Циолковский. Его жизнь, изобретения и научные труды

Земная ракета под действием взрывания будет скользить без колес по особым, сильно смазанным рельсам. Потеря энергии на трение (ослабленное смазкой) сильно уменьшается при весьма больших скоростях. Что же касается сопротивления воздуха, то его можно довести до минимальной величины, придав ракете весьма удлиненную, удобообтекаемую воздухом форму. Если бы возможно было построить ракету во сто раз длиннее ее толщины, сопротивление воздуха было бы настолько ничтожно, что им можно было бы и вовсе пренебречь. Длину земной ракеты нельзя, однако, практически делать свыше 100 метров, а так как толщина ее должна быть не меньше нескольких метров, то ракета окажется всего в 20–30 раз длиннее своего поперечника. Впрочем, и при таких условиях общее сопротивление движению земной ракеты будет составлять всего несколько процентов энергии ее движения.

Итак, открытая спереди земная ракета, с вложенной в нее космической, стремительно движется по подготовленной для нее дороге. Наступает момент, когда надо освободить космическую ракету и пустить ее в мировое пространство. Каким образом это сделать? Циолковский указывает весьма простое средство: надо затормозить земную ракету — космическая вырвется тогда из нее по инерции и, при одновременном пуске взрывного механизма, начнет самостоятельно двигаться с возрастающей скоростью. Торможение же земной ракеты достигается просто тем, что конечный участок дороги оставляют несмазанным: увеличенное трение замедлит и, наконец, совсем прекратит движение вспомогательной ракеты без добавочного расхода энергии. Еще лучший способ торможения состоит в том, что из земной ракеты выдвигаются перпендикулярные к ней тормозящие планы: сопротивление им воздуха при большой скорости громадно, и ракета скоро остановится.

В качестве горючего вещества можно будет, по всей вероятности, обойтись бензином или нефтью, как веществами недорогими и дающими газообразные продукты горения, которые вытекают из трубы с довольно значительною скоростью. Конечно, гораздо выгоднее взрывать чистый жидкий водород, но это вещество довольно дорогое. Необходимый для горения и дыхания кислород берется в сжиженном виде. Предпочтение, оказываемое жидкостям перед сильно сжатыми газами, вполне понятно. Сжатые газы необходимо было бы хранить в герметических толстостенных резервуарах, масса которых в несколько раз превышает массу их содержимого; запасать кислород в таком виде — значило бы обременять ракету мертвым грузом. Сжиженный же газ оказывает на стенки сосуда сравнительно ничтожное давление (если хранить его, как обычно и делают, в открытом резервуаре). Низкая температура жидкого кислорода — около минус 180° Ц — может быть использована для непрерывного охлаждения накаленных частей взрывной трубы.

Одна из самых ответственных частей ракеты — взрывная труба.

В космической ракете Циолковского она должна иметь около 10 метров в длину и 8 сантиметров в узкой ее части, вес ее около 30 килограммов. Взрывающиеся жидкости накачиваются в ее узкую часть мотором аэропланного типа, мощностью до 10000 л. с. Температура в начале трубы доходит до 3000° Ц, но постепенно падает, по мере приближения к открытому концу. Наклонная часть трубы, как мы уже говорили, охлаждается жидким кислородом.

Может показаться странным, что космическая ракета, предназначенная для движения в пустоте мирового пространства, будет снабжена рулями: горизонтальным рулем высоты, отвесным рулем направления и рулем боковой устойчивости. Но не следует упускать из виду, во-первых, того, что ракете при пуске на Землю придется планировать в атмосфере без взрывания, подобно аэроплану. Во-вторых, рули понадобятся и вне атмосферы, в пустоте, для управления ракетой; быстрый поток вытекающих из трубы газов, встречая руль, уклоняется в сторону, вызывая тем самым поворот ракеты. Поэтому рули помещаются непосредственно у выходного отверстия взрывной трубы.

Следующий этап межпланетного путешествия, — спуск на планету — представляет гораздо больше затруднений, чем может казаться с первого взгляда. Ракета мчится с огромною, космическою, скоростью: пристать прямо к планете — значит, подвергнуть ракету сокрушительному удару и неизбежной гибели. Как избегнуть удара, как уменьшить скорость настолько, чтобы возможен был безопасный спуск на планету? Не забудем, что то же затруднение возникает и при возвращении на нашу родную планету. Необходимо изыскать средства его преодолеть.

