Юрий Батурин
Властелины бесконечности. Космонавт о профессии и судьбе
Алгоритм Циолковского
Давайте теперь посмотрим, что же вырастает из сказки.
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка; за ними шествует научный расчет, и уже, в конце концов, исполнение венчает мысль… Но нельзя не быть идее: исполнению предшествует мысль, точному расчету фантазия», – писал К. Э. Циолковский в статье «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Он четко выделил четыре временных интервала любой инновационной волны: фантазия («безумная идея»), мысль (теоретическое осмысление), точные расчет (инженерное решение), исполнение (полномасштабная реализация).
Поясним. Допустим, рассказывает дед-сказочник внуку удивительную историю: «Сел Иван-царевич на ковер-самолет и к обеду был уже в тридевятом царстве…» Услышит однажды сказку ученый, который подумает: «А ведь неглупо сочинил сказочник. Только надо бы ковер на фанеру заменить, чтобы подъемная сила возникала». Поразмышляет-поразмышляет, да и напишет научную статью «О возможных аэродинамических характеристиках ковра-самолета». Не сразу, но когда-нибудь попадется эта статья на глаза инженеру, который скажет: «Толковый парень этот ученый! Правда, ничего не понимает в технике. Надо же как-то разгоняться, чтобы подъемная сила возникла, значит, сделаем шасси на колесах, двигатель поставим. Да и рули поворота и высоты нужны. Ивана-царевича под фонарь кабины посадить, чтобы не сдуло его на скорости…» Придется, конечно, инженеру потрудиться немало, но однажды конструкция взлетит и минут пять в воздухе продержится. Увидит это чудо предприниматель, а еще лучше – представитель государства и объявит: «Выделяю финансирование и начинаю выпускать ковер-самолет серийно». И вот приходим мы в аэропорт, через рукав заходим в самолет, устраиваемся поудобнее в кресле, берем газету и через два часа оказываемся в «тридевятом царстве».
Так происходило и с космонавтикой, причем каждая фаза занимала примерно 35 лет.
Первую фазу логично отсчитывать от 1865 г., который, очевидно, начался под французским флагом: А. Эро предложил для полета в космос использовать реактивный двигатель, а Жюль Верн детально проработал организационно-техническую сторону космического полета. Тем более что сам К. Э. Циолковский признавался: «Стремление к космическим путешествиям заложено во мне известным фантазером Ж. Верном. Он пробудил работу мозга в этом направлении. Явились желания. За желаниями возникла деятельность ума. Конечно, она ни к чему бы не привела, если бы не встретила помощь со стороны науки».
Вторая фаза («Научные исследования») открывается научными трудами К. Э. Циолковского в области космонавтики. И. В. Мещерский пишет работу «Динамика точки переменной массы» – опубликованы уравнения движения ракеты. В 1914 г. в Америке Р. Годдард получает первые патенты по ракетной технике и проводит опыты, подтвердившие возможность создания электростатического ракетного двигателя. В России под влиянием идей Циолковского Я. И. Перельман издает в 1915 г. знаменитый научно-популярный труд «Межпланетные путешествия». К. Э. Циолковский отрекомендовал его так: «Это сочинение явилось первой в мире серьезной, хотя и вполне общепонятной, книгой, рассматривающей проблему межпланетных путешествий и распространяющей правильные сведения о космической ракете». За последующие 20 лет «Межпланетные путешествия» переиздавались 10 раз. Можно сказать, что «безумная идея» вполне овладела большой массой ученых и инженеров и была готова к практической реализации. Не случайно А. И. Шаргей, написавший под псевдонимом Ю. В. Кондратюк в этот период книгу, в которой привел основные уравнения ракетодинамики, предложил схему многоступенчатой кислородно-водородной ракеты и оптимальные траектории межпланетных полетов, использование сопротивления атмосферы для посадки на планету, гравитационных полей встречных небесных тел для ускорения или замедления ракет, – назвал ее достаточно необычно, видимо, почувствовав запрос времени: «Тем, кто будет читать, чтобы строить»!
Отдельно следует упомянуть 1908 г. В том году был дважды достигнут Северный полюс. И это была вершина эпохи земных путешествий. Между прочим, рассматривая, как отражались путешествия в русской литературе, исследователи выделяют три этапа: первый – до начала XIX в. – «сухая опись путевых столбов», а описываемое нами время – рубеж между вторым (пространственная экспансия и образное освоение путешествия) и третьим (путешествие – внутренний поиск, эксперименты, иногда с собственной жизнью) этапами. Не только в литературе, но и в жизни сменялись эпохи путешествий: от побед на земных пространствах люди переходили к активному освоению третьего измерения – воздушного пространства.
Авиация захватила умы людей. Журналы и газеты предрекали появление воздушных такси. Как и в современных космических прогнозах, желаемое сильно опережало действительность. Но тем не менее именно в 1908 г. самолеты в США и в Европе перевезли первых авиапассажиров, в том числе и первую авиапассажирку (предтечу нынешних космических туристов). В том же году первый пассажир самолета погиб в авиакатастрофе («эксперименты, иногда с собственной жизнью»).
Но мысль стремилась еще выше. Ф. А. Цандер публикует свою первую работу, посвященную межпланетным путешествиям.
А кроме того, 30 июня 1908 г. произошло эпохальное космическое событие, получившее название «Тунгусский феномен» или «Тунгусское событие», породившее первые легенды о космических пришельцах и привлекшее к космосу внимание множества умов.
Все эти события, случившиеся в 1908 г., в совокупности с рядом других можно принять за теоретическое начало отсчета космической эры.
Третья фаза («Инженерные решения») связывается с 1926 г., когда Р. Годдард в США осуществил первый пуск ракеты с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) на высоту 12 м. Ученые и инженеры активно организуются в научные общества: в 1926 г. Общество по исследованию межпланетных пространств в Вене (позднее на его основе было создано Австрийское общество ракетной техники), в 1927 г. – Общество межпланетных сообщений в Бреслау (тогда Германия), в 1930 г. – Американское межпланетное общество, в 1933 г. – Британское межпланетное общество.
Переход к практической инженерной стадии требовал организационных мер. В 1929 г. в Ленинграде в составе Газодинамической лаборатории (ГДЛ) создается подразделение под руководством В. П. Глушко по разработке электрических и жидкостных ракет. В 1934–1938 гг. оно входило в состав Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ), а с 1939 г. выделилось в самостоятельное подразделение, в 1941 г. выросшее в Опытно-конструкторское бюро (ОКБ). В 1929–1933 гг. ГДЛ-ОКБ разработало первый в мире электротермический ракетный двигатель, в 1930–1933 гг. – первые отечественные ракетные двигатели на жидком топливе. Именно на этом предприятии был создан самый мощный в мире ЖРД РД-170 для универсальной ракетной системы «Энергия-Буран». Сегодня это знаменитое НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко.
В 1930 г. организованы общественные Группы изучения реактивного движения (ГИРД) при Осоавиахиме в Москве и Ленинграде. В 1932 г. Московской ГИРД предоставляют экспериментальную базу для разработки ракет и начальником ГИРД назначают С. П. Королёва. В том же году в Куммерсдорфе (Германия) организована испытательная станция для разработки ракет на жидком топливе под руководством В. Дорнбергера и В. фон Брауна, которая в 1937 г. переведена в Пенемюнде и преобразована в ракетный центр. В 1933 г. в Москве на базе ГДЛ и МосГИРД создается Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ).
Как следствие, появляются первые серьезные проекты. В 1928–1929 гг. В. П. Глушко разработал проект «Гелиоракетоплана» – космического корабля с электрическими ракетными двигателями, питаемыми от солнечных батарей. В 1930–1932 гг. в ГДЛ разработан проект и изготавливалась ракета РЛА-100 конструкции В. П. Глушко с расчетной высотой вертикального подъема 100 км, то есть до границы космоса. В 1939 г. в РНИИ созданы многозарядные мобильные наземные ракетные установки БМ-13 и другие «Катюши», эффективно использовавшиеся в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.
Масштабы испытаний соответствовали масштабам проектов. В 1927 г. ГДЛ начала работу по ускорению разбега самолетов с помощью ракет на бездымном порохе, завершившихся в 1933 г. государственными испытаниями на тяжелых самолетах. На следующий год ГДЛ осуществляет полеты первых ракет на бездымном шашечном порохе конструкции Н. И. Тихомирова. В 1930–1933 гг. в ГДЛ испытываются ракетные снаряды на бездымном порохе конструкции Б. С. Петропавловского и Г. Э. Лангемака. В 1933 г. в ГДЛ проводятся стендовые испытания новых двигателей В. П. Глушко. Тогда же пускается первая советская ракета на гибридном топливе ГИРД-09 конструкции М. К. Тихонравова. В 1937–1938 гг. проведено 30 наземных огневых испытаний ракетоплана РП-318-1 конструкции С. П. Королёва с ЖРД ОРМ-65 конструкции В. П. Глушко, а в 1939–1940 гг. летные испытания (С. П. Королёв в испытаниях участия не принимал, был арестован). В 1939 г. осуществлены летные испытания двухступенчатой ракеты И. А. Меркулова с пороховой первой ступенью и прямоточным воздушно-реактивным двигателем на второй ступени.
Похожая картина складывалась и за рубежом.
В 1929–1930 гг. в Германии прошли стендовые испытания ЖРД конструкции Г. Оберта, а в Италии в 1930 г. – ЖРД конструкции Дж. Гарофоли, во Франции начал работы со своими ЖРД Р. Эно-Пельтри. Тогда же в Германии прошло летное испытание первой в Европе ракеты на жидком топливе конструкции И. Винклера, в 1931-1933 гг. проводились пуски пороховых ракет конструкции Р. Тилинга на высоту до нескольких километров. В Австрии в 1932–1934 гг. проходили стендовые испытания экспериментальных ракетных двигателей конструкции Е. Зенгера на жидком кислороде с газойлем и на других топливах. В 1939 г. в Германии осуществлен первый полет ракетного самолета НЕ-176 фирмы Э. Хейнкеля с ЖРД Вальтера. Ровно за три десятилетия до того, как американский астронавт Нил Армстронг сделал свой знаменитый «маленький шаг» на поверхность Луны, в июле 1939 г. журнал Британского межпланетного общества Journal British Interplanetary Society опубликовал описание детально проработанного научно-технического проекта лунного корабля, предвосхитив многие реальные инженерные решения экспедиции на Луну.
Примерно в середине третьей фазы волны, в 1936 г., в СССР вышел кинофильм «Космический рейс», консультантом которого выступил К. Э. Циолковский (режиссер В. Н. Журавлев).
Как свидетельствуют факты истории, бурный рост ракетной промышленности начался с ракет «Фау-2» Вернера фон Брауна в 1943 г. А с конца 1940-х гг. и до конца 1960-х гг. число ракетных пусков стремительно достигло своей наивысшей точки.
В 1948 г. М. К. Тихонравов доказал возможность запуска спутника на достигнутой технической базе, так называемом «ракетном пакете». В 1954 г. его идею С. П. Королёв доложил академику М. В. Келдышу, затем обратился к министру вооружения СССР Д. Ф. Устинову с докладной запиской «Об искусственном спутнике Земли» и Совет Министров СССР утвердил предложения. Четвертая фаза («Полномасштабное освоение космоса») была подготовлена предшествующим развитием и запуском первого искусственного спутника Земли в 1957 г. О ней хорошо известно: первый полет человека в космос, первый выход в открытый космос, высадка на Луну, орбитальные станции.
Таким образом, от романа Жюля Верна до первых реальных полетов человека в космос и высадки на Луну в 1969 г. прошло чуть больше века – 104 года. И из этого срока большую часть времени (около 70 лет) человечество потратило на сугубо интеллектуальную работу – рождение удивительных идей и их инициативную опытную проработку.
Носители идей «мигрировали» по фазам, порождая разнообразие путей развития космонавтики. Так, молодой астроном Артур Кларк, вступивший в Британское межпланетное общество в третьей фазе волны и уже тогда начинавший писать фантастику, в четвертой ее фазе стал знаменитым писателем-фантастом, генерируя новые «безумные идеи», в свою очередь проходящие установленную последовательность фаз и сбывающиеся! Другой пример – уже «трансфазного» влияния. Американские специалисты не скрывают, что при подготовке экспедиций на Луну использовали работу Ю. В. Кондратюка, который обосновал и рассчитал энергетическую выгодность посадки на Луну по схеме: «полет на орбиту Луны – старт на Луну с орбиты – возвращение на орбиту и стыковка с основным кораблем – полет на Землю». Эту схему они называют «трасса Кондратюка».
Хотелось бы развеять возможное неверное впечатление о романтической дороге от фантастической литературы через научные исследования и прямо в космос. На самом деле во всех фазах присутствует военная составляющая, и по мере приближения к третьей, практической фазе она становится все существеннее. Но и до, и после о военном применении ракет отнюдь не забывали.
И у Жюля Верна, и у Герберта Уэллса, и у других фантастов можно найти много примеров военного применения придуманных ими систем. Обратимся ко второй фазе. В 1902 г. полковник М. М. Поморцев начал заниматься усовершенствованием конструкций боевых и осветительных ракет, в 1903 г. опубликовал работу по устойчивости полета ракеты в воздухе. В 1906 г. на полигоне Николаевского ракетного завода успешно прошли испытания ракет со стабилизаторами М. М. Поморцева. На следующий год М. М. Поморцев, уже генерал-майор, создал ракету с новым двигателем.
Вообще известно, что космонавтику двигала «холодная война», то есть подготовка к войне «горячей».
Почему фантастические идеи сбываются
Замечательное предвидение Сирано де Бержерака о полете в космос с помощью многоступенчатых ракет (1656 г.), предсказание Джонатана Свифта в «Путешествии Гулливера» о существовании у Марса двух спутников с довольно точным описанием их орбит (1726 г.), система жизнеобеспечения для космического полета, описанная Эдгаром По (1835 г.), космическая ракета с реактивным двигателем у Ахилла Эро (1865 г.), полет к Луне и использование принципа реактивного движения для маневров в космосе, интернациональный экипаж у Жюля Верна (1865 г.) и многое-многое другое – эти и другие замечательные прозрения писателей-фантастов в разные века скрывают в себе загадку: почему фантастические идеи сбываются?
Вообще говоря, не только фантасты и не только в области науки и техники – все хорошие писатели способны (и многократно демонстрировали это) к удивительным предвидениям. Социальные и политические картины будущего, нарисованные литераторами разных времен и стран, наводят на мысль, что они обладают особым восприятием мира, тонко улавливая нарождающиеся, пока еще незаметные тенденции и невидимые глазу обычных людей флуктуации, способные в сильно неравновесных условиях через какое-то время отклонить траекторию развития или даже резко ее повернуть.
Искусство, в том числе и литература, отражает мир не в масштабе «один к одному». Литературное отражение – отнюдь не упрощение, а, наоборот, обогащение картины мира. Нашествие марсиан из романа Герберта Уэллса «Война миров» заставили 16-летнего американского мальчишку Роберта Годдарда задуматься: а как же они прилетели сквозь космос на Землю? Прошли годы, мальчик вырос и начал конструировать ракетные двигатели, а вскоре запустил свою первую ракету с ЖРД.
А вот как научная фантастика стимулировала чисто интуитивный прогноз, который сначала усилил интерес к научной фантастике, а затем не только сбылся, но и повлиял на развитие практической космонавтики. Знаменитый роман Жюля Верна «С Земли на Луну», как мы хорошо помним, был написан в 1865 г. Под его впечатлением немецкий врач и поэт Фридрих Крассер, споря с друзьями в июле 1869 г., сказал, что через сто лет люди высадятся на Луне и внуки окажутся свидетелями этого события. Именно в июле 1969 г., ровно через сто лет после предсказания, Нил Армстронг шагнул на поверхность Луны. Внук Фридриха Крассера был приглашен в США, в Центр управления полетами (ЦУП), чтобы присутствовать при этом историческом событии. Звали внука Герберт Оберт. А удостоился он приглашения не только из-за удивительно точного предсказания своего деда, но и потому, что сам стал крупнейшим ученым и инженером в области космонавтики. Герберт прочел роман «С Земли на Луну» 11-летним школьником. Фантастическое произведение особенно заинтересовало его из-за предсказания деда. Жюль Верн назвал в своем романе скорость, которую необходимо было развить космическому кораблю, чтобы улететь от Земли, – 11,2 км/с. И школьник, маленький ребенок, придумав свой собственный математический метод, проверил писателя и убедился, что тот абсолютно прав. С этого момента дальнейший путь Герберта Оберта был предопределен, он чрезвычайно много сделал для практического развития космонавтики.
Между прочим, предшественника русского термина «космонавтика» – слово «астронавтика» – придумал французский писатель Жозеф-Анри Роже-старший, сочинявший научную фантастику, в книге «Звездоплаватели» (1925). И почти сразу, в 1928 г., его использовал в науке Робер Эсно-Пельтри, французский инженер.
Но для нас важной оказывается способность художественного произведения по начальному характеру динамики воздействия изменять свои характеристики (сюжет, композицию, поворотные моменты и т. п.) так, что они начинают соответствовать продолжению этой закономерности в реальном мире, в нашем случае – тенденциям развития космонавтики. Проще говоря, талант писателя-фантаста в том и состоит, что способен косвенно выявлять продолжение тенденций и в «ускоренном времени», в течение работы над произведением предвосхищать в произведении этот процесс. Это называется логикой развития сюжета. Даже если писатель задал сюжет заранее, по мере того, как действующие лица начинают «жить» в произведении, создавая события, логика сюжета начинает вести автора за собой. Причем писатель иногда не знает развязки, пока не доведет произведение до кульминационного момента.
Вообще говоря, способность фантазировать свойственна каждому человеку примерно с полутора лет. Фантазирование – процесс создания новых образов (событий) на основе предшествующего опыта и/ или событий как состоявшихся, так и нафантазированных. Увиденный писателем-фантастом образ будущего строится не на рациональной, а на эмоциональной основе. Рациональная конструкция появляется позже. У К. Э. Циолковского есть короткая заметка «В каком порядке происходит открытие или изобретение», в которой он перечисляет эти стадии: «В открытии нередко участвует несколько человек. Прежде чем получить окончательную форму, оно питается такими предшественниками:
1. Фантазер, возбуждающий мысль и желание осуществить ее. Таковы талантливые сказочники без всякого образования и с образованием.
2. То же, но с более умеренной фантазией. Примеры: Жюль Верн, Уэллс, Эдгар По, Фