«Невозможное сегодня станет возможным завтра»

К. Э. Циолковский

Он пред­ви­дел ра­кеты, ис­кусс­твен­ные спут­ни­ки, ор­би­таль­ные стан­ции и вы­ход в от­кры­тый кос­мос за­дол­го до то­го, как они ста­ли реаль­ностью. Кон­стан­тин Циол­ков­ский — ос­но­вопо­лож­ник теоре­тичес­кой кос­мо­нав­ти­ки. Мы изу­чили ос­новные кос­ми­чес­кие пред­ска­зания уче­ного и пос­чи­тали, сколь­ко лет от­де­ляло теорию от прак­ти­ки.

До Циол­ков­ско­го ра­кеты ас­со­цииро­вались с дву­мя ве­щами: фей­ер­верка­ми и вой­ной. Уче­ный впер­вые пред­ло­жил взгля­нуть на них как на тран­спорт. Кос­ми­чес­кая ра­кета Циол­ков­ско­го — это пи­лоти­руемый ап­па­рат с дви­гате­лем на жид­ком топ­ли­ве и дос­та­точ­но слож­ной сис­те­мой уп­равле­ния и жиз­необес­пе­чения.

«…в качестве исследователя атмосферы предлагаю реактивный прибор, то есть род ракеты, но ракеты грандиозной и особенным образом устроенной»К. Э. Циолковский
«Исследование мировых пространств реактивными приборами», 1903 год

В своих ра­ботах ис­сле­дова­тель не толь­ко под­робно опи­сал теорию по­лета ра­кеты, но и пе­речис­лил ее преиму­щес­тва пе­ред аль­тер­на­тив­ным кос­ми­чес­ким тран­спор­том, нап­ри­мер ги­гант­ской пуш­кой (по мне­нию Циол­ков­ско­го, соз­да­ние ра­кет бы­ло зна­читель­но де­шев­ле).

Пер­вое изоб­ра­жение «реак­тивно­го при­бора» дол­жно бы­ло появить­ся в жур­на­ле «Науч­ное обоз­ре­ние» еще в 1903 го­ду, но чер­теж не по­пал в пе­чать и был опуб­ли­кован толь­ко в 1962 го­ду.

На про­тяже­нии нес­коль­ких лет Циол­ков­ский до­раба­тывал внеш­ний вид и конс­трук­цию своих ра­кет.

Нап­ри­мер, до 1914 го­да ка­мера сго­рания — «взрыв­ная тру­ба» — име­ла ко­ничес­кую фор­му. В 1914 го­ду Циол­ков­ский пред­ло­жил «зак­ру­тить» ее для ста­били­зации ра­кеты во вре­мя по­лета. Но уже в 1926 го­ду от­ка­зал­ся от этой идеи, приз­нав ее оши­боч­ной.

Пер­вым прак­ти­чес­ким ша­гом к воп­ло­щению идей Циол­ков­ско­го ста­ла ГИРД-09 — эк­спе­римен­таль­ная со­вет­ская ра­кета на гиб­ридном топ­ли­ве. В 1933 го­ду Груп­па ис­сле­дова­телей реак­тивно­го дви­жения за­пус­ти­ла ее с под­москов­но­го по­лиго­на в На­хаби­не. По ха­рак­те­рис­ти­кам ра­кета силь­но ус­ту­пала сов­ре­мен­ным: ее стар­то­вая мас­са сос­тавля­ла 19 кг, а по­лет прод­лился 18 се­кунд, в те­чение ко­торых ра­кета под­ня­лась все­го на 400 мет­ров. Но да­же та­кие ре­зуль­та­ты впе­чат­ли­ли Циол­ков­ско­го.

В 1934 го­ду один из соз­да­телей ра­кеты — конс­трук­тор Ми­хаил Ти­хон­ра­вов — встре­тил­ся с уче­ным в Ка­луге и по­казал ему сним­ки, сде­лан­ные во вре­мя ис­пы­таний. Это бы­ла од­на из нем­но­гих при­жиз­ненных «встреч» Циол­ков­ско­го со своими идеями. Ос­таль­ные кос­ми­чес­кие за­мыс­лы ис­сле­дова­теля бы­ли реали­зова­ны уже пос­ле его смер­ти в 1935 го­ду.

