Объем ракеты составлял около 800 кубических метров. Она могла бы вместить 800 тонн воды (тонна – 61 пуд). Менее третьей доли этого объема (240 тонн) было занято двумя постепенно взрывающимися жидкостями. Этой массы было довольно, чтобы 50 раз придать ракете скорость, достаточную для удаления снаряда навеки от Солнечной системы, и вновь 50 раз потерять ее. Такова была сила взрывания этих материалов. Вес оболочки, или самого корпуса ракеты со всеми принадлежностями, был равен 40 тоннам. Запасы, инструменты, оранжерея составляли 30 тонн. Люди и остальное – менее 10 тонн.
Объем для помещения людей, т. е. заполненного разреженным кислородом пространства, составлял около 400 кубических метров. Предполагалось отправить в путь 20 человек. На каждого отводилось помещение в 20 кубических метров или около двух кубических сажень, что при постоянно очищаемой атмосфере было в высшей степени комфортабельно. Все отделения сообщались между собой небольшими проходами. Средний объем каждого отсека составлял около 32 кубических метров. Но половина этого объема была занята необходимыми вещами и взрывающейся массой. Оставалось на каждое отделение около 16 кубических метров. Средние отделения были больше, и каждое могло служить отличным помещением для одного человека. Одно отделение, в наиболее толстой части ракеты, имело в длину 20 метров и служило залом собраний. На боковых сторонах этих отделений были расположены окна с прозрачными стеклами, закрываемыми наружными и внутренними ставнями».
Чтобы сегодняшнему читателю было понятнее, о чем писал Циолковский, я «перевел» ряд используемых им терминов на современный язык.
Согласитесь, что в 2017 году на таком «ракетном поезде» мы в космос не полетим. Будут (и уже есть) другие ракеты и корабли.
Однако проект, предложенный Циолковским в начале XX века, интересен не только в историческом аспекте. По сравнению с тем, что предлагалось ранее, его можно считать существенным шагом вперед в подготовке полета человека в космос.
Труды Циолковского дали мощный толчок для работ по созданию ракетной и космической техники во многих странах мира. В 1920—1930-х годах этими вопросами занимались уже сотни ученых и инженеров: Ф.А. Цандер, Ю.В. Кондратюк и многие другие в нашей стране, Роберт Годдард в США, Герман Оберт и Макс Валье в Германии, Роберт Эно-Пельтри во Франции.
Так, Юрий Васильевич Кондратюк (настоящее имя Александр Иванович Шаргей) в 1916—1919-м годах написал работу, которую озаглавил: «Тем, кто будет читать, чтобы строить». Первые наброски книги были сделаны Шаргеем еще в бытность студентом Петроградского политехнического института[2], а завершены после демобилизации (точнее, дезертирства) из Белой армии.
В своей книге Кондратюк, независимо от Циолковского, оригинальным методом вывел основное уравнение движения ракеты, привел схемы и описания четырехступенчатой ракеты на кислородно-водородном топливе, камеры сгорания двигателя с шахматным и другим расположением форсунок окислителя и горючего, параболоидального сопла и многого другого. Кондратюком было предложено: использовать сопротивление атмосферы для торможения ракеты при спуске с целью экономии топлива; при полетах к другим планетам выводить корабль на орбиту его искусственного спутника, а для посадки на них человека и возвращения на корабль применить небольшой взлетно-посадочный корабль (предложение реализовано в программе «Аполлон»); использовать гравитационное поле встречных небесных тел для доразгона или торможения космического аппарата при полете в пределах Солнечной системы (пертурбационный маневр). В этой же работе рассматривалась возможность использования солнечной энергии для питания бортовых систем космических аппаратов, а также возможность размещения на околоземной орбите больших зеркал для освещения поверхности Земли[3].
В 1929 году Кондратюк издал в Новосибирске на собственные средства тиражом 2000 экземпляров книгу «Завоевание межпланетных пространств», в которой была определена последовательность первых этапов освоения космического пространства. Более подробно рассматривались вопросы, поднятые в его ранней работе «Тем, кто будет читать, чтобы строить». В частности, в книге было предложено использовать для снабжения спутников на околоземной орбите ракетно-артиллерийские системы (в настоящее время это предложение, естественно, в измененном виде реализовано в транспортной системе «Прогресс»). Кроме того, в работе были исследованы вопросы тепловой защиты космических аппаратов при их движении в атмосфере.
Любопытно, что в предисловии к книге Кондратюк упоминает о нескольких главах рукописи, которые «слишком близки к рабочему проекту овладения мировыми пространствами – слишком близки для того, чтобы их можно было публиковать, не зная заранее, кто и как этими данными воспользуется». Так как неизвестные главы еще не найдены и вряд ли когда-нибудь будут обнаружены, судить о том, что там было в действительности, не представляется возможным.
