Рис худ. А.Медельского К. Э. Циолковский |
„Герои и смельчаки проложат первые воздушные тропы трассы Земля — орбита Луны, Земля — орбита Марса и еще далее: Москва — Луна, Калуга — Марс“. Эти уверенные слова произнес перед микрофоном Константин Эдуардович Циолковский в день своего последнего 1 Мая, обращаясь из квартиры в Калуге к первомайским колоннам, проходившим по Красной площади в Москве.
Уже в 16-летнем возрасте (в 1873 г.) самоучка-механик Циолковский, мечтавший применить центробежную силу для поднятия тяжестей в космическое пространство, был уверен, что решил этот вопрос. „Я был так взволнован, так потрясен“, пишет в своей автобиографии Циолковский, „что целую ночь бродил по Москве и все думал о великих следствиях моего открытия. Но уже к утру я убедился в ложности моего изобретения“.
„Мысль о сообщении с мировым пространством не оставляла меня никогда. В 1895 г. я впервые осторожно высказал разные мои соображения по этому поводу в сочинении „Грезы о земле и небе“.
Когда же молодым ученым-самоучкою Циолковским в 1903 был опубликован в печати (в „Научном обозрении“) теоретически и технически-обоснованный способ достижения планет большими ракетами (в статье „Исследование мировых пространств реактивными приборами“), то этот необычайный труд не привлек к себе никакого внимания.
Несмотря на неудачу, Циолковский продолжал развивать и совершенствовать свое изобретение, и в 1910 году в журнале „Воздухоплаватель“ им была помещена статья под названием „Реактивный прибор“, а его труд, „Исследование мировых пространств реактивными приборами“ был напечатан в журнале „Вестник воздухоплавания“ в 1911 и 1912 гг.
Сам Циолковский характеризует значение своей работы следующими словами: „Я разработал некоторые стороны вопроса о поднятии в пространство с помощью реактивного прибора, подобного ракете. Математические выводы, основанные на научных данных и много раз проверенные, указывают на возможность с помощью таких приборов подниматься в небесное пространство и может быть основать поселения за пределами земной атмосферы.“
Заслуга Циолковского в этой части его трудов велика в том отношении, что он в своих обоснованных математическими расчетами работах сумел доказать действительную возможность преодоления притяжения Земли реактивным прибором соответствующей силы. На основании же точных знаний у самого ученого явилось ясное представление о таком ракетном корабле, который способен регулировать скорость движения, изменять направление в пространстве и быть управляемым изнутри.
Обычная ракета представляет собой полую трубку, с одного конца открытую и наполнению пороховым составом. Во время горения этого состава пороховой газ устремляется в сторону открытого конца ракеты, а ракетная трубка — в противоположную. Объясняется это следующим: боковые стенки ракеты, будучи крепкими, выдерживают давление газа, распространяющееся во все стороны; закрытый же конец трубки под этим давлением увлекает за собою всю трубку или ракету в сторону, противоположную открытому концу.
Что касается характера скорости полета ракеты вверх, то нужно сказать, что до тех пор, пока горение продолжается, скорость все время возрастает. Происходит это по четырем причинам; во-первых, к первоначальной скорости полета от нового притока газа прибавляется все время добавочная; во-вторых, расходуя пороховой состав ракета становится от этого легче, отчего дальнейшее ее движение ускоряется; в-третьих, при достижении ракетой больших высот вес ее, ввиду удаления от центра Земли, ощутительно уменьшается, и, наконец, в-четвертых, на большой высоте вследствие уменьшения плотности воздуха сопротивление его движению ослабевает, что значительно облегчает полет ракеты.
Попутно отметим разницу между характером полета пули и ракеты. Пуля, получая газовый удар, тратя энергию, летит с постоянно уменьшающейся скоростью, в то время как ракета, пока происходит горение, летит с ускорением, к тому же все время увеличивающимся по причинам, которые только что были указаны.
