Секреты американской космонавтики

В 1865 году Жюль Верн опубликовал роман ««С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут». Если помните, – а я не сомневаюсь, что этот роман читали практически все, – его герои отправились в свое межпланетное путешествие внутри снаряда, который был послан из гигантской пушки, установленной на американском континенте в штате Флорида.

Нет ничего удивительного в том, что в докосмическую эру писатели, да и не только они, предлагали самые фантастические способы для отправки людей в просторы Вселенной. Как правило, это были настолько абсурдные идеи, что сейчас лишь литературоведы могут вспомнить о них. Да и то, если они специально занимаются творчеством данного писателя. Ну и историки, занимающиеся вопросами развития техники.

Жюль Верн

Однако в случае с жюльверновской пушкой есть три довольно существенных момента, отличающих эту писательскую выдумку от многих других.

Во-первых, этот весьма оригинальный способ достижения космических просторов был предложен не самим Жюлем Верном. И даже не его «коллегами по цеху», которые описывали нечто подобное еще в XVII и в начале XVIII веков.

По свидетельству историка космонавтики Ари Штернфельда, еще в середине XVII века французы Мерсенн и Пти провели эксперимент, выстрелив из пушки (не гигантского орудия, а обыкновенной пушки того времени) прямо вверх, чтобы узнать, упадет ли при этом снаряд обратно на землю. Все выпущенные исследователями снаряды бесследно исчезли. На самом деле они упали не рядом с экспериментаторами, а чуть в стороне. Однако французы решили, что снаряды улетели в космическое пространство. Сейчас им можно простить такую ошибку. Тем более что именно она стала той отправной точкой, которая заставила Исаака Ньютона всерьез задуматься над проблемой притяжения тел к земной поверхности и впоследствии сформулировать закон всемирного тяготения.

Кстати, именно этот великий английский физик и стал автором идеи о достижении космического пространства с помощью артиллерийских орудий. Причем не умозрительно, а вполне конкретно. В 1687 году он опубликовал капитальный труд «Математические начала натуральной философии». Среди прочего там была описана установленная на высокой горе пушка, с помощью которой предполагалось выводить на орбиту вокруг Земли снаряды. Правда, гора должна была быть настолько высокой, чтобы ее вершина сама находилась в космическом пространстве. Но это уже нюансы.

Иллюстрация к роману Жюль Верна «Из пушки на Луну»

Во-вторых, в отличие от своих предшественников, Жюль Верн привел в своем романе точные технические параметры орудия, которое выстреливало пилотируемый снаряд в сторону Луны. Пушка должна была иметь, по расчетам писателя, длину 274 метра и диаметр 2,74 метра. Первые 61 метр длины ствола заполнялись взрывчатым веществом весом в 122 тонны. Снаряд выстреливался со скоростью 16,5 километра в секунду. После прохождения земной атмосферы, где происходило торможение аппарата, он начинал двигаться со скоростью 11 километров в секунду, что было достаточно для полета к естественному спутнику Земли.

Сам снаряд Жюль Верн предложил изготовить из алюминия с толщиной стенок до 30 сантиметров. Перегрузки, которые пассажиры испытывали при выстреле и при торможении, компенсировались амортизаторами.

Фантастично? Да. И вряд ли реализуемо, если в точности копировать приведенное в романе описание. Но, с другой стороны, все математически точно и логично. И хотя в своих расчетах писатель допустил некоторые ошибки, в целом его выводы о возможности использования орудий для доставки грузов в космос были верны.

И наконец, в-третьих, работая над романом, Жюль Верн и представить себе не мог, что менее чем через сто лет его идею попытаются воплотить в жизнь. Правда, не для полета к Луне, а для решения иных задач, в числе которых значился и вывод в космос искусственных спутников Земли. То есть почти так, как это изначально предложил сэр Ньютон.