«…только с момента применения реактивных приборов начнется новая, великая эра в астрономии — эпоха более пристального изучения неба»К. Э. Циолковский
«Исследование мировых пространств реактивными приборами», 1911–1912 годы

Нес­коль­ко лет конс­трук­тор­ских ра­бот прев­ра­тили пер­вые «реак­тивные при­боры» в пол­но­цен­ные ра­кеты-но­сите­ли. Мощ­ность их дви­гате­лей уже поз­во­ляла че­лове­чес­тву «до­тянуть­ся» до ор­би­ты и воп­ло­тить в жизнь дру­гие идеи Циол­ков­ско­го. Нап­ри­мер — за­пуск ис­кусс­твен­но­го спут­ни­ка Зем­ли. Прав­да, в тру­дах уче­ного под «спут­ни­ком» по­нимает­ся не кон­крет­ное ус­трой­ство, а ско­рее «ста­тус» лю­бого кос­ми­чес­ко­го ап­па­рата, вы­веден­но­го на зем­ную ор­би­ту.

«…мы залетели за пределы атмосферы… Теперь мы подобны Луне, потому что превратились в спутник Земли»К. Э. Циолковский
«Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения», 1895 год

В 1933 го­ду Циол­ков­ский выс­ту­пил науч­ным кон­суль­тан­том филь­ма «Кос­ми­чес­кий рейс». В хо­де ра­боты он соз­дал для съ­емоч­ной груп­пы се­рию пояс­няющих ил­люс­тра­ций, в том чис­ле изоб­ра­жение спут­ни­ка-ра­кеты. В под­пи­сях к эс­ки­зам он не толь­ко ука­зал пер­вую кос­ми­чес­кую ско­рость (око­ло 8 км/с), но и дос­та­точ­но точ­но оп­ре­делил вре­мя об­ра­щения спут­ни­ка вок­руг Зем­ли — «око­ло 5400 се­кунд» (1,5 ча­са).

4 ок­тября 1957 го­да на ор­би­ту был вы­веден пер­вый со­вет­ский «Прос­тей­ший спут­ник-1». Один обо­рот вок­руг Зем­ли за­нял у не­го 1 час 36 ми­нут 10 се­кунд. А это зна­чит, что в своих рас­че­тах Циол­ков­ский ошиб­ся все­го на нес­коль­ко ми­нут.

С дру­гой сто­роны, ПС-1 был ма­ло по­хож на то, что опи­сывал уче­ный: он был слиш­ком мал и не пред­по­лагал на­личие пи­лота. Впро­чем, пер­вый кос­мо­навт не зас­та­вил се­бя дол­го ждать.

В своих ран­них ра­ботах Циол­ков­ский не то­ропил­ся с да­той пер­во­го по­лета че­лове­ка в кос­мос. В его науч­но-фан­тасти­чес­кой по­вес­ти «Вне Зем­ли» (1918 год) лю­ди от­пра­вились ис­сле­довать кос­ми­чес­кое прос­транс­тво толь­ко в 2017 го­ду. Тем не ме­нее на про­тяже­нии мно­гих лет Циол­ков­ский ак­тивно изу­чал теоре­тичес­кую сто­рону пре­быва­ния че­лове­ка в не­весо­мос­ти. Впер­вые этот воп­рос был рас­смот­рен в статье «Сво­бод­ное прос­транс­тво», на­писан­ной еще в 1883 го­ду. В даль­ней­шем ра­боты уче­ного на­пол­ня­лись под­робнос­тя­ми.

