Всё о космических путешествиях за 60 минут

Константин Циолковский (1857–1935)

Константин Эдуардович Циолковский родился 17 сентября 1857 года в Рязанской губернии на западе Российской империи. Из-за проблем со слухом, вызванных перенесенной скарлатиной, учился он в основном на дому. Это позволило будущему ученому углубляться в темы, которые интересовали его больше всего, и уже в подростковом возрасте он начал размышлять о возможности космических путешествий. Позже Циолковский стал зарабатывать преподаванием, а свободное время посвящал собственным исследованиям и написанию множества научных работ. С 1890-х годов он начал разрабатывать теорию ракетостроения, применяя известные физические законы, чтобы определять поведение ракеты в полете. Он опубликовал свои выводы в работе 1903 года под названием «Исследование мировых пространств реактивными приборами», которая послужила источником вдохновения для инженеров, впоследствии сделавших ракеты для путешествий реальностью. Циолковский провел большую часть своей взрослой жизни в отшельничестве, живя в бревенчатом доме недалеко от Калуги, в 150 км к юго-западу от Москвы. Он умер в Калуге 19 сентября 1935 года от рака желудка.

Действие и противодействие

Циолковский превратил ракетостроение в науку, управляемую строгой математикой, позволяющей точно предсказывать и изучать поведение ракеты. Именно исследование Циолковского превратило ракеты из грубого оружия в транспортное средство, которое в конечном итоге доставит людей в космос.

Возможно, величайшим вкладом Циолковского стала так называемая формула Циолковского, которую он опубликовал в 1903 году. По этой формуле рассчитывается скорость, которую ракета может достичь, с учетом ее изначальной массы (с полным баком топлива), ее «пустой» массы (без топлива) и скорости выхлопной струи, выбрасываемой двигателем. Общее увеличение скорости, создаваемое сжиганием всего топлива ракеты, известно как Δv, где v – скорость, а Δ является математическим обозначением изменения. Это характеристическая скорость ракеты.

У меня есть своя жизненная позиция. Я здесь, чтобы выполнить работу, и я знаю, что у меня есть возможность сделать ее, и именно на этом я концентрируюсь.

Анни Изли, ученый NASA (2001)

Циолковский вывел свою формулу из работы сэра Исаака Ньютона, великого британского физика. Он сформулировал три емких закона, описывающих поведение движущегося объекта. В первом говорится, что объект будет поддерживать состояние покоя или равномерного движения, если на него не действует никакая сила. Второй гласит, что если на объект с массой т действует сила F, то он будет набирать скорость с ускорением а, так что F = та. Но больше всего Циолковского интересовал третий закон Ньютона. В нем утверждается, что сила действия равна по величине и противоположна по направлению силе противодействия. Сядьте на стул, и он окажет сопротивление, чтобы вы не упали на пол.

По этой причине винтовка бьет стрелка в плечо во время выстрела: одна сила толкает пулю вперед, тогда как равная и противоположная сила толкает оружие назад. Второй закон Ньютона объясняет, почему, несмотря на то что на пулю действует та же сила, она летит с большой скоростью, а гораздо более тяжелое оружие движется относительно медленно. Так же выхлопные газы из ракеты, имея малую массу, выходят из двигателя на очень высокой скорости, в результате чего ракета, обладая относительно большой массой, постепенно набирает скорость, двигаясь в противоположном направлении.

Поставь их друг на друга