Среди множества исследований, которые провел Стапп на базе «Холломан», наибольшую известность приобрели эксперименты по изучению влияния больших перегрузок на человеческий организм. В их ходе изучалась возможность перенесения перегрузок более 25 единиц при резком замедлении транспортного средства (от 1000 километров в час до полной остановки за 1,4 секунды). В максимуме эти нагрузки были значительно выше и достигали фантастических величин. А цифру «25» Стапп написал в своей заявке, чтобы не испугать авиационных начальников. Если бы он с самого начала указал те значения, которые были в реальности достигнуты, вряд ли получил бы разрешение на исследования, а значит, и на финансирование своих работ.
В экспериментах были использованы установленные на рельсы сани «Соник-Уэйнд-1», оснащенные ракетными двигателями. Сначала двигателей было шесть, потом – восемь, затем – десять, далее – двенадцать. Чем больше их было, тем большую скорость развивали сани. Соответственно, возрастали и перегрузки, возникавшие при торможении.
Испытателя усаживали в специально изготовленное кресло спиной вперед и жестко фиксировали ремнями безопасности. После этого одновременно поджигались твердотопливные ракетные двигатели, и сани начинали движение.
В середине 1950-х годов о проведении опасных для жизни экспериментов не сообщали. Поэтому их общее количество достоверно неизвестно. По одним данным, их состоялось 29, по другой информации – 73. Причем во время двадцати семи экспериментов в санях находился сам Стапп. Во всех остальных «заездах» участвовали либо манекены, либо подопытные животные – обезьяны, свиньи, птицы.
В своих экспериментах Стапп медленно, но уверенно, двигался вперед, постепенно увеличивая скорость движения саней – 100, 300, 500, 800 километров в час. Соответственно, увеличивались и перегрузки, которые испытывал пилот саней в момент остановки.
Максимальные перегрузки Стапп испытал 10 декабря 1954 года, когда «Соник-Уэйнд-1» в течение 5 секунд мчался со скоростью более 1000 километров в час, после чего врезался, как и планировалось, в отбойник. По данным регистрирующей аппаратуры, в течение тысячных долей секунды на испытателя действовали перегрузки более 4000 единиц. Чтобы кто-нибудь не подумал, что это опечатка, напишу цифру прописью – более четырех тысяч единиц. Несмотря на столь сильное воздействие, испытатель отделался несколькими синяками и кровоподтеками.
Конечно, не всегда испытания заканчивались столь удачно. Часто Стапп получал и более серьезные травмы: переломы костей, точечные кровоизлияния в глазах и под кожей, смещение внутренних органов и тому подобное. А во время последнего эксперимента в 1955 году у него на теле были зафиксированы многочисленные кровоизлияния, а одно из ребер было сломано. Но при этом он не потерял сознание, и все обошлось, в общем-то, хорошо.
Полученная в ходе экспериментов информация была в дальнейшем использована при разработке катапульт для самолетов, а также при создании сверхзвуковых и гиперзвуковых летательных аппаратов и космических кораблей. Стапп считал, что получение данных о возможностях человеческого организма стоило того риска, которому он подвергался. По его мнению, это помогло в будущем избежать многих ненужных жертв.
За свой научный подвиг Стапп получил от коллег прозвище «Самый быстрый человек из живых» (The Fastest Man Alive). В 1954 году он получил награду от Ассоциации по безопасности на воздушном транспорте, а американские ВВС годом позже вручили ему весьма престижный приз Чейни за проявленную доблесть. Имя Стаппа внесено в списки Зала космической славы и Зала авиационной славы.
В 1957–1960 годах Стапп возглавлял Управление аэрокосмической медицины на Базе ВВС США «Брукс». В 1960–1962 годах – он главный хирург ВВС США. В 1962–1965 годах работал в Институте патологии. В 1970 году доктор Стапп ушел из ВВС США.
Имя доктора Стаппа хорошо известно и в США, и других странах мира. Однако чаще всего его вспоминают не летчики и космонавты, а. автомобилисты. Да-да, не удивляйтесь, это именно так.
Хотя все основные работы доктора Стаппа были направлены, в первую очередь, на сбор информации для авиации (ну и для космонавтики, которую сам Стапп рассматривал как продолжение воздухоплавания), полученные данные впоследствии были использованы и при создании систем безопасности для автомобильного транспорта. Например, привычные для современных водителей подушки безопасности – прямое следствие описанных выше экспериментов 1950-х годов.
Новые области применения систем авиационной безопасности заметил еще сам Стапп. Вероятно поэтому, уйдя из авиации, он стал консультантом министерства транспорта США, а затем преподавал в Институте безопасности и обеспечивающих систем. Перу Стаппа принадлежит множество работ по этой теме. В 1970-х годах он стал инициатором проведения ежегодных конференций по изучению аварийности автомобилей. Традиция проведения этих мероприятий сохранилась до нынешних дней, а сам форум носит имя Стаппа. И эта деятельность приносит свои ощутимые плоды – за последние 30 лет число погибших на дорогах Америки уменьшилось в два (!) раза. К сожалению, в нашей стране число погибших в результате автомобильных аварий пока только увеличивается.
Несмотря на многочисленные травмы, которые Джон Стапп получил в ходе своих опасных экспериментов, он прожил долгую жизнь. Умер он относительно недавно, 13 ноября 1999 года, всего восемь месяцев не дожив до своего девяностолетия. Стапп очень любил жизнь, но был готов отдать ее за крупицы знаний, позволяющие спасти жизни других. Вероятно, поэтому судьба и была к нему столь благосклонной.
Эксперименты по экстремальным перегрузкам, которые проводил доктор Стапп, никто не решился повторить. Не было это сделано ни в США, ни в СССР, ни в других странах. А впрочем, и необходимости в этом уже нет, так как Стапп все сделал.
Часть II Космическая эра начинается
Итак, в начале 1950-х годов человечество вплотную приблизилось к тому, чтобы вступить в эру освоения космоса. Как будут развиваться события, не представлял никто. И никто не мог оценить того влияния, которое окажут первые спутники и первые пилотируемые полеты на умы людей.
Но к этому готовились. О реальных спутниках и космических кораблях заговорили еще тогда, когда никто не мог определенно сказать, ни когда это произойдет, ни какая страна первой сделает это. Американцы считали, что только им под силу реализовать подобные проекты. Что случилось в действительности, хорошо известно. О первых американских шагах по созданию космических аппаратов я и расскажу во второй части книги.
Глава 9 Проект «РЭНД»
Вероятно, самым первым проектом по созданию искусственных спутников Земли, появившимся в США, следует считать проект «РЭНД» (RAND, сокращение от Research And Development – Исследования и разработки). Может быть, существовали и какие-то иные разработки, но они не оставили своего следа в истории. А «РЭНД» появился после того, как американцы начитались трофейных документов, побеседовали с Вальтером Дорнбергером и Вернером фон Брауном, которые рассказали об обсуждении этой проблемы в Пенемюнде, и всерьез озадачились возможностью вывода на околоземную орбиту искусственных спутников, орбитальных станций и, конечно, боевых аппаратов. Правда, американцы посчитали, что, получив в свое распоряжение интеллектуальный потенциал разгромленной Германии и имея развитую промышленность, они избавлены от конкурентов в других странах мира. В связи с этим приступили к разработкам не столь активно, как это надо было бы, а в результате проиграли гонку за первый спутник. Хотя начали работать в этом направлении значительно раньше, чем советские конструкторы.
В марте 1946 года увидел свет доклад «Предварительный проект экспериментального космического корабля», который был подготовлен ВВС США по контракту с корпорацией «Дуглас Эйркрафт». Этот документ положил начало деятельности военно-политической организации «РЭНД», давшей название всему проекту. Как считают американские историки, сотрудники этой организации «содействовали обоснованию в 1950-х годах и в последующие годы использования космических средств в интересах разведки и контроля за мероприятиями по контролю за вооружениями, прогнозирования погоды, картографирования и геодезической съемки, связи, исследования планет и межпланетного пространства, решения других задач».
