Текст книги "Сто великих покорителей космоса"

В поисках «вечного льда»: Макс Валье (1895–1930)

Неисповедимы пути Господни. В том числе и в космос. На протяжении веков философы создавали архитектонику космоса, системы Вселенной, космогонические теории, одной из которых в начале XX в. стала «доктрина вечного льда» (ледниковая космогония) австрийского инженера Ганса Хёрбигера (1860–1931), изложенная им в книге «Учение о мировом льде» (1913). В научном мире доктрина, оправдывавшая древние мифы, была признана лженаучной, однако нашла отклик у правящей верхушки нацистской Германии.

В основе доктрины лежит предположение о том, что Вселенная родилась из космического льда, что из него состоят дальние планеты Солнечной системы, что нынешняя Луна – последняя из четырех изначальных спутников нашей планеты. Три Луны уже упали на Землю, и четвертую ждет та же участь. И т. д.

Самым вдумчивым исследователем, апологетом этого учения был австрийский пионер ракетной техники, один из основателей германского Общества межпланетных сообщений – Макс Валье.

Валье считал пустой тратой времени изучение трудов таких философов, как Аристотель, Кант, Ницше, но почему-то зацепился за доктрину Хёрбигера. Макс издал несколько книг (первую – в 20 лет), посвященных «вечному льду», в научных журналах публиковал статьи о метафизических проблемах, космотехнологии, форме спиральных туманностей и тому подобных вещах; читал увлекательные лекции по алхимии и космическим полетам. В 1924 г. бестселлером стали четыре издания его книги «Полёт в космос. Техническая возможность?» – о космических полетах, в которой Валье популярно изложил книгу Г. Оберта «Ракета в межпланетное пространство» (1923).

Поиск доказательств существования космического льда стал для Валье идеей фикс и его путем в космос. Ученый искал не только умозрительные подтверждения верности доктрины и «озарения», посетившего однажды Хёрбигера, он разрабатывал и пропагандировал ракетные двигатели (ТРД и ЖРД), испытывал их на дрезинах, в автомобилях, ракетопланах и мечтал полететь на них к Луне и планетам. Его все называли романтиком.

Уроженец города Боцена (Больцано, Южный Тироль[15]15
  В Южном Тироле жили преимущественно немцы, но он был частью Италии. Гитлер намеревался переселить тирольских немцев в очищенный от других народов Крым.


[Закрыть]), Макс подростком заинтересовался проблемами астрономии и авиации. Первые его статьи научного характера были опубликованы в 1910 г. В 18 лет он поступил в Инсбрукский университет, а до этого помимо школьных занятий возглавлял частную астрономическую обсерваторию и осваивал в разных мастерских навыки химика, механика, литейщика. В университете он изучал не только физику, математику и астрономию, но и написал в 19 лет фантастический роман о полете на Луну.

В конце Первой мировой войны Валье служил офицером-техником австрийской авиачасти, часто совершал высотные полеты. В автобиографии он пишет о том, что у него тогда «сложилось твердое убеждение в том, что современные движимые пропеллерами самолеты навсегда останутся непригодными для достижения крайних высот и что на высотах стратосферы пригодным двигателем может оказаться только ракета». Во время одного из своих полётов неподалеку от Вены самолёт на высоте 4300 м потерпел аварию, но Валье остался жив.

После войны Макс продолжил обучение в Инсбрукском, Венском и Мюнхенском университетах. Попутно занимался и литературным трудом. До 1926 г. он популяризировал проект «корабля вселенной» Г. Оберта, после чего обратился к собственной идее ракетного самолета.

«К сожалению, у меня не было ни денег, ни технических средств для того, чтобы доказать на практике справедливость защищаемых мною положений, – сетовал Валье. – Тщетно я пытался путем прочтения более двухсот лекций во всех странах, говорящих на немецком языке, и литературной деятельности собрать средства, необходимые для осуществления моего проекта собственными силами. К тому же летом в 1927 г. участились сообщения о том, что за границей вскоре должны быть произведены первые попытки старта с помощью ракетных двигателей. При таком положении вещей я наконец осенью 1927 г. отказался от мысли об осуществлении моего проекта собственными силами и решил искать финансовой поддержки на стороне».

Макс Валье за рулем своей экспериментальной ракетной машины

Валье стал предлагать свой четырехэтапный проект ряду лиц и учреждений.

Первый этап Макс предполагал посвятить стендовым испытаниям уже известных пороховых ракет.