Здесь есть два пути. Первый — тот, к которому прибегает машинист, желающий быстро остановить мчащийся паровоз: он дает «контр-пар», т. е. сообщает машине обратный ход. Ракета тоже может дать «контр-пар», повернувшись отверстием трубы к планете и пустив в действие взрывание. Новая скорость, имеющая направление, обратное существующей, будет отниматься от последней и постепенно сведет ее к нулю (конечно, лишь по отношению к планете). Это приводит, однако, к необходимости затрачивать — а следовательно и брать с собой — огромные количества горючего. Значительно легче посещение крупных планет, так как эти планеты окружены атмосферой, которою можно воспользоваться в качестве своего рода воздушного тормоза. По проекту Циолковского, ракета может описывать постепенно суживающуюся спираль вокруг планеты, прорезывая всякий раз часть ее атмосферы и теряя поэтому с каждым новым оборотом некоторую долю своей скорости. Достаточно уменьшив стремительность движения, ракета совершит планирующий спуск на поверхность планеты, избрав для большей безопасности местом спуска не сушу, а море. Замечательно, что ту же идею об использовании тормозящего действия атмосферы высказал и подробно разработал независимо от Циолковского (хотя и позже его) немецкий исследователь межпланетных полетов инж. Гоманн.

Такова в главнейших своих очертаниях картина завоевания мирового пространства, рисующаяся нашему исследователю вдали будущего. Практика, без сомнения, внесет в нее более или менее значительные перемены. Не следует поэтому придавать абсолютного значения набросанному здесь очерку. Это лишь предварительный, ориентирующий план. «Никогда не претендовал я, — пишет Циолковский, — на полное решение вопроса. Более чем кто-нибудь понимаю я бездну, разделяющую идею от ее осуществления, так как в течение моей жизни я не только мыслил и вычислял, но и исполнял, работая руками».

Первые шаги

Нам остается сказать о том, каково современное состояние проблемы звездоплавания у нас и за рубежом. В течение почти двух десятков лет Циолковский был единственным человеком, который плодотворно разрабатывал вопросы ракетного летания. Затем у него явились единомышленники, независимо от него работающие в том же направлении и пришедшие к одинаковым с ним выводам. Это прежде всего проф. физики Годдард в Америке и проф. Оберт в Германии. Проф. Годдарду удалось даже соорудить и пустить небольшую пробную ракету с жидким горючим (по-видимому, на водороде с кислородом; подробности держатся в секрете), а последователям проф. Оберта — построить небольшую (2 метра длины) ракету на бензине с жидким кислородам. Последняя была пущена уже около ста раз и благополучно спускалась на парашюте. [25] Таким образом сооружение ракеты с жидким зарядом, предсказанное Циолковским, уже осуществилось. Будем надеяться, что не долго придется ждать осуществления и других его предвидений в области звездоплавания.

25

Подробности — в моей книге «Межпланетные путешествия» изд. 7-е 1932 г. «Технико-теоретическое издательство».

Что касается работ в том же направлении у нас, в СССР, то они ведутся (с 1931 г.) особым отделом Осоавиахима, носящим название «ГИРД» («Группа изучения реактивного движения»). Центр ГИРД — в Москве, отделения — в той же Москве, в Ленинграде, в Тифлисе, Харькове, Архангельске, Новочеркасске, Брянске. В задачу этих групп работников, насчитывающих в совокупности уже до тысячи членов, входит подготовка кадров людей, знакомых с основами ракетного дела, пропаганда идеи ракетного летания, проектирование, сооружение и испытание реактивных аппаратов (Сходное объединение имеется и в Германии: «Verein fur Raumschiffahrt»).

На очереди — вопрос об учреждении у нас Государственного института реактивного движения.

Труды Циолковского не пропали даром. Благодаря им мы присутствием теперь при зарождении нового вида транспорта, орудием которого будет ракетный корабль, а полем применения — бескрайный простор вселенной.

Справка

Ракете и звездоплаванию посвящены следующие печатные труды Циолковского:

1903 г. (и 1924 г.)

«Ракета в космическое пространство».

1911–1912 гг.

«Исследование мировых пространств реактивными приборами». (Вторая часть предыдущей работы). В журнале «Вестник воздухоплавания».

1914 г.

Под тем же заглавием дополнение к двум предыдущим работам.

1917 г., 1920 г.

«Вне земли». Научно-фантастическая повесть.

1926 г.