В докладе, хранящемся в Институте космической политики Университета Джорджа Вашингтона, была предпринята, вероятно, первая попытка оценить возможности создания космического аппарата, который будет вращаться вокруг Земли как ее спутник. Хотя документ был призван, в первую очередь, оценить технические проблемы, в нем содержался ряд недвусмысленных деклараций политического характера. Во введении к докладу указывалось, что перспективы космической деятельности на начальном этапе не ясны, но уже сейчас можно утверждать, что: 1) космический аппарат, по всей вероятности, станет эффективным средством научных исследований в ХХ веке; 2) запуск спутника (подразумевалось, американского спутника) окажет влияние на ход мировой истории, сравнимое с взрывом атомной бомбы.
Как видим, выводы были сделаны правильные. Запуск в октябре 1957 года первого советского спутника действительно вызвал эффект разорвавшейся бомбы.
В документе также содержались первоначальные оценки областей возможного применения искусственных спутников Земли. Авторы доклада выделили три такие области: военное использование, научные исследования и дальняя связь. Вот что было написано в «Предварительном проекте.» на этот счет: «Военное значение вывода аппаратов на околоземные орбиты обусловлено в первую очередь тем обстоятельством, что средства защиты от воздушного нападения быстро совершенствуются. Современная радиолокационная техника обнаруживает самолеты на расстоянии до нескольких сотен миль и способна предоставить точные данные об их движении. Зенитная артиллерия и управляемые снаряды способны поражать воздушные цели на значительном удалении, а применение дистанционных взрывателей повышает в несколько раз эффективность зенитных средств. В этих условиях большое внимание уделяется повышению скорости ракетных систем, что существенно затруднит их перехват. С учетом этого обстоятельства можно предложить, что в будущем для нападения с воздуха будут использоваться в значительной степени и почти исключительно высокоскоростные беспилотные ракетные системы. Следовательно, разработка искусственного спутника Земли будет иметь самое непосредственное отношение к созданию межконтинентальной баллистической ракеты. Следует также отметить, что искусственный спутник Земли представляет собой наблюдательный аппарат, который не может быть сбит противником, не имеющим в своем распоряжении подобных технических средств».
Вот таких взглядов придерживались американские специалисты в 1946 году. Если оценить их с точки зрения последующих событий и общих тенденций развития систем вооружения, то надо признать, что выводы, в основном, были сделаны правильные. Можно, конечно, подискутировать о невозможности сбить спутник. Но в те годы, действительно, этого сделать было нельзя. Ну а что произошло потом, – это уже логика научно-технического прогресса.
Следующим любопытным документом, появившимся в рамках программы «РЭНД», является меморандум «Ракетный аппарат – спутник Земли: политические и психологические проблемы». Он появился 4 октября 1950 года, ровно за семь лет до запуска первого советского спутника, и был составлен американским ученым Кечкемети. В меморандуме был сделан анализ «вероятных политических последствий, которые вызовет запуск искусственного спутника Земли в США и его успешное использование в интересах военной разведки». Основную часть этого документа составляли главы, анализирующие влияние запуска спутника на национальную безопасность, общественное мнение в зарубежных странах, секретность, суверенитет и другие политические аспекты проблемы. Автор обращал внимание на то обстоятельство, что «технические возможности и вероятные области применения ИСЗ не дают оснований классифицировать их как оружие в прямом смысле этого слова. Но его возможности однозначно имеют самое непосредственное отношение к проблемам национальной безопасности. Подключение этих качественно новых и необычных технических средств к военной системе государства, независимо от того, будут они использоваться как инструмент насилия или нет, вероятнее всего, будет расценено другими государствами как свидетельство изменения баланса сил. И как только этот факт станет достоянием мировой общественности, запуск спутника превратится в политическую проблему».
Из меморандума Кечкемети видно, что эксперты еще в начале 1950-х годов прекрасно понимали, какое значение будет иметь запуск первого спутника. Их прогноз подтвердился спустя несколько лет, когда над планетой раздался «голос» советского космического аппарата. Начало космической эры превратилось в значительную политическую проблему. Но не для противников Соединенных Штатов, а для самих же США.