«Все не прикрепленные к ракете предметы сошли со своих мест и висят в воздухе… Сами мы также не касаемся пола и принимаем любое положение и направление: стоим и на полу, и на потолке, и на стене»К. Э. Циолковский
«Исследование мировых пространств реактивными приборами», 1911–1912 годы

Циол­ков­ский пе­речис­лял спо­собы пе­ред­ви­жения в сво­бод­ном прос­транс­тве, опи­сывал воз­дей­ствие не­весо­мос­ти на че­лове­ка и на дру­гие жи­вые ор­га­низ­мы, ука­зывал оп­ти­маль­ную фор­му кос­ми­чес­ко­го ко­раб­ля, пре­дуп­реждал об из­ме­нении вос­приятия и т. д.

12 ап­ре­ля 1961 го­да Юрий Га­гарин стал пер­вым че­лове­ком, со­вер­шившим по­лет в кос­ми­чес­кое прос­транс­тво. Пос­ле воз­вра­щения на Зем­лю он под­черки­вал, что «в кни­ге К. Э. Циол­ков­ско­го очень хо­рошо опи­саны фак­то­ры кос­ми­чес­ко­го по­лета» и что ощу­щения, ко­торые он ис­пы­тал, прак­ти­чес­ки не от­ли­чались от тех, что бы­ли пред­ска­заны уче­ным.

Вско­ре пос­ле по­лета Юрия Га­гари­на сбы­лось еще од­но кос­ми­чес­кое пред­ска­зание Циол­ков­ско­го, наз­ванное им «Иг­ры на при­вязи вок­руг ра­кеты» и «Хо­ровод и че­лове­чес­кие гир­лянды». Речь шла о вы­ходе в без­воздуш­ное прос­транс­тво. В своих ра­ботах уче­ный ниг­де нап­ря­мую не на­зывал по­доб­ную про­цеду­ру имен­но вы­ходом в от­кры­тый кос­мос. Тем не ме­нее его тек­сты со­дер­жат нес­коль­ко уз­на­ваемых опи­саний.

«Были особые скафандры, которые надевались при выходе в пустое пространство и вхождении в чуждую нам атмосферу»К. Э. Циолковский
«Вне Земли», 1920 год

Так, Циол­ков­ский по­нимал, что кос­мо­нав­ту нель­зя вый­ти в без­воздуш­ное прос­транс­тво без ска­фан­дра и спе­циаль­ной под­го­тов­ки: пред­ва­ритель­но необ­хо­димо про­вес­ти не­кото­рое вре­мя в шлю­зовой ка­мере, что­бы вы­ров­нять дав­ле­ние.

Ис­сле­дова­тель так­же под­черки­вал, что в кос­мо­се нель­зя на­ходить­ся не­зак­реплен­ным. На эс­ки­зах Циол­ков­ско­го при­сутс­твует прооб­раз спе­циаль­ных стра­ховоч­ных тро­сов (фа­лов), свя­зывающих кос­мо­нав­тов с кос­ми­чес­ким ко­раб­лем.

«Оторвалась привязь — погиб товарищ. Он блуждает кругом Земли и жив, пока есть запас кислорода. Найти его трудно»К. Э. Циолковский
«Альбом космических путешествий», 1933 годПер­вым че­лове­ком, реали­зовав­шим идею Циол­ков­ско­го о вы­ходе в без­воздуш­ное прос­транс­тво, стал Алек­сей Леонов. 18 мар­та 1965 го­да он ус­пешно вы­шел в от­кры­тый кос­мос и про­вел в нем 12 ми­нут 9 се­кунд.

Что ха­рак­терно, прак­ти­чес­ки все вне­зем­ные ис­сле­дова­ния, опи­сан­ные Циол­ков­ским, про­водят­ся на ба­зе «кос­ми­чес­ких жи­лищ», в ко­торых уга­дывают­ся ор­би­таль­ные стан­ции. Наибо­лее пол­но идея соз­да­ния «эфир­ных по­селе­ний» от­ра­жена в по­вес­ти «Вне Зем­ли» (вер­сия 1920 го­да). Но фраг­ментар­ные опи­сания прин­ци­пов ра­боты и осо­бен­ностей строения стан­ций мож­но най­ти и во мно­гих дру­гих ра­ботах Циол­ков­ско­го.

