Русский космос: Победы и поражения

После Первой мировой войны, создавшей массовую авиацию и превратившей отрыв человека от земной поверхности в нечто обыденное, работы К. Э. Циолковского о следующем этапе этого отрыва – выходе в космос – начали получать в мире все более широкое распространение.

В первой части своего основополагающего труда «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903) К. Э. Циолковский показал принципиальную возможность осуществления космических полетов с помощью ракеты на жидком топливе, во второй части (1911–1912) обосновал необходимость освоения космоса человечеством, а в «Дополнении» (1914) призвал к началу практических работ по реализации своих идей.

Уже в 1906 году инженер В. Караводин изобрел пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, построенный в 1907 году и получивший, выражаясь современным языком, авторское свидетельство (в терминах того времени – «привилегию»). Двигатель представлял собой стальную трубу, закрытую спереди пружинными клапанами, открывающимися встречным потоком воздуха. Открыв клапаны, этот поток создавал в трубе повышенное давление; в этот момент в рабочую камеру двигателя впрыскивалось топливо, и воздушно-топливная смесь воспламенялась электрической искрой. При взрыве газы, расширившись, закрывали клапаны и, выходя через заднюю часть трубы, создавали импульс реактивной тяги. После выброса газов из сопла давление в камере сгорания падало, воздух снова открывал двигатели, и цикл работы повторялся. Однако этот двигатель, как и многие другие изобретения, не заинтересовал правительство царской России.

В Первую мировую войну работы по его совершенствованию велись в США фирмой «Сперри гироском», построившей «летающую бомбу» Bug (в сленге это слово означает «сумасшествие»). Однако эта разработка не вызвала интереса у военных; работы продолжались до 1925 года, когда они были прекращены из-за недостатка финансирования.

Во время Второй мировой войны принципиальная схема пульсирующего воздушно-реактивного двигателя была использована в немецком самолете-снаряде «Фау-1».

2.1. США: ненужные успехи Годдарда

Европа была истощена чудовищной Первой мировой войной и надолго ввергнута в военно-политические катаклизмы. В результате первый прорыв в разработке реактивных двигателей был осуществлен в США, ставших главным выгодоприобретателем Первой мировой войны.

Американский изобретатель Роберт Годдард начал изучать реактивное движение еще в 1903 году, когда вышла первая часть статьи К. Э. Циолковского. Он установил огромные преимущества жидкого ракетного топлива по сравнению с твердым (многократное по сравнению с порохом превышение энергии сгорания на единицу массы), разработал теорию не реализованного до сих пор ракетного двигателя на жидком кислороде и водороде, выдвинул и обосновал идею многоступенчатой ракеты и предложил установить на ракете фотокамеру для получения фотографий иных планет.

В 1920 году Смитсоновский институт опубликовал статью Годдарда «О методах подъема на большие высоты», обосновавшую использование для этой цели ракет, не нуждающихся «в наличии воздуха для создания тяги» (затем она была переработана в ставшую классической монографию «Метод достижения экстремальных высот»).

В 1923 году Годдард испытал на стенде жидкостный ракетный двигатель: горючим служил газолин, окислителем – жидкий кислород.

В 1926 году этот двигатель осуществил первый в истории человечества полет ракеты: запущенная на ферме тети изобретателя, она за 2,5 секунды поднялась на высоту 56 метров, развив скорость до 100 километров в час.

Спустя три года Годдард запустил ракету, оснащенную измерительными приборами и (в соответствии со своей давней мечтой) фотоаппаратом. В последующем его ракеты достигали высоты 2,28 километра и скорости выше 800 километров в час.

Однако важнейшим достижением Годдарда стало применение гироскопа для стабилизации ракеты в полете. Его работы 1930–1935 годов убедительно доказали наибольшую эффективность гироскопа по сравнению со всеми остальными методами. Первая ракета, управляемая при помощи гироскопа, взлетела в 1932 году и стабильно прошла по заранее заданной траектории, что в то время казалось чудом.

Тем не менее работы Годдарда не заинтересовали правительство США, ориентированное, как и остальные правительства мира, на развитие в первую очередь главного детища Первой мировой войны – авиации.

2.2. Советский Союз: через тернии – в репрессии

В конце 1920 года, в разгар разрухи, когда еще продолжалась война, на губернской конференции изобретателей в Москве воодушевленный книгами К. Э. Циолковского Ф. А. Цандер сделал подробный доклад о своем проекте межпланетного корабля. После этого он был приглашен к В. И. Ленину, который расспросил его подробнейшим образом и закончил беседу вопросом: «А вы первый полетите?» – и, получив в ответ восторженное «конечно», пообещал поддержку.