До таких мрійників відносяться троє вчених, котрі стоять біля витоків ідеї освоєння космічного простору за допомогою ракет, троє ентузіастів, які працювали незалежно один від одного в трьох різних країнах: у Росії – Костянтин Едуардович Ціолковський (1857–1935), у Німеччині – Герман Оберт (1894 –1989), в США – Роберт Хатчінгс Годдард (1882–1945).
(1857–1935)
(1894–1989)
(1882–1945)
Сучасна цивілізація немислима без освоєння космічного простору. За допомогою штучних супутників Землі (ШСЗ) забезпечується всесвітній радіозв'язок і передача безлічі програм телебачення, метеорологічні спостереження і розвідка надр Землі, порятунок кораблів та високоточна радіонавігація, тобто визначення координат місцезнаходження різних об'єктів на суші, в океані та повітрі.
За допомогою космічних апаратів було досліджено планети і комети Сонячної системи та здійснено висадку людини на Місяць. У наш час розглядаються варіанти польоту людини на Марс за допомогою космічних апаратів.
Але відправною точкою, стартом усіх цих реалізованих у різний час проєктів стала ідея можливості польотів у космосі за допомогою реактивних двигунів.
У Росії першим цю ідею висловив та обґрунтував учений та винахідник Костянтин Едуардович Ціолковський. Ось що говорив про К.Е.Ціолковського на зборах, присвячених 90-річчю від дня його народження, головний конструктор ракет в СРСР академік С.П. Корольов у вересні 1947 року: «... К. Е. Ціолковський – учений-експериментатор, самоучка за освітою, невтомною працею самостійно піднявся до надзвичайних висот науки і наукового передбачення. Він винахідник, який затвердив пріоритет нашої Батьківщини низкою видатних винаходів та технічних пропозицій у галузі повітроплавання, авіації та особливо в галузі ракетної техніки, що має зараз таке актуальне значення. Він вчений і дослідник, що сміливо прокладає шляхи в нове, ще незвідане в науці, і тут же, як вчений, блискуче науково обґрунтовує свої відкриття. І, нарешті, Ціолковський був палким патріотом нашої Радянської Батьківщини, невтомним трудівником і полум'яним ентузіастом науки, якій він цілком присвятив і віддав своє життя».
Костянтин Едуардович займався не лише науковою стороною проблеми конструювання ракет для міжпланетних подорожей та теорією їх польоту, а й питаннями створення суцільнометалевого дирижабля та літака з високими аеродинамічними характеристиками.
Він видав також кілька робіт з філософії та політики, так визначаючи свою позицію: «Я – найчистіший матеріаліст. Нічого не визнаю, окрім матерії. У фізиці, хімії, біології бачу одну механіку. Весь космос – тільки нескінченний і складний механізм. Складність його така велика, що межує зі свавіллям, несподіванкою і випадковістю, вона дає ілюзію вільної волі свідомих істот».
Багато уваги в своїх друкованих працях Костянтин Едуардович приділяв і соціальним питанням, розмірковуючи про недосконалий устрій життя на Землі, про те горе, яке людство саме через недоумство та непорозуміння привносить у своє життя.
Ось що він писав із цього приводу у виданій ним на свої власні скромні кошти маленькій брошурі «Горе і геній»: «Життя неможливе без страждань. Але багато горя більш-менш усунуто. Чому ми терпимо матеріальну потребу, не користуємося комфортом, коли багатства та сили природи невичерпні? Чому на старості років ми залишаємося без даху над головою і помираємо від поневірянь? Навіщо батько сімейства надривається один, аби прогодувати своє численне сімейство? Чому, вмираючи, багато людей залишають свої родини безпорадними? Чому все життя ми повинні тремтіти за долю близьких? Чому будь-яку людину, не виключаючи багатих, сильних і владних, підстерігають бідність, прикрощі та всілякі нещастя? Урятуй, Боже, нас звинувачувати за це когось, окрім нашої нерозумності, окрім убогості світу наших ідей. Якби були знайдені генії, то найжахливіші нещастя і прикрощі, які навіть здаються нам зараз неминучими, були б усунуті…».
Після довгих роздумів Ціолковський прийшов до думки, що не краса врятує світ – ця формула була йому добре відома, а генії перетворять світ. Під геніями він розумів не тільки розумних та обдарованих людей, а й тих, хто наділений чеснотами та сумлінністю.
Звертаючись до життя великих учених, Едуард Костянтинович вирішив, що від геніїв походить моральне світло, що їхні ідеї допоможуть людям побудувати справедливе суспільство. Вишукувати геніїв, які знайдуть способи полегшити життя людей, – так уявляв Ціолковський шлях, який приведе до загального щастя на Землі.