Уче­ный опи­сывал стан­ции нес­коль­ких ти­пов: от прос­тых, сос­тоящих из од­но­го оби­таемо­го от­де­ления, до слож­ных, пред­став­ляющих со­бой связ­ки из нес­коль­ких мо­дулей.

«Эти жилища и все принадлежности для них должны доставляться ракетами с Земли в сложенном (компактном) виде, раскладываться и собираться в эфире по прибытии на место»К. Э. Циолковский
«Исследование мировых пространств реактивными приборами» (дополненное переиздание), 1926 годНаиме­нее реалис­тичной (и наибо­лее по­пуляр­ной в фан­тасти­чес­ких филь­мах) ока­залась кон­цепция коль­цеоб­разных «ко­лоний-буб­ли­ков», вра­щающих­ся вок­руг собс­твен­ной оси. По за­мыс­лу Циол­ков­ско­го, при дос­та­точ­но вы­сокой ско­рос­ти вра­щения цен­тро­беж­ная си­ла смог­ла бы «за­менить» при­выч­ную зем­ную си­лу тя­жес­ти и соз­дать внут­ри стан­ции ис­кусс­твен­ную гра­вита­цию.

«Представьте себе кольцеобразное жилище человека в виде скрученной кольцом колбасы. Если жилище закружим… как карусель, то вот вам и тяжесть»К. Э. Циолковский
«Альбом космических путешествий», 1933 год

За­то идеи Циол­ков­ско­го по соз­да­нию прос­тых («од­но­сос­тавных») и мо­дуль­ных ор­би­таль­ных стан­ций ус­пешно воп­ло­тились: в 1971 го­ду — при за­пус­ке ор­би­таль­ной стан­ции «Са­лют-1», в 1986 го­ду — при вы­воде на ор­би­ту пер­вой мо­дуль­ной стан­ции «Мир».

Уче­ный так­же пред­ла­гал вос­полнять за­пасы кис­ло­рода на стан­ции при по­мощи ор­би­таль­ных оран­же­рей.

«Как земная атмосфера очищается растениями при помощи Солнца, так может возобновляться и наша искусственная атмосфера»К. Э. Циолковский
«Исследование мировых пространств реактивными приборами», 1911 год

По­доб­ная прак­ти­ка не при­жилась: сей­час для под­держа­ния оп­ти­маль­но­го га­зово­го сос­та­ва на ор­би­таль­ных стан­циях ис­поль­зуют­ся слож­ные тех­ни­чес­кие сис­те­мы жиз­необес­пе­чения. Но идея кос­ми­чес­кой оран­же­реи все же бы­ла час­тично реали­зова­на в 1971 го­ду на бор­ту ор­би­таль­ной стан­ции «Са­лют-1». Тог­да в спе­циаль­ной ус­та­нов­ке «Оазис» бы­ла ус­пешно вы­раще­на эк­спе­римен­таль­ная пар­тия «кос­ми­чес­кой» пе­кин­ской ка­пус­ты.

Впро­чем, с точ­ки зре­ния Циол­ков­ско­го, ор­би­таль­ные стан­ции — это все­го лишь про­межу­точ­ный этап на пу­ти к по­коре­нию даль­не­го кос­мо­са. В своих ра­ботах уче­ный под­черки­вал, что че­лове­чес­тву сле­дует стре­мить­ся к соз­да­нию «ко­лоний звез­до­летов за зем­ной ат­мосфе­рой», «уда­лению от зем­ной ор­би­ты к ас­те­роидам» и «по­сеще­нию пла­нет иных сол­нечных сис­тем». Ска­зать, что эта часть его пред­ска­заний на­чала осу­щест­влять­ся, мы по­ка не мо­жем: пер­вые пи­лоти­руемые по­леты на Марс зап­ла­ниро­ваны толь­ко на 2030-е го­ды.

«Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство»К. Э. Циолковский (1857–1935)