Но не буду забегать вперед и расскажу обо всем по порядку. В том числе и о тех работах, которые напрямую с космосом не были связаны, но являлись определенным шагом в этом направлении. Это нужно, чтобы картина была полная, и было понятно, как и когда происходили трансформации «земных проблем» в «космические проблемы».

Как вообще характерно для ХХ века, первыми созданием гигантских орудий озадачились военные. Цели у них были при этом вполне конкретные – увеличить дальность стрельбы и использовать тяжелые боеприпасы для уничтожения укреплений противника.

Исаак Ньютон

Еще в годы Первой мировой войны в Германии была построена огромная пушка, которую окрестили «Кайзер Вильгельм», хотя больше она известна под именем «Большая Берта». Иногда ее называют «Парижской пушкой» и «Длинным Максом». Орудие имело калибр 420 миллиметров, длину ствола 34 метра, а весило 125 тонн. Снаряд весом 120 килограммов выстреливался на расстояние 131 километр. При этом максимальная высота подъема снаряда составляла 40 километров. Огромная цифра! Выше смогла подняться только спустя 30 лет немецкая же ракета «Фау-2». Обслуживал орудие расчет из 285 человек.

Первые выстрелы «Большая Берта» сделала по Парижу 23 марта 1918 года. За пять последующих месяцев был произведен 351 выстрел по французской столице, в результате чего было убито 256 человек, а 620 парижан получили ранения. С военной точки зрения эффект был минимален, но психологически «Большая Берта» воздействовала на противника достаточно убедительно.

Как известно, немцы проиграли Первую мировую войну. «Большая Берта» была уничтожена, чтобы не досталась врагу.

Более десятка лет в Германии не задавались вопросом создания артиллерийских монстров. Зато на первый план вышли аналогичные или схожие разработки с мирным уклоном.

Рисунок Исаака Ньютона, иллюстрирующий возможность запуска артиллерийского снаряда на орбиту вокруг Земли

В 1920-х годах, под впечатлением идей Жюля Верна и в стремлении исправить допущенные им ошибки в расчетах, немецкие ученые Макс Валье и Герман Оберт предложили свой проект применения гигантских орудий для достижения космоса. Они намеревались выстрелить в сторону Луны снарядом длиной 7,2 метра и диаметром 1,2 метра. Изготовить снаряд предполагалось из стали с примесью вольфрама. Однако расчеты показали, что для реализации идеи Валье и Оберта требовался ствол длиной 900 метров. Да и то, если применять в нем самый совершенный на тот момент пороховой заряд. Чтобы минимизировать потерю скорости при прохождении через земную атмосферу, ствол предполагалось разместить внутри горы на высоте почти пять километров. Дальше расчетов и подготовительных работ дело не пошло.

Но идея многим показалась привлекательной, и в 1928 году Вилли Лей и барон Гвидо фон Пирке предложили свой вариант пушки для космоса. Они предполагали установить орудие на большей высоте, чем это было прописано в проекте Валье и Обе-рта – 6100 метров, а также снабдить снаряд собственным двигателем, что увеличивало бы скорость его движения. Такое орудие было уже ближе к ракете, чем к артиллерийскому орудию. Но и этот проект своего развития не получил.

С середины 1930-х годов в Германии возобновились работы по созданию гигантских боевых систем. Работы, напрямую не связанные с подготовкой войны, либо ушли на второй план, либо вообще были позабыты и позаброшены. Вместо пушки Валье-Оберта были построены и даже ограниченно использовались в ходе боевых действий гигантские орудия «Дора» и «Густав».

Эти пушки, с одной стороны, были похожи на «Большую Берту». А с другой стороны, это был качественно новый шаг в оружейном деле. Что и следовало ожидать – все-таки прошло двадцать лет, в течение которых техника развивалась очень бурно.

Основным отличием «Доры» и «Густава» от прародительницы был калибр – 807 миллиметров. Ну и, естественно, габариты. Это позволило увеличить вес снаряда до 7100 килограммов в бетонобойном исполнении и до 4800 килограммов в фугасном исполнении. При этом дальность стрельбы возросла до 165 километров.