Сам автор утверждает, что он нашел способ достижения начальной скорости ракеты 1500–2000 метров в секунду «без расходования заряда и в то же время без применения грандиозного артиллерийского орудия». По его словам, он также «пришел к весьма неожиданному решению вопроса об оборудовании линии сообщения с Земли в пространство и обратно, для осуществления которой применение такой ракеты, как рассматриваемая в этой книге, необходимо только один раз».
Кондратюк также указал, что многие предложенные им технические решения могут быть реализованы уже на достигнутом уровне развития техники, особенно американцами.
В те же годы, когда Кондратюк формулировал свой план освоения космического пространства, этим же занимался и немец Герман Оберт. Из-под его пера вышло предложение о постройке космического корабля, названного им «Модель Е». Это была ракета с одной большой дюзой и широким основанием, к которому крепились четыре опоры-стабилизатора. Ракета состояла из двух частей: первой разгонной ступени, работавшей на спирте и жидком кислороде, и второй, основной, в которой в качестве горючего использовался жидкий водород, а в качестве окислителя все тот же жидкий кислород. В верхней части основной части размещалась каюта с иллюминаторами, позволяющими вести астрономические наблюдения. Оберт назвал ее «аквариумом для земных жителей». Высота всей ракеты, рассчитанной на двух пассажиров, соответствовала четырехэтажному дому, а общий вес заправленной ракеты – 288 тонн.
Для преодоления земного притяжения, согласно расчетам Оберта, его ракета должна была лететь 332 секунды при ускорении 30 метров в секунду в квадрате. По истечении этого времени она достигнет высоты более 1600 километров и скорости почти 10 километров в секунду.
Возвращение пассажирской кабины с путешественниками внутри ее на Землю Оберт предполагал осуществить с помощью парашюта либо при помощи специальных несущих поверхностей и хвостовых стабилизаторов, позволяющих реализовать планирующий спуск.
А вот соотечественник Оберта Макс Валье предложил превратить обычный самолет в ракетный путем замены поршневых двигателей ракетными. В своей книге «Полет в мировое пространство», вышедшей в 1924 году, он утверждал, что в дальнейшем, постепенно совершенствуя двигатели и сокращая площадь несущих поверхностей, можно будет создать из такого самолета пилотируемую космическую ракету.
Первый свой проект Валье представлял в виде обычного аэроплана того времени с винтом, большими крыльями и двумя ракетами-ускорителями, закрепленными под ними. Во втором варианте ракетоплан уже имел четыре ракетных двигателя, а третий был уже лишен винта, имел крылья меньшей площади, но был оснащен шестью ракетными двигателями. И наконец, в фантазии конструктора появился настоящий ракетный монстр – аэроплан с двумя фюзеляжами и восемнадцатью ракетными двигателями. Правда, конечный «продукт» Валье был в некоторой степени похож на конструкцию Оберта – двухступенчатый межпланетный корабль, первая ступень которого представляла собой аэроплан с толстыми короткими крыльями и множеством ракетных ускорителей.
Можно было бы описать и множество других проектов ракет, космических кораблей, ракетопланов и тому подобного, что появилось в те годы. Но особой необходимости в этом нет, так как они, в основном, похожи друг на друга, а отличаются только деталями. К тому же все работы Циолковского, Годдарда, Оберта и других были лишь теоретическими изысканиями. На практике пионеры космонавтики занимались в те годы небольшими ракетами, которым было не под силу поднять человека в космос. О ракетах большей мощности тогда только мечтали как о деле отдаленного будущего.
Глава III. Первые реальные проекты
Первые, скажем так, «материальные» проекты космических ракет и кораблей появились лишь тогда, когда общий уровень развития науки и техники достиг соответствующего рубежа. А произошло это уже в 1940-е годы, с появлением у немцев баллистической ракеты «Фау-2». Приходится признавать, как бы этого ни хотелось, что это «оружие разрушения» стало предтечей всех современных ракет. И рассказывать о «Фау-2» придется подробно.
Ее создание началось еще в середине 1930-х годов. С самого начала ракета проектировалась с расчетом на ее боевое применение, поэтому все разговоры о космических устремлениях нацистов, которые вели немецкие ученые-ракетчики, не более чем попытка завуалировать свои истинные цели. Все тактико-технические требования, которые были предъявлены к изделию, однозначно говорят о том, что ни о каком космосе Вернер фон Браун и его соратники и не думали. По крайней мере, в тот момент. Все было нацелено на то, чтобы создать эффективную систему вооружений.
Работы над ракетой велись достаточно активно. Но началась Вторая мировая война, средств, выделяемых на продолжение работ, стало значительно меньше, и это не позволило специалистам-ракетчикам реализовать свои задумки в короткие сроки. Первые опытные образцы «Фау-2» были изготовлены лишь в 1942 году. Тогда же был завершен этап наземных испытаний двигателей и систем управления ракеты. Летом того же года начались летные испытания.