Второй – сконструировать ракетные силовые установки для наземного транспорта (саней, автомобиля, велосипеда, дрезины, лодки).

Третий – сконструировать самолеты с ЖРД.

Четвертый – построить ракетный самолет (стратоплан) для полетов в стратосферу и выше.

Свою мечту – ракетный корабль на Луну и планеты – Валье оставил на потом, но держал в голове, «чтобы не терять из виду отдаленной конечной цели работ в этом направлении».

Валье повезло. Его проектом заинтересовался промышленник и мотогонщик Фриц фон Опель (1899–1971). В 1928 г. Макс и Фриц испытывали автомобили с 24 твердотопливными ракетами, развивавшие скорость 238 км/ч. К сожалению, после этого пути Валье и Опеля разошлись. В 1929 г. Опель самостоятельно провел испытания первого в мире сконструированного ими обоими реактивного самолёта Opel RAK.3, достигшего скорости 254 км/ч, но потерпевшего катастрофу. Взорвался и ракетный рельсовый транспорт Opel RAK 4 (дрезина). Вскоре после этого Опель покинул Германию.

Валье в одиночку продолжил свои разработки, осуществил несколько удачных пробегов твердотопливных ракетных дрезин и полетов моделей ракетных самолетов. Максу катастрофически не хватало средств. Знакомые позднее вспоминали, что ему порой нечего было есть.

В 1930 г. Валье начал эксперименты с ЖРД. Во время одного из них испытатель погиб при взрыве камеры сгорания.

В истории авиации и ракетной техники Валье остался в одном ряду с пионерами космонавтики – Циолковским, Обертом, Годдардом. Своими работами он внес большой вклад в развитие ракетной техники: исследовал пороховые ракеты, сопла с высоким давлением реактивной струи, ЖРД с регулируемой тягой. Немецкий историк авиации Х. Ю. Майер отмечал, что для осуществления своей идеи «Валье сделал всё, что мог сделать, и даже более того – для достижения цели он отдал свою жизнь».

В одном из некрологов были такие слова: «Валье был одним из величайших пророков нашего времени… Почему Бог мог допустить такую смерть этого молодого и гениального человека!.. Он умер красивой смертью. Для нас это было громким и болезненным, для него это было тихо и безболезненно. Лицо Валье не показывало никакой боли, ни чувства конца, только удивление, только – внимание. Валье делал, что мог. Теперь нам хранить его наследие. Бог да поможет нам».

Первый лауреат Национальной научной медали США Теодор фон Карман (1881–1963)

В 1959 г. в США была учреждена главная американская государственная награда за выдающийся вклад в естественно-научных областях – Национальная научная медаль. Она присуждалась президентом США по рекомендации комитета, состоящего из 12 учёных и инженеров. Лауреатами становились самые видные ученые и изобретатели: Н. Винер, И. И. Сикорский, К. Шеннон, В. К. Зворыкин и др.

Первую медаль на церемонии в Белом доме президент США Д. Ф. Кеннеди вручил 18 февраля 1963 г. венгерско-американскому математику, аэрокосмическому инженеру и физику, выдающемуся теоретику аэродинамики XX в., 81-летнему Теодору фон Карману. «Доктор фон Карман, – сказал президент, – для меня большое удовольствие выбрать вас в качестве первого получателя Национальной медали науки. Я не знаю никого, кто бы более полно представлял все из областей, к которым эта награда должным образом относится, – науки, техники и образования». Эта награда стала достойным вознаграждением ученого и подытожила его многогранную творческую деятельность в области воздухоплавания и космонавтики.

Уроженец города Будапешта (Австро-Венгерская империя), Теодор (Тодор) изучал инженерное дело в Королевском техническом университете Джозефа (сегодня – Будапештский технологический и экономический университет) и математику в Геттингенском университете, Мекке тогдашних математиков. В Геттингене фон Карман занимался экспериментами в аэродинамической трубе, которые позволили ему сформулировать законы гидромеханики. Получив докторскую степень, Теодор четыре года преподавал в университете, после чего в 1912 г. возглавил Институт воздухоплавания при Аахенском университете. Занимался проектированием прототипов вертолетных моделей. Во время Первой мировой войны служил в австро-венгерской армии. В 1919 г. был назначен заместителем народного комиссара просвещения Венгерской советской республики, после падения которой был исключен из рядов Венгерского аэрообщества и вынужден был вновь уехать в Германию. В Аахене фон Карман организовал несколько международных конференций по теоретической и прикладной механике.

В 1930 г. ученого пригласил ведущий американский научный центр – Калифорнийский технологический институт (Калтех) в Пасадене. В Калтехе Теодор продолжил свои фундаментальные исследования по гидро– и аэродинамике и их приложениям в авиации и космонавтике. Участвовал также в Манхэттенском проекте по созданию американской атомной бомбы. Самых значительных достижений фон Карман как математик и механик достиг в аэродинамике сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростей. Его подход к газодинамическим исследованиям, методы получения характеристик газовых потоков, математический аппарат, интерпретация результатов легли в основу конструирования ракет-носителей и расчета траекторий полета космических аппаратов. «Карман проявил гений в поиске упрощающих допущений, которые сделали возможным математический анализ» (Томас П. Хьюз).

В рамках финансируемой правительством США программы JATO (1939–1941) Карман с группой своих учеников (Джек Парсонс, Фрэнк Малина и др.) в Авиационной лаборатория Гуггенхайма Калтеха исследовал взлет самолета с помощью ракет. В 1941 г. состоялись успешные испытания самолетов с ТРД, после чего они были приняты на вооружение. Ученый был апологетом стреловидных крыльев реактивных истребителей.

В 1943 г. фон Карман, изучив данные британской разведки, представил в ВВС США свой анализ немецкой ракетной программы, оценив ее как перспективную, после чего в Калтехе была основана Лаборатория реактивного движения, ныне это Центр исследований и разработок, финансируемый по контракту с NASA из федерального бюджета.

Тогда же Карман представил фундаментальный технологический прогноз на 20 лет о двигателях самолётов будущего. Прогноз полностью оправдался. Вскоре ученый покинул Калтех, приняв предложение командующего ВВС США генерала Генри Х. Арнольда возглавить Научную консультативную группу, и стал военным консультантом правительства США по долгосрочному планированию. Кто-то после этого обвинял Теодора в милитаризме, в том, что ему всё равно, каким хозяевам служить: «Карман – прямолинейный инженер, которого совершенно не смущает его связь с военными властями любой страны, в которой он проживал в то время» (Чарльз Зюскинд). Другие оправдывали его, поскольку Карман «как ученый нашел, что военные наиболее удобная группа, с которой можно иметь дело» (Сидней Голдштейн).

Теодор фон Карман

В 1956 г. ученый основал под Брюсселем в Синт-Генезиус-Роде научно-исследовательский и образовательный центр – Институт гидродинамики, в котором обучение связано с научными исследованиями, проводимыми институтом на 50 аэродинамических трубах, турбомашинах и других экспериментальных установках. Институт, носящий сегодня имя своего создателя, является центром обмена знаниями между ведущими европейскими учеными в области аэронавтики и аэрокосмических исследований. Специалисты анализируют траектории космических объектов, исследуют верхние слои атмосферы с помощью спутников и т. д. Разработанные Карманом теории используются ныне в гиперзвуковой аэродинамике, в исследованиях упругости, вибрации и теплопередачи элементов космических аппаратов.

16 августа 1960 г. во время международного астронавтического конгресса в Стокгольме Теодор фон Карман учредил Международную академию астронавтики, объединившую ведущих учёных и инженеров, работающих в области космических исследований. Главную задачу академии и главную цель исследований Теодор определил как «применение космонавтики в мирных целях». Сегодня академия объединяет ученых и космонавтов из 80 государств.

«Сердечный и остроумный» Теодор никогда не был женат, «был склонен к веселой выпивке и компании красивых женщин» (И. Б. Холли). Но что там ни говори, всю свою жизнь он положил на алтарь науки. Карман умер во время поездки в Аахен в 1963 г., за пять дней до своего 82-летия.

В 1968 г. Теодор фон Карман был введен в Международный зал авиационной и космической славы.

У Кармана много наград, но самой высокой стала принятая Международной авиационной федерацией условная граница между атмосферой Земли и космосом, которая является также верхней границей государств, – линия Кармана, находящаяся на высоте 100 км над уровнем моря.

P.S. В 1930 г. Карман читал лекции по аэродинамике сразу в двух учебных заведениях – в американском городе Пасадена и в германском Ахене, что не могло не привести к казусу. Как-то профессор прилетел из Европы в Лос-Анджелес и сразу же направился в Калтех для чтения своего курса.

«Пожилой сонный преподаватель зашёл в аудиторию, подошёл к трибуне, положил на неё свой конспект и стал читать лекцию. Читал-читал… долго читал… А потом посмотрел на лица студентов и по глупому их выражению догадался, что они ничего не поняли! Ну не доходили до этих студиозусов сложные формулы и выкладки, описывающие аэродинамические проблемы авиации и космонавтики!

Призадумался фон Карман – как бы подоходчивее этим дуболомам всё объяснить… и вдруг… обратил внимание, что конспект на трибуне – на немецком языке…

Он всё это время англоязычным американским студентам читал лекцию по-немецки! Ну, замотался старый преподаватель. Бывает и такое. И тогда фон Карман спросил:

– Чего же вы молчали? Почему меня не остановили?

После недолгой паузы один из студентов сказал:

– Профессор, не расстраивайтесь! Говорите ли вы по-немецки или по-английски – это не важно! Мы всё равно ничего не понимаем!»

Основоположник «самодвижения» Жан-Жак Барре (1901–1978)

Уроженец фешенебельного 16-го округа Парижа, отпрыск состоятельного врача Жан-Жак Барре был истинным парижанином. Талантливый ученый и конструктор, прагматик и мечтатель, обеспеченный и вечно нуждавшийся, взрывной и рассудительный – с таким набором свойств Жан-Жак вполне мог стать основоположником нового направления ракетной техники. Фактически он им стал. Не исчерпав, правда, всех своих возможностей.

По окончании в первой половине 1920-х гг. Политехнического института и артиллерийской школы в Фонтенбло лейтенант Барре быстро «заработал репутацию одновременно «астронома» и «ревностного командира артиллерийской части» и в то же время поделился своей мечтой стать летчиком». Военный инженер интересовался также астрономией, опубликовал 7 статей, в частности о «построении параболических зеркал».

В 1927 г. Жан-Жак прослушал во Французском астрономическом обществе лекцию промышленника и изобретателя Робера Эсно-Пельтри (у него было прозвище РЭП) «Ракетное исследование верхних слоев атмосферы и возможность межпланетных путешествий». Барре вступил с пионером французского воздухоплавания и космонавтики в научную переписку. Ученые обменивались мнениями по вопросам изобретательства, термодинамики и механики жидкости, воздухоплавания и ракетостроения. Насущной темой эпистол были проблемы ракетных двигателей (теоретические аспекты, скорости сгорания и истечения топлива, герметизация насосов и т. д.), и самой лакомой – космонавтики (межпланетные путешествия, полет на Луну на борту реактивной ракеты, приводимой в движение ядерным реактором, и т. д.). За 6 лет ученые обменялись тремя сотнями писем. Тандем матёрого исследователя и молодого энтузиаста был весьма плодотворным, и окажись на их пути дальновидные спонсоры или военные, заинтересованные в развитии французской ракетной техники, РЭП и Барре могли опередить своими разработками В. Дорнбергера и В. фон Брауна. Но аэронавтика и космонавтика были на задворках французской научной и конструкторской мысли, да и власти Третьей республики мало интересовались ракетами. Эсно-Пельтри и Барре вынашивали идею метеорологической ракеты, которая пригодилась бы и в метеорологии, и в авиации, и на войне: взлетев на высоту 100 км, она могла унести боевой заряд на 1000 км. У них была продумана конструкция, проведены расчеты, написаны и опубликованы статьи. Командование разрешило Барре участвовать в экспериментах с ракетными двигателями и откомандировало его на год в лабораторию РЭП, в которой работали пять инженеров-артиллеристов. Жан-Жак в основном вел математические расчеты и документацию, что не вполне удовлетворяло его натуру исследователя, но всё же дало и бесценный опыт общения с «металлом». Опытами занимался Эсно-Пельтри. Он был в них дока, но во время одного из опытов случился взрыв, и исследователь лишился четырех пальцев левой руки.

Через год Барре вернулся в свою часть. На прощание он поблагодарил учителя. Если судить по письму, между ними были теплые и возвышенные отношения. «Покидая эту лабораторию, я хочу выразить вам мою признательность, – писал Жан-Жак. – Год, проведенный в ней, был для меня приятным и полезным благодаря захватывающему интересу к исследованиям, которые вы проводите, и благодаря вашим нежным советам, которые были так полезны для моей неопытности». Далее Барре неожиданно дал наставнику практический совет: чтобы получить от военного ведомства субсидию на проведение масштабных исследований, надо сосредоточить все свои силы и финансы на простейшем эксперименте, в котором можно будет безопасно продемонстрировать генералам «гром и молнию, огонь и грохот». Весьма разумный совет!

