Конечно, такому шару до настоящего межпланетного корабля еще очень далеко. Это только идея, принцип, первоначальный набросок. Его Циолковский сделал в 1883 году, в рукописи «Свободное пространство».
Через тринадцать лет он встречает брошюру с интригующим заголовком: «Новый принцип воздухоплавания, исключающий атмосферу, как опорную среду». Прочел — и разочаровался: расчетов никаких, принцип же был ему уже известен. Впоследствии ученый вспоминал, что брошюра все же дала толчок мысли, подтвердила верность избранного пути. Он начинает вычисления, серьезную работу.
В поисках аппарата, несущего опору для движения в себе самом, Циолковский останавливается на ракете. Но не сразу увидел он в ней прообраз будущего космического корабля.
Были и раньше люди, предлагавшие применить ракету для полета человека. Проект первого в мире порохового ракетного летательного аппарата принадлежит Кибальчичу. Известны и многочисленные изобретатели всевозможных воздухоплавательных приборов реактивного типа — прошлый век изобилует подобными примерами.
Идеям ракетного полета также отдавали дань поэты и писатели. Вспомним путешествие Сирано де Бержерака на Луну, описанное Ростаном, произведения Жюля Верна и множество других. Смутное сознание истины руководило ими. Истина же была не близко, и велика заслуга того, кто приподнял завесу времени и разглядел в игрушке, рассыпающей по небу разноцветные звездочки фейерверка, завтрашнего победителя тяжести, который раздвинет для человечества границы познанного мира.
Никто до Циолковского так ясно, четко, неопровержимо не доказал, что ракета — давно искомый корабль вселенной. И никто так полно и всесторонне не раскрыл ее возможности, поистине изумительные по грандиозности будущих применений.
Схема небесного корабля-ракеты Циолковского.
Циолковским выведены основные формулы. Они объясняют закономерности полета ракеты, утверждая основу основ — возможность достижения космических скоростей. Ему сразу же хочется представить себе, как это будет, и он берется за перо, чтобы не только математическими выкладками, а взором писателя проникнуть в будущее. У мечты есть теперь прочный фундамент. Повесть «Вне Земли», начатая им еще в 1896 году, тем и характерна, что точный расчет определяет ее содержание. Фантастика стала подлинно научной.
Небесный корабль — ракета приобрела для ученого, наконец, конкретные формы. В 1903 году он публикует первое в мире исследование, посвященное проблеме ракетного полета. В нем он дает описание будущей межпланетной ракеты.
«Звездолет» Циолковского.
Длинный обтекаемый корпус — нельзя забывать, что в начале пути сотни километров воздушной среды. Двойная обшивка с жидким кислородом внутри, чтобы охлаждать стенки, раскаленные трением о воздух. Герметически закрытая пассажирская каюта со всем необходимым для жизни и наблюдений. Хранилища жидкого топлива, насосы, подающие топливо в камеру сгорания, и расширяющаяся труба — сопло. Через него вытекает поток газов — та опора, отталкивание от которой движет ракету. Наконец, рули из несгораемого тугоплавкого материала, поставленные на пути газовой струи. Поворот руля отклоняет струю и вызывает поворот самого корабля. Вот устройство ракеты, уносящей человека во вселенную.
Ракетой можно управлять — это не снаряд, который, вылетев из пушки, становится беспомощной игрушкой тяготения. Скорость, направление полета, ускорение при взлете — все в руках пилота.
Более полувека назад опубликовал Циолковский описание своего корабля.
Техника за полвека шагнула далеко вперед. Еще нет пассажирской каюты в современной ракете, но эта ракета, предугаданная Циолковским, уже поднялась почти в мировое пространство. Пусть пока она совершает не настоящий межпланетный полет, даже не путешествие вокруг Земли, а только прыжок с приборами за атмосферу. Но осуществилась мечта: ведь с короткого взлета, с прыжка в воздух начинала свою историю и авиация, теперь покорившая воздушный океан.
Современная наука и техника осуществили то, что предначертал Циолковский.
Необходимы автоматические приборы, управляющие по заранее намеченному плану движением ракеты и силой взрывания, писал ученый. Они созданы теперь: ракеты-автоматы стали частыми гостями в высоких слоях атмосферы.
Необходимо также найти наиболее подходящие вещества для взрывания, указывал Циолковский. Такие вещества найдены, но химия ракетных топлив еще не сказала своего решающего слова. И в перспективе — ядерная энергетика, обещающая ракете невиданные космические скорости.
Опыты должны руководить нами, подчеркивал ученый, говоря о двигателе и материалах. И то и другое создано, правда, пока еще для стратосферных ракет. Но металлургия и ракетная техника не стоят на месте и тоже не сказали еще своего решающего слова.
Много трудностей предстоит одолеть, так говорил Циолковский. Мы знаем это, но мы помним и другие его слова: все данные науки за то, что победа рано или поздно будет одержана!
РАКЕТНЫЕ ПОЕЗДА
Языком математических символов выразил Циолковский величайшей важности открытие. Он установил непреложный закон, которому подчиняется движение ракеты: скорость ее возрастает до огромных величин, если запас топлива достаточно велик.
Сколько, однако же, понадобится топлива ракете, чтобы превратиться в спутника Земли? Сколько его требуется для перелета на Луну? В первом случае топливный запас должен в пятьдесят раз превышать вес самой ракеты, во втором — в двести. Таковы результаты приближенных расчетов. На практике эти цифры еще более возрастут. Кроме того, нельзя забывать о возвращении на Землю — для этого тоже нужно топливо. Оказывается, цифры угрожающе велики.
Борьба за скорость на земле.
В современном ракетном самолете, предке будущего межпланетного корабля, топливо весит столько же, сколько машина, — единица на единицу. В современной крупной ракете — примерно три к одному. Разница, как видим, огромная. Казалось бы, опять безнадежный тупик! Ибо вместить такое колоссальное количество топлива не в состоянии никакая ракета, как бы велика она ни была.
Крупнейший в мире самолет весит сто восемьдесят тонн, из них на долю горючего приходится примерно половина. Океанский теплоход берет на борт топлива всего десятую долю своего водоизмещения, и лишь на рекордных скоростных самолетах удавалось запасать его в количестве двух третей от полетного веса.
Примеры, пожалуй, не очень удачные, так как самолет, корабль и ракета друг на друга не похожи. Но примеры показывают, каков может быть относительный запас топлива у транспортных сооружений двадцатого века. Сколь бы легкими материалами мы ни располагали, никакие ухищрения не помогут построить гигант, сверх всякой меры начиненный горючим.
Есть, правда, и другой путь, который подсказывает тот же основной закон механики ракетного полета. Оказывается, наибольшая скорость ракеты зависит еще и от того, как быстро вытекают газы из двигателя. Она тем больше, чем быстрее движение газовой струи.
Борьба за скорость в воздухе.
Стоит увеличить вдвое скорость истечения газов по сравнению с полученной в современных ракетах и равной двум тысячам — двум тысячам пятистам метрам в секунду, как ракета достигнет круговой скорости при запасе топлива, сниженном в семь раз. В десять раз снизится запас топлива, необходимый для перелета на Луну. Запаса в пятьдесят раз большего, чем вес конструкции, вполне хватит тогда для вылета из солнечной системы, для полета к звездам, вдогонку за светом.
