Пороховые ракеты были известны еще в Средние века. Но в начале XX века всерьез заговорил о возможности полетов человека в космическое пространство скромный калужский учитель физики и математики Константин Эдуардович Циолковский.
В 1903 году была опубликована его математическая работа «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В ней он строго обосновал возможность полета на ракете вокруг Земли, а затем к другим планетам и даже за пределы Солнечной системы. А в 1929 году он создал теорию «ракетных поездов», или, говоря современным языком, многоступен-
чатых ракет. При взлете сначала работает нижняя (последняя) ступень. Использовав свое ракетное топливо, она отделяется от «поезда» и падает на землю. После ее отделения начинает работать следующая ступень ракеты, вырабатывает свое топливо и тоже отделяется от «поезда». На орбиту выходит только последняя ступень ракеты. Именно к ней прикрепляется космический корабль — автоматический или обитаемый. Только с помощью такой многоступенчатой ракеты можно преодолеть земное притяжение и совершить космический полет.
Вот краткое описание ракетного корабля, составленное К. Э. Циолковским: «Снаряд имеет снаружи вид бескрылой птицы, легко рассекающей воздух. Большая часть внутренности занята двумя веществами в жидком состоянии: водородом и кислородом. Они разделены перегородкой и соединяются между собой только мало-помалу. Остальная часть камеры, меньшей вместимости, назначена для помещения наблюдателя и разного рода аппаратов, необходимых для сохранения его жизни, для научных наблюдений и для управления. Водород и кислород, смешиваясь в узкой части постепенно расширяющейся трубы, соединяются химически и образуют водяной пар при весьма высокой температуре. Он имеет огромную упругость и вырывается из широкого отверстия трубы или продольной оси камеры. Направление давления пара и направление полета снаряда прямо противоположны».
Этот проект К. Э. Циолковского имеет целый ряд преимуществ по сравнению с идеей Жюля Верна, изложенной им в фантастическом романе «Из пушки на Луну». Во-первых, его сооружение гораздо реальнее, чем создание гигантской пушки и снаряда. Во-вторых, ракета достигает своей огромной скорости не сразу, как пушечный снаряд, а постепенно, защищая своих пассажиров от огромного ускорения, которое просто раздавило бы их за счет стремительного увеличения собственного веса. Не опасно для ракеты и сопротивление воздуха, так как она покидает атмосферу не с космической скоростью, а с гораздо меньшей. Полную космическую скорость ракета приобретает уже за пределами атмосферы.
Хотя К. Э. Циолковский сам не построил ни одной ракеты, в своих работах он довольно подробно рассмотрел все основные стороны космических полетов. Своими трудами он увлек целый ряд молодых энтузиастов космических полетов, таких, например, как Сергей Павлович Королев и Валентин Петрович Глушко. Впоследствии они и стали создателями советских ракет.
У ракет может быть два вида топлива: твердое и жидкое. Твердое топливо — это порох, а в качестве жидкого можно использовать, например, смесь спирта или керосина с окислителем — кислородом.
Николай Иванович Тихомиров
История создания советских ракет начинается с изобретений инженера-химика Н. И. Тихомирова (1870—1930). Он разработал мощный, стабильно горящий бездымный пироксилиновый порох на нелетучем растворителе — тротиле. Созданные им шашки из этого пороха обеспечивали большую дальность и устойчивость полета пороховой ракеты. Предшественниками Н. И. Тихомирова были Д. И. Менделеев, разработавший бездымный порох, и И. П. Граве, создавший бездымный порох на пироксилиновой основе в виде шашек.
Порох в виде прессованных шашек на основе пироксилина и тротила был получен в 1924 году, а в 1928 году было освоено его серийное производство.
В 1928 году на базе лаборатории для реализации изобретений Н. И. Тихомирова в
Ленинграде была организована газодинамическая лаборатория (ГДЛ). С пороховых шашек, внешне напоминавших хоккейную шайбу, начинались первые твердотопливные ракеты ГДЛ.
В марте 1928 года с артиллерийского полигона в окрестностях Ленинграда поднялась в воздух первая ракета. Один из ее создателей, В. А. Артемьев, писал: «Это была первая ракета на бездымном порохе не только в СССР, но и, пожалуй, во всем мире... Созданием этой ракеты был заложен фундамент для конструктивного оформления снарядов к «катюше». Под этим именем был скрыт самоходный, первоначально 16-зарядный реактивный миномет, боевая машина БМ-13, способная выпустить
Борис Сергеевич Петропавловский
И. Т. Клейменов в гостях у К. Э. Циолковского
все свои 132-миллиметровые реактивные снаряды всего за пять—семь секунд».
Начальником ГДЛ сначала был Николай Иванович Тихомиров, с 1930 по 1932 год — Борис Сергеевич Петропавловский (1898—1933), ас 1932 года — Иван Терентьевич Клейменов. Руководителем отдела электрических и жидкостных ракет был Валентин Петрович Глушко, создатель первых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). В начале 30-х годов им были созданы жидкостные двигатели ОРМ. Их тяга составляла от шести до нескольких сотен килограммов. Но именно из них выросли созданные в 1954—1957 годах такие мощные ЖРД на кислородно-керосиновом топливе, как РД-107 и РД-108 —для первой и второй ступеней ракеты «Восток», вынесшей весной 1961 года Юрия Гагарина в космическое пространство. Их тяга превышала уже сотни тонн.
Иван Терентьевич Клейменов
На основе двигателей ОРМ перед Отечественной войной было создано семейство авиационных ракетных двигателей, работавших преимущественно на смесях керосина и азотной кислоты. Они нашли практическое применение в ходе Великой Отечественной войны на боевых самолетах — истребителях и пикирующих бомбардировщиках.
Валентин Петрович Глушко
В другом отделе ГДЛ под руководством Г. Э. Лангемака занимались разработкой реактивных снарядов — эрэсов. Их преимущества перед традиционной артиллерией состояли в следующем: ракетный двигатель давал возможность исключить действие силы отдачи при выстреле, а следовательно, избавиться от громоздких лафетов и стволов из дорогой дефицитной стали. А простота устройства и небольшой вес пусковых устройств реактивных снарядов могли позволить монтировать их на автомобилях, танках, самолетах, кораблях.
К 1933 году была завершена доводка целого семейства снарядов, и девять типов приняли на воорУжение- К частности, снаряды калибра 82 мм предназначались Для установки на самолетах, 132 мм и более (до 410) - для наземных пусковых установок. Как указывалось, 132-мм снаряды предназначались для гвардейских минометов «катюша». Их авторами были Н. И. Тихомиров,
В. А. Артемьев, Б. С. Петропавловский, Г- Э. Лангемак и И. Г. Клейменов.
В 1931 году в Москве два последователя К. Э. Циолковского — Фридрих Артурович Цандер (1887-1933) и Сергей Павлович Королев (1906-1966) - создали группу изучения реактивного движения (ГИРД). Ф. А. Цандер разработал жидкостные ракетные двигатели ОР. На их основе в 1933 году в ГИРД была построена и запущена первая в СССР ракета ГИРД'99 на жидком топливе.
В конце 1933 года ленинградская 1ДД и московская ГИРД были объединены и на их основе организован Реактивный научно-исследовательский институт — РНИИ. Начальником его стал И. Т. Клейменов, а его заместителем — С. П. Королев. В ноябре 1934 года С. П. Королева заменил на его посту выдающийся ученый и конструктор ракет Георгий Эрихович Лангемак (1898—1938), а Королев возглавил отдел крылатых ракет. В том же 1934 году он написал работу «Ракетный полет в атмосфере».