Ознакомимся теперь с реактивным прибором — „ракетой“ Циолковского по его собственному описанию:
"Снаряд имеет снаружи вид бескрылой птицы, легко рассекающей воздух, большая часть внутренности снаряда занята двумя веществами в жидком стоянии: водородом и кислородом. Обе жидкости разделены перегородкой и соединяются между собою постепенно. Остальная часть камеры — меньшей вместимости — назначена для помещения наблюдателя и разного рода аппаратов, необходимых для сохранения его жизни, я научных наблюдений и для управления „ракетой“ (так назвали мы реактивный прибор).
Водород и кислород, смешиваясь в узкой части постепенно расширяющейся трубы (в роде духового музыкального инструмента), соединяются химически и при страшно высокой температуре образуют водяной пар. Он имеет огромную упругость и вырывается из широкого отверстия трубы с огромной скоростью по направлению трубы или продольной оси камеры. Направление давления пара, выходящего наружу, и направление полета снаряда прямо противоположны.
Давление пара, направленное противоположно отверстию, совпадает с направлением движения ракеты. При ее остановке или замедлении происходит обратное. Движение же пара при ускоряющемся ходе ракеты противоположно ее движению; при замедляющемся — наоборот. Говорю тут о кажущемся движении пара — относительно ракеты.
Взрывная труба, идущая вдоль продольной оси ракеты, через центр инерции ее, охлаждается низкой температурой жидкого кислорода и водорода, окружающих трубу или ее кожух.
Эти свободно испаряющиеся жидкости имеют температуру около 200—250° Цельсия ниже нуля и препятствуют расплавлению трубы внутренней весьма высокой температурой. Так как взрывание продолжается всего лишь несколько минут, пока ракета не выйдет из сферы земного притяжения, то потеря холодных жидкостей от их испарения невелика.
Вращение ракеты можно устранить разными автоматически-действующими приборами, так что продольная ось ракеты и полет ее будут приблизительно иметь одно направление: путь ее — прямая линия.
Простейшим способом управления направлением ракеты служит поворачивание конца раструба или руля перед ним. При поворачивании их газы принимают иное направление, и снаряд поворачивается или регулируется“.
Водород и кислород в газообразном состоянии, соединяясь в количествах, необходимых для образования одного килограмма воды, выделяют 3825 калорий.1 3825 калории соответствуют работе поднятия одного килограмма вещества на высоту 1633 км от поверхности земного шара. Эта работа, превращенная в движение, соответствует работе одного килограмма массы, движущейся со скоростью 5700 м в секунду.
1 Калория — это количество теплоты, потребное для нагревания на один градус Цельсия одного килограмма воды.
Количество заготовляемого для получения энергии исходного материала конечно должно зависеть от веса ракеты. Так, в случае, когда вес взрывчатых веществ равен весу ракеты, то скорость ее после израсходования их будет равна 3920 м в секунду. При весе взрывчатого вещества, в 5 раз больше веса самой ракеты, скорость ее при последнем взрыве будет равна 10 100 м в секунду. Если же количество взрывчатых веществ в семь раз больше веса ракеты, то с последним взрывом скорость ее составит 11 800 м в секунду, а так как при такой скорости земное притяжение более не оказывает влияния на тело, то ракета Циолковского явится уже междупланетным ракетным кораблем.
интересно описание Циолковским впечатления наблюдающих за полетом ракеты:
„Наблюдающие нас с Земли приятели увидели, как ракета загудела и, сорвавшись со своего места, полетела кверху, подобно падающему камню, только в противоположную сторону и в десять раз энергичнее.
Скорость ракеты к небу все возрастает, но заметить это трудно вследствие быстрого ее движения. По истечении одной секунды ракета поднялась на высоту в 45 метров; через пять секунд — она уже на высоте 1000 метров, ее уже едва мы замечаем в виде тонкой вертикальной черточки, быстро устремляющейся кверху; через полминуты она уже на высоте 40 километров, но мы продолжаем ее свободно видеть невооруженными глазами, потому что благодаря все возрастающей быстроте движения она нагрелась добела (как аэролит), и ее предохранительная тугоплавкая и не окисляющаяся оболочка светит, как звезда. Более минуты продолжался этот звездоносный полет. Затем все понемногу исчезает, потому что, выйдя из атмосферы, ракета уже не трется о воздух, охлаждается и понемногу гаснет. Теперь ее можно разыскать только с помощью телескопа.
