Последний космический шанс

Популяризаторы, рассказывая о стратегии космонавтики, привычно цитируют Циолковского: «Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчет, и уже в конце концов исполнение венчает мысль». Но так можно говорить только о теоретической космонавтике. Продолжая этот ряд с переходом к практике, можно добавить, что первое «исполнение, венчающее мысль» – это научная разведка; за разведкой следует осознание возможностей и границ; за осознанием – конструкторские решения, позволяющие расширить возможности и преодолеть границы.

Для пояснения нового ряда приведу напрашивающийся пример, развеяв еще одну иллюзию. «Летающие острова» придумали задолго до основоположников теоретической космонавтики – это, по определению Циолковского, была мысль/фантазия/сказка. Основоположники, прикинув на логарифмических линейках, доказали, что межпланетные сообщения можно сделать куда более легкими, если организовать на околоземных орбитах промежуточную базу (т. е. орбитальную станцию) для заправки, ремонта, научных экспериментов и смены экипажей космических кораблей. Причем каждый из основоположников по-своему понимал главное назначение станции. Константин Циолковский лелеял утопическую надежду, что на орбитальных станциях будут жить лучшие из лучших – гениальная элита человечества, которая построит более совершенное общество. Герман Оберт смотрел на будущее более прагматично, полагая, что станции можно использовать для проведения научных экспериментов в условиях невесомости, для разведки и картографирования, для воздействия на климат или в качестве стратегического оружия массового поражения. Герман Ноордунг соглашался с Обертом и добавлял к списку, что на станции можно разместить большой телескоп, который кардинально расширит возможности астрономии. Ари Штернфельд в принципе разделял мнения предшественников о возможных применениях орбитальных станций, но во главу угла ставил обеспечение полетов на Луну и к другим планетам.

Возник первый практический вопрос: на какой высоте разместить станцию? Основоположники ракетостроения знали, что влияние даже очень разреженной атмосферы будет тормозить станцию, но точных данных о том, как высоко распространяется воздух, не было. Опираясь на наблюдения метеоров, был сделан вывод, что на высоте порядка 1000 км влияние будет близко к нулю, а значит, орбитальная станция, выведенная на такую орбиту, сможет оставаться там неограниченное время. Это, по определению Циолковского, был научный расчет.

Однако оставалась загадкой физическая природа среды на такой высоте. Понятно, что там вакуум. Но почему в таком случае этот вакуум не пропускает радиосигналы? Эффект отражения небом радиоволн был открыт в начале XX века, а в 1902 году выдающийся английский физик-самоучка Оливер Хевисайд выдвинул гипотезу, что в высших слоях атмосферы существует электропроводящий слой. Впоследствии существование такого слоя подтвердили – он получил название «ионосфера», поскольку наполнен ионами газов, заряженными солнечными и космическими лучами. Наличие ионосферы беспокоило основоположников космонавтики – получалось, что этот слой фактически блокирует радиосвязь Земли с орбитальной станцией и межпланетными кораблями. Сразу возникла идея установить на космические аппараты оптический телеграф, но такая форма связи заметно утяжелила бы конструкцию. К счастью, в первой половине 1930-х годов были запатентованы радиопередатчики на ультракоротких волнах, для которых ионосфера – не помеха. Проблема решилась сама собой, но главное и, пожалуй, самое неприятное для космонавтики открытие было впереди.