Первый блин, как это часто бывает, оказался комом. Состоявшийся 13 июня 1942 года в присутствии министра вооружений Альберта Шпеера и генерального инспектора германских военно-воздушных сил (ВВС) фельдмаршала Эрхарда Мильха экспериментальный запуск закончился преждевременным падением ракеты на землю и ее взрывом. Как удалось выяснить позднее, во время полета отказала система управления, и «Фау-2» упала неподалеку от места старта. Тем не менее Вернер фон Браун был очень доволен результатами. Удалось решить, пожалуй, важнейшую задачу того периода – отрыв ракеты от стартового стола.
Неудачей завершился и второй пуск, который состоялся 16 августа того же года. На этот раз в полете у ракеты оторвало носовой конус, и она разрушилась, не выполнив свою задачу. Тем не менее и этот полет фон Браун посчитал удачным – впервые в мире ракете удалось превысить скорость звука.
И лишь третий пуск можно считать полностью удачным. Это случилось 3 октября 1942 года. Со страшным грохотом ракета поднялась в воздух. На 21-й секунде полета была превышена скорость звука, а еще через 19 секунд в небе появился белый инверсионный след. Через некоторое время он стал зигзагообразным и как будто застыл в голубом небе. Кто-то из зрителей даже придумал для него название – «замороженная молния».
Через 58 секунд после старта по команде с земли произошло отключение двигателей, но ракета по инерции продолжала набирать высоту. Она поднялась на 48 километров – рекордную по тем временам высоту. Падение ракеты произошло через 296 секунд после старта на удалении 190 километров.
В ходе дальнейших испытательных пусков ракета поднималась все выше и выше, летала все дальше и дальше. В 1944 году началось серийное производство этой ракеты.
А 6 сентября 1944 года «Фау-2» «отметилась» первым боевым применением. Две ракеты, правда, неудачно, были запущены по Парижу. Спустя два дня начались регулярные обстрелы Лондона. До 27 марта 1945 года по позициям союзных войск в континентальной части Европы и мирным городам Великобритании было выпущено более 3200 ракет. Планировалось применение «Фау-2» и на Восточном фронте, но стремительное наступление Советской армии не позволило осуществить эти планы.
После окончания войны многое из того, что немцы создавали как «оружие возмездия», попало в руки союзников. Это были и специалисты, и документация, и оборудование, и образцы ракет. В СССР и в США тут же приступили не только к изучению всех этих трофеев, но и к организации широкомасштабных работ по ракетной тематике в целом.
Среди «добра», которое удалось захватить у немцев, были и наработки, имеющие непосредственное отношение к пилотируемым полетам в космос. В частности, в руки советских специалистов попали документы с чертежами кабины пилотов на «Фау-2». Это вызвало значительный интерес не только у инженеров, но и у высшего советского руководства.
Со слов участников тех событий, первое, что сделал Сергей Павлович Королев, это попытался выяснить у «наших немцев» (немецкие специалисты-ракетчики, оказавшиеся в советской зоне оккупации Германии) подробности этого проекта. Но его ждала неудача – все, кто «оказался» в тот момент под рукой, в один голос уверяли, что слышали об этой разработке, но сами никакого отношения к ней не имели, занимались другими проблемами. Врали они или говорили правду, никто выяснять не стал. На нет – и суда нет.
Так как перед Королевым тогда стояли задачи и поважнее, он не стал дальше интересоваться этой модификацией «Фау-2», а переключился на создание боевых ракет, превосходящих по своим характеристикам немецкую ракету. Это совсем не означает, что Сергею Павловичу данная тематика была неинтересна. Просто как здравомыслящий человек он понимал, что всему свое время, а пилотируемая космонавтика – это дело будущего, пусть и не такого уж, как оказалось, отдаленного. А раз так, то пусть и подождет.
Иначе к информации о кабине пилота на «Фау-2» отнесся Михаил Клавдиевич Тихонравов – один из создателей первых советских ракет на жидком топливе, взлетавших в небо еще в 1930-х годах. Он посчитал, что при некотором желании есть возможность в течение ближайших двух-трех лет поднять человека в стратосферу. Так появился проект ракеты «ВР-190», предполагавший полет двух человек (тогда еще не было термина «космонавт», поэтому Тихонравов употреблял термины «астронавт» и «стратонавт») на высоту 190 километров. Отсюда и появился числовой индекс «изделия».
Однако корни этого проекта следует искать не в немецких разработках. Это было бы слишком просто, да и неправильно. Работы фон Брауна и его команды стали лишь катализатором тех идей, которые Тихонравов высказывал еще в довоенные годы.