Вернувшись к службе в армейском корпусе, Барре продолжил ракетные исследования «в области самодвижения», т. е. ракетостроения. Ракеты он называл «самоходными снарядами», или просто «снарядами», чтобы не напрягать командиров лишней терминологией. Жан-Жак получил разрешение проводить в свободное от службы время испытания ракетных топлив/окислителей и ракетных «снарядов». Выделялись и небольшие суммы на эксперименты. Барре не терял связи с Эсно-Пельтри, и они продолжили совместные испытания жидкостных и твердотопливных ракет. Как пишут биографы, «таким образом, капитан фактически положил начало оригинальному инновационному пути в армии». Но при этом, продолжают они, «работы Барре, как и работы Эсно-Пельтри, останутся второстепенными, поскольку им будет трудно найти финансирование. Потребуется дождаться начала Второй мировой войны, чтобы Генеральный штаб Франции серьезно отнесся к этим исследованиям».

Ж.-Ж. Барре (слева) на испытаниях двигателя EA-1941

В 1940 г. военные наконец-то обратили внимание на работы Барре, но было поздно – Германия оккупировала Францию. Полковник Барре в Лионе как «контролёр Центрального рынка» продолжил подпольную разработку неуправляемого зенитного реактивного снаряда и первой французской жидкостной ракеты-носителя EA-41 (самоходной машины EA) с РД на жидком кислороде и петролейном эфире с дальностью полёта 100 км. В целях секретности установка была названа газогенератором. В 1942 г. стендовые испытания завершились успешно, Барре передал микрофильмы с чертежами машины в Великобританию, а сам присоединился к французскому Сопротивлению и участвовал в изготовлении радиопередатчиков и оружия для маки. При этом ученый продолжил теоретические изыскания в области ядерно-термальных и ионных двигателей, которые предполагал использовать в качестве рулевых устройств космических аппаратов.

В конце войны Жан-Жак возобновил под Тулоном испытания ракеты ЕА-41. Запуск первой ракеты с ЖРД во Франции состоялся 15 марта 1945 г. В одном из испытаний ЕА-41 пролетела 60 км, что стало чудом, так как тогда в мире боевые баллистические ракеты были лишь у поверженной Германии, а Великобритания, СССР и США только собирались приступить к изучению нацистского ракетного наследия (прежде всего «Фау-2»).

В 1946 г. Жан-Жак Барре начал разработку в лаборатории баллистических и аэродинамических исследований прототипа баллистической ракеты EOLE (машина, работающая на жидком кислороде и этиловом спирте), способной посылать груз массой 300 кг на расстояние 1000 км. Ракета длиной 11 м и диаметром 0,8 м имела массу 3,4 т. В 1952 г. после нескольких неудачных запусков проект был приостановлен, а затем военные и вовсе отказались от этого типа ракет.

Барре после этого продолжал свои теоретические изыскания.

В 1958 г. ученый был удостоен премии Французской академии наук за работу в астронавтике и ракетной технике.

В 1960 г. генеральный инженер Барре ушел в отставку и работал инженером-консультантом в компании по изучению и производству баллистических машин и Национальной компании исследований и авиадвигателестроения.

Жан-Жак Барре умер в 1978 г. в возрасте 77 лет.

P.S. Какое счастье, что пионеры мировой космонавтики были не чистыми прагматиками, а еще и романтиками и утопистами! Это позволило им подняться над меркантильностью бытия и упредить полет сконструированных ими ракет собственным полетом в духовный космос.

В 1927 г. Жан-Жак Барре создал «проект межпланетного пилотируемого аппарата, использующего магнитное поле Земли, способного преодолеть земную гравитацию. Он называл эту машину «этеронеф» («эфирный корабль»). Глубоко религиозный человек, он пометил первую страницу документа следующим образом: «Если мне удастся построить «этеронеф» когда-нибудь, для вящей славы Божией, так, как я описываю здесь, я клянусь окрестить его «Мари Стелла». Позже он признал проект утопическим».

В 1929 г. Жан-Жак пытался развить общую теорию относительности. Видимо, собирался и ее как-то применить к грядущим космическим полетам.