Значение спутников понимали не только военные и ученые. Возможными последствиями начала космической эры был озабочен и тогдашний президент США Дуайт Эйзенхауэр. Будучи профессиональным военным, он прекрасно понимал, что в условиях глобального противостояния двух общественно-политических систем неоспоримое преимущество получит тот, кто будет располагать оперативной и достоверной информацией о возможностях и намерениях врага. И немалую роль в этом сыграют разведывательные системы, которые будут размещены в космосе. В марте 1954 года Эйзенхауэр говорил: «Современное оружие облегчило для враждебного государства с закрытым обществом возможность планировать нападение в условиях секретности и таким образом пытаться добиться преимущества, которое недоступно государству с открытым обществом». Через год американский президент на встрече в Женеве выступил с предложением об «Открытом небе». В соответствии с этим планом, СССР и США могли бы вести беспрепятственную воздушную разведку над территорией друг друга, чтобы «не подвергать себя страхам и опасностям внезапного нападения». Разумеется, Никита Хрущев отверг это предложение и, тем самым, «дал старт» созданию систем космической разведки.
Деятельность военно-политической организации «РЭНД» продолжалась еще много лет. Но сводилась она исключительно к аналитическим запискам, определяющим основные тенденции развития космической техники. Ни одного конкретного технического решения из недр этой организации не появилось. Да и не для этого ее создавали. Проект «РЭНД» интересен историкам только с той точки зрения, что участники программы смогли сформулировать проблему и предложить пути ее решения. Ну а воплощением теоретических изысканий в реальность занимались другие. И об этом речь впереди.
Глава 10 Спутник Фреда Зингера
В 1953 году на IV Международном конгрессе по астронавтике, проходившем в Цюрихе, сотрудник Мэрилендского университета Фред Зингер заявил, что в США имеются все предпосылки для создания искусственного спутника Земли. Свой проект ученый окрестил «MOUSE», что в переводе на русский язык означает «МЫШЬ». Однако к этому грызуну космический аппарат никакого отношения не имел. Это было сокращение от Minimum Orbital Unmanned Satellite of Earth – Автоматический искусственный спутник Земли с минимальной орбитой достижения.
В докладе Зингера, сделанном на конгрессе, рассматривался, в основном, вопрос о полезной нагрузке. Проблему доставки этой нагрузки на околоземную орбиту ученый опустил, сделав допущение, что она к моменту запуска аппарата будет решена. Зингер сосредоточил свое внимание на возможности использования спутников для научных исследований, составе бортового оборудования и способах передачи данных на Землю.
Гипотетический спутник Зингера представлял собой автономную приборно-измерительную систему, помещенную в прочный шар, которая по достижении заданной высоты отделялась от последней ступени ракеты-носителя. Этот шар-спутник массой около 45 килограммов стабилизировался на орбите вращением вокруг оси, постоянно направленной на солнце. На спутнике должны были разместиться солнечные батареи, которые обеспечивали бы радиопередатчик энергией. Орбита спутника должна была проходить через оба географических полюса Земли и иметь высоту около 300 километров. Период обращения спутника должен был составлять около 90 минут.
Двухполюсная орбита была выбрана потому, что она проходит над двумя определенными точками, а именно над полюсами, в которых можно было принимать информацию. На борту данные предполагалось записывать на медленно движущуюся (5 сантиметров в минуту) магнитную ленту, чтобы затем отправлять их на Землю.
Прием на Земле планировалось осуществлять следующим образом. При выходе спутника на один из полюсов, в воздух должен был подняться самолет, выполнявший роль приемной станции. По посланному от него сигналу на борту спутника включался бы передатчик, и записанная на бортовом магнитофоне информация в течение пяти минут «перекачивалась» на Землю. После этого запись на магнитной ленте стиралась бы, и ленту можно было бы использовать для нового цикла исследований.
Конечно, проект спутника был далек от совершенства, но для своего времени – вполне жизнеспособен.
В мае 1954 года Зингер вновь поднял вопрос о запуске искусственного спутника Земли. Выступая на III Конференции по космическим полетам в Гэйденском планетарии, он утверждал, что его проект можно осуществить не в далеком будущем, а уже в настоящее время.
По свидетельству участников конференции слова Зингера произвели сильное впечатление на журналистов и представителей американской промышленности. Если у кого и оставались сомнения – то они окончательно развеялись после выступления доктора Гарри Векслера из Бюро погоды США который заявил, что искусственный спутник Земли будет иметь для метеорологов огромную ценность, облегчив наблюдения и повысив точность как краткосрочных, так и долгосрочных прогнозов.