Жар не проникает до нас, сидящих в ракете, так как мы предохранены от нагревания трудно проводящим тепло слоем, и, кроме того, у нас могучий источник холода — испарение жидких газов. И предохранить-то нужно было 1-2 минуты.
Своего ракетного движения мы не сознаем, как не сознаем движения Земли (когда на ней находимся), и нам представляется, что сама планета мчится кругом нас вместе со всем волшебным небосклоном; ракета для наших чувств становится центром вселенной, как некогда Земля...“
Циолковский до конца своей жизни не оставлял своих трудов в области междупланетных сообщений и предложил ряд новых проектов реактивных кораблей — „космических ракет“ и даже целых „ракетных космических поездов“. Последние представляют собою соединение нескольких одинаковых реактивных кораблей, движущихся сначала по дороге, потом — в воздухе, затем — в пустоте, вне атмосферы и, наконец, между планетами и другими небесными телами. Только часть этого поезда уносится в небесное пространство; остальная же, не имея достаточной скорости, возвращается на Землю.
Человечество в ракете Циолковского приобретет летательную машину, которая явится земным автомобилем, могущим свободно подкатить к берегам океана, а затем так же свободно погрузиться в глубокие воды его, становясь подводным судном. Проплыв тысячи километров под водой, такой ракетный корабль может вынырнуть из глубины и сразу направить свой путь по воздуху, поднимаясь все выше и выше и, наконец оказавшись в безвоздушном пространстве, в котором, в виду отсутствия сопротивления движению, развить сверхбыстрое реактивное перемещение.
В развитие идеи о составных ракетах с их отпадающими на лету отработанными звеньями Циолковский уже в последний год своей жизни предложил пользоваться для совершения путешествия в космическое пространство группами ракет. Группа ракет одинаковых по весу (в одну тонн с 5 т горючего в каждой), после сгорания всего запаса горючего получит скорость в 3000 м в секунду. При израсходовании только половины горючего, скорость ее будет меньше, а именно — 900 м в секунду. Когда группа ракет, находящихся вблизи друг друга, истратит половину горючего, ракетовожатые приостанавливают дальнейшее горение, и одна половина этой группы переливает на эту свое горючее в цистерны второй половины группы ракет. Первая половина, оставшись без горючего, планирующим приемом, совершая ряд оборотов над Землею, доходит до Земли, на свой „ракетодром“. Вторая половина группы ракет, имея опять полный запас горючего (по 5 т на каждой ракете), продолжает полет, увеличивая свою скорость, каковая к моменту пополнения горючим равнялась 900 м в секунду.
После израсходования половины горючего уменьшенная вдвое группа ракет приобретает скорость 900 плюс 900 м в секунду, т. е. 1800 м/сек. Если слить горючее одной половины числа ракет передать другой половине, то последняя продолжит полет с начальной скоростью 1800 м/сек., а первой половине, без горючего, придется широкими орбитами спускаться к Земле на свой ракетодром.
Продолжая такой прием с разделением числа ракет на две части и переливанием горючего, можно при отправке с Земли 512 ракет достичь того, что после десятого переливания горючего — уже в одну последнюю ракету — она приобретет космическую скорость в 11 800 м в секунду — и достигнет орбиты Луны. Горючего на это путешествие потребуется 1280 т. Если бы не было вышеназванных вспомогательных ракет, то все горючее нужно было бы вместить в одну ракету. Это обстоятельство представляло главное затруднение в вопросе достижения космической скорости. Но и эта трудность разрешена Циолковским вышеизложенным приемом,
Циолковский, посвятивший большую часть своей жизни вопросам реактивного летания, оставил нам „План завоевания межпланетных пространств“. Ознакомимся с ним вкратце.
"Мы можем достигнуть завоевания солнечной системы,- пишет Циолковский, ---следующим доступным нам путем. Решим сначала наиболее доступную задачу: устроить эфирное поселение (в материальной пустоте) в качестве спутника Земли на расстоянии 1000- 2000 км от поверхности ее, вне атмосферы. Для достижения этого нужен взрывчатый материал весом в 4—10 раз большем веса ракеты.
В состоянии спутника Земли мы можем употреблять самые малые силы для увеличения, уменьшения и всякого изменения своей скорости, а стало быть, и нашего космического положения. Энергии же кругом — великое изобилие в виде никогда не погасающего, непрерывного и девственного лучеиспускания Солнца.
Так мы можем добраться до астероидов — маленьких планеток, спуск на которые не представляет особой трудности. Достигнув этих крохотных (от 400 до 10 и менее километров в диаметре) небесных тел, мы получим обилие опорного и строительного материала для космических путешествий и ведения эфирного хозяйства. Отсюда для нас откроется путь не только ко всем планетам нашей системы, но и к другим солнцам“.
Циолковский приводит также указания относительно условий жизни в эфире. Коснемся их вкратце.
Так как в ракете долго путешествовать невозможно, ибо запасы кислорода для дыхания и пищи должны быстро иссякнуть, то, по мнению Циолковского, с Земли ракетами должны доставляться сложенные особые жилища — безопасные (непроницаемые), светлые, с желаемой температурой, с возобновляющимся кислородом, с постоянным притоком пищи, с удобствами для жизни и работы.
Чтобы достигнуть непроницаемости для газов и паров и проницаемости — для света, основным материалом должна явиться никелированная сталь, затем — простое и кварцевое стекло. Стеклянные перегородки, плотно закрывающиеся двери и доступ необходимого количества солнечного света — главное условие жизни в эфире.
Для достижения желаемой температуры непрозрачная часть жилища снаружи зачернена, причем рядом имеется блестящая с обеих сторон чешуя, способная вращаться и становиться отвесно к поверхности, как иглы ежа. С помощью перемещения этих тепловых приспособлений можно повышать или понижать температуру жилища.
При наличии в жилище небольшого количества плодородной и влажной почвы, засеянной и освещаемой солнцем, можно выращивать богатые питательными веществами корнеплодные и другие растения.
Соответствующая температура даст человеку возможность обходиться без одежды и обуви. Обилие тепла ограничит и потребность в пище. Для нахождения вне искусственной среды, т. е. вне жилища, люди должны облекаться в особые предохранительные одежды, в роде водолазных одежд — скафандр.
Внутри жилища работы производятся, как и на Земле; причем работать здесь гораздо удобнее, так как не связывает тяжесть, не стесняют одежда и обувь.
Константин Эдуардович Циолковский давно был убежден в правильности своих теоретических выводов и доказательств и в том, что техника будущего даст возможность преодолеть земную тяжесть. „Я верю, что человечество не только „наследует Землю, но и завоюет мир планет, а может быть — и мир звезд“.
И странно для молодого поколения нашей социалистической родины звучат слова Константина Эдуардовича, обращенные к его дореволюционным современникам: „Тяжело работать в одиночку многие годы, при неблагоприятных условиях, и не видеть ниоткуда просвета и содействия“.
„Русское техническое общество“ отклонило предложение Константина Эдуардовича о постройке дирижабля, так как „аэростат должен навсегда силою вещей остаться игрушкой ветров“.
Ограниченным формалистам — ученым в чиновничьих мундирах царской России — дерзания калужского самоучки казались лишь неосуществимой фантазией.
Только Октябрьская революция принесла Циолковскому полное признание, только при Советской власти получил он мощную поддержку в реализации своих идей.
С 1920 г. начинается новый творческий этап в работе Константина Эдуардовича. Издаются его труды. Строится специальная лаборатория для его опытов. При содействии Осоавиахима строится большая модель цельнометаллического дирижабля.
В 1932 г. праздновалось 75-летие Константина Эдуардовича и 50-летие его научно — изобретательской деятельности. Правительство наградило Константина Эдуардовича Циолковского Орденом Трудового Красного Знамени.
За несколько дней до смерти Константин Эдуардович писал:
„ЦК ВКП(б) - вождю народа товарищу Сталину. „Мудрейший вождь и друг всех трудящихся т. СТАЛИН! Всю свою жизнь я мечтал своими трудами хоть немного продвинуть человечество вперед. До революции моя мечта не могла осуществиться. Лишь Октябрь принес признание трудам самоучки; лишь Советская власть и партия Ленина - Сталина оказали мне действенную помощь. Я почувствовал любовь народных масс, и это давало мне силы продолжать работу, уже будучи больным. Однако сейчас болезнь не дает мне закончить начатого дела. Все свои труды по авиации, ракетоплаванию и межпланетным сообщениям передаю партии большевиков и Советской власти - подлинным руководителям прогресса человеческой культуры. Уверен, что они успешно закончат эти труды Всей душой и мыслями Ваш, с последним искренним приветом всегда Ваш К. Циолковский“ |
Труды Циолковского в количестве до 200 книг, статей и рукописей главным образом связаны с его творчеством в области воздушной техники. Его работы по теории полета ракеты считаются классическими и известны всему миру.
Партия и правительство особенно заинтересовались трудами Циолковского в области ракет и дирижаблей.
Так как постройка ракеты конструкции Циолковского является делом совершенно новым, ответственным и требует больших знаний и осторожности в ее проведении, — подготовлены кадры специалистов по этому делу. Это — главным образом инженеры, техники, связанные с такими учреждениями по ракетному делу Циолковского, как МосГИРД1 и ЛенГИРД.
1 ГИРДы — группы исследования реактивного движения, существующие в Москве, Ленинграде и некоторых других городах.
21 сентября текущего года Стратосферный комитет Осоавиахима СССР принял решение построить в 1936 г. три ракеты с реактивными двигателями. Эти ракеты смогут подняться на высоту от 3 до 7 км. Ракеты решено назвать именами т.т. Сталина, Ворошилова и Циолковского.
Кроме того, уже начата опытная постройка в малом виде дирижабля системы Циолковского.
Вот что было сообщено об этом 20 сентября тов. Джапаридзе — начальником конструкторского бюро цеха Циолковского „Дирижаблестроя“.
Дирижабль системы Циолковского представляет собою цельнометаллическую оболочку из волнистой (гофрированной) стали. Отдельные листы этой стали сварены электрическим путем. Вся конструкция при наполнении приобретает форму дирижабля. Такой дирижабль полностью избавлен от утечки газа, не боится атмосферных осадков и сам по себе более долговечен. Предварительные опыты показывают, что цельнометаллические дирижабли Циолковского нужно строить размером от 100 до 200 тыс. куб. м и выше.
В настоящее время конструкторское бюро „Дирижаблестроя“ уже успешно разрешило сложнейшие технические проблемы конструирования и постройки цельнометаллического дирижабля. Предварительно строится оболочка, объемом в 1000 куб. м. Эта модель позволит окончательно уточнить методы производства, проверить расчет, конструкцию узлов, технологию процесса сборки, обучение кадров. Если расчеты окажутся верными, будет заложен воздушный корабль большей кубатуры, согласно схеме Константина Эдуардовича Циолковского.
Конструкторское бюро „Дирижаблестроя“ приложит все свои усилия к тому, чтобы к концу текущего года опытный дирижабль системы Циолковского был выпущен в свой первый полет.
11 октября началась сборка оболочки опытной модели цельнометаллического дирижабля конструкции Циолковского, объемом в 1000 куб.м. Листы гофрированной нержавеющей стали, толщиной в 0,1мм, длиной в 11 м и шириной в 5 м, сверкающие зеркальным блеском, находятся уже на месте раскроя и сборки.
Конструкторское бюро цеха Циолковского приступило к электросварке их передвижными электросварочными машинами своей конструкции.
Циолковский умер у порога практического осуществления его заветных мечтаний, но умер с полной уверенностью, что они будут осуществлены.
Подтверждение этого мы слышим и в словах секретаря ВЦИКа тов. Киселева, произнесенных у гроба Константина Эдуардовича:
„Будь спокоен, Константин Эдуардович, твои научные труды и изобретения не заглохнут, а будут доведены до конца и принесут обильные плоды на благо человечества“.