 м. Топливо (10 т этилового спирта и жидкого кислорода) подавалось насосом. Гироскоп стабилизировал полет. К сожалению, под занавес Первой мировой войны Оберту без финансовой поддержки государства не удалось воплотить свой замысел в железо. На жизнь Оберт зарабатывал преподаванием математики и физики в гимназии и летной школе.

В 1919–1921 гг. Оберт изучал физику, математику и астрономию в университетах Клаузенбурга, Мюнхена, Геттингена и Гейдельберга. Спроектировал двухступенчатую и трёхступенчатую ракеты весом 100 т.

В 1923 г. Оберт опубликовал монографию с расчетами и чертежами «Ракета в межпланетное пространство», в которой впервые показал техническую реальность создания больших жидкостных ракет. Вскоре после этого Оберт и Циолковский узнали друг о друге и вступили в переписку. Немецкий ученый сразу же признал приоритет русского коллеги, который на 20 лет раньше его опубликовал свою знаменитую статью «Исследования мировых пространств реактивными приборами».

В монографии «Пути осуществления космического полета» (1929) Оберт рассмотрел «регистрирующую» ракету – носитель научных приборов для исследования верхних слоев атмосферы («Modell В») и двухступенчатую жидкостную ракету для полета в космическом пространстве («Modell E»), вес которой с топливом составлял 288 т. Ученый предложил конструкции ступеней ракеты, каюты для космонавтов, костюмов для выхода в безвоздушное пространство, парашюта для спуска на Землю и т. д.

В металле Герман Оберт создал и первый в Европе действующий ЖРД, стабильно работавшую коническую камеру сгорания – «конусную дюзу». Однажды во время экспериментов произошел взрыв – «ударной волной ученого швырнуло через всю лабораторию. У Оберта лопнула барабанная перепонка и был поврежден левый глаз».

«Продуманные и технически детализированные работы Германа Оберта произвели фурор». Известности ученому и его детищу добавил приключенческий фильм «Женщина на Луне» (1929), в котором он был научным консультантом. К этому фильму на собранные средства Оберт стал строить ракету, но к премьере не успел. В 1930 г. конусную дюзу и ракету «Мирак» выкупило Общество межпланетных сообщений и успешно испытало на построенном ракетодроме.

После 1933 г. власти Германии пригласили Оберта для работы в команде Вернера фон Брауна, с которым Герман познакомился во время съемок «Женщины на Луне», но, как уроженца Румынии, его особо не посвящали в военные секреты и держали на вторых ролях, хотя и использовали все теоретические и конструкторские разработки ученого. В 1941 г. его всё же привлекли к консультациям под именем Фридриха Хана, хотя непосредственного участия в создании «Фау-2» он не принимал.

После войны Оберт три года работал в США над перспективными проектами вместе с Вернером фон Брауном. NASA использовало идеи создателя немецкой ракетной техники. Браун с благодарностью отзывался о своем учителе: «Герман Оберт был первым, кто, подумав о возможности создания космических кораблей, взял в руки логарифмическую линейку и представил математически обоснованные идеи и конструкции… Лично я вижу в нём не только путеводную звезду моей жизни, но также и обязан ему своими первыми контактами с теоретическими и практическими вопросами ракетостроения и космических полётов. В истории науки и технологии за его революционный вклад в области астронавтики ему должно быть отведено почётное место».

16 июля 1969 г. Герман Оберт присутствовал на старте «Аполлона-11», совершившего успешный полёт людей на Луну.

В 1982 г. 88-летний ученый был приглашен в Москву на конференцию по истории космонавтики. В своем выступлении почетный гость сказал: «Мною двигало два обстоятельства, чтобы приехать, несмотря на возраст и плохое здоровье, – это забота о будущем человечества и давнее желание посетить родину глубоко уважаемого мною Константина Циолковского» (К. Ришес, А. Буровцев).