Сила інтелекту Ціолковського полягала в тому, що він свої мрії та філософські пошуки завжди підкріплював технічними розробками. Вважаючи, що «техніка робить людину сильнішою за тигра, швидше за лань», він став великим винахідником.
Ракета була потрібна Ціолковському для великої, всесвітньої мети.
По-перше, вважав учений, можлива ймовірність загибелі всього живого на Землі через її зіткнення з великим астероїдом чи за інших грізних і руйнівних явищ космічного простору. Якщо ж за допомогою ракет будуть створені кільцеві поселення в Сонячній системі, то вдасться зберегти «насіння людське» від тотального знищення та продовжити існування людей та всього живого у Всесвіті.
По-друге, через століття неминуча проблема дедалі більшого розриву між чисельністю людей, що безперервно збільшується на нашій планеті, і можливістю їх прогодувати в умовах обмеженого життєвого простору. Розселення людства у Всесвіті дозволить вирішити і цю пекучу проблему, яка, на думку вченого, неминуче виникне через 1000 або і більше років.
І тому головною справою наукової творчості Ціолковського стало дослідження законів руху ракет і освоєння з їх допомогою космічного простору. У своїй найважливішій за впливом на подальший хід розвитку техногенної цивілізації роботі «Дослідження світових просторів реактивними приладами», опублікованій в 1903 р. у 5-му номері журналу «Науковий огляд» (стор.43–75), він, спираючись на закони теоретичної механіки, обґрунтував можливість здійснення польотів поза межами атмосфери, навколо Землі, до Місяця, до планет Сонячної системи та далеких невідомих світів, за допомогою «грандіозної та особливо влаштованої ракети».
Костянтина Ціолковського
Розмірковуючи над теорією реактивного руху, Ціолковський у «Резюме роботи 1903 р.» вмістив схему загального вигляду реактивної ракети (див. рис.1)
Ось текст К. Е. Ціолковского, який пояснює роботу ракети: «Більша частина нутрощів снаряда зайнята двома речовинами у рідкому стані: воднем і киснем. Обидві рідини розділені перегородкою і з'єднуються між собою помалу. Інша частина камери, меншої місткості, призначена для спостерігача та різноманітних апаратів, необхідних для збереження його життя, для наукових спостережень і для управління ракетою. Водень і кисень, змішуючись у вузькій частині труби, що поступово розширюється, з'єднуються хімічно і утворюють водяну пару при дуже високій температурі. Пара має величезну пружність і виривається з широкого отвору труби з жахливою швидкістю у напрямку труби або поздовжньої осі камери. Найпростішим способом управління ракетою є повертання кінця розтруба або керма перед ним».
двоступінчастої ракети Оберта:
А – перший ступінь, Б – другий;
1 – баки для пального (ним мав стати
бензин); 2 – баки для окислювача
(рідкий кисень); 3 – камера згоряння;
4 – стабілізатори.
Далі у статті наводилися відповідні розрахунки, що показують можливість доведення швидкості ракети до величини, достатньої для подолання нею тяжіння Землі і навіть Сонця. Закінчувалася стаття такими словами: «Ми могли б розглянути ще дуже багато ... ми могли б накреслити космічні перші рухи ракети в небесному просторі».
У своїх подальших роботах Ціолковський продовжив дослідження з космічних польотів майбутнього, висунув та обґрунтував ідею їх здійснення за допомогою багатоступінчастих ракет.
Таким же ентузіастом у справі освоєння космосу за допомогою ракет був німецький вчений Герман Оберт, який опублікував у 1923 р. в Мюнхені книгу «Ракета для міжпланетного простору», що витримала багато видань різними мовами (російською мовою книга Г. Оберта під назвою «Шляхи здійснення космічних польотів» опублікована в 1948 році). За допомогою рівнянь класичної механіки автор книги обґрунтував можливість польоту в космос за межі земної атмосфери за допомогою ракет, у тому числі і двоступінчастої, докладний пристрій якої навів у своїй книзі (рис. 2). Автор стверджував, що подібну ракету можна побудувати вже за існуючого рівня техніки та відправити її для дослідження світового простору.
К. Ціолковський та Г. Оберт були заочно знайомі та листувалися. Вони прожили нелегке життя, свято вірячи у можливість реалізації своїх ідей, друкуючи статті, видаючи книги та проводячи численні експерименти.
(Далі буде)
В.І. Каганов, доктор технічних наук, професор
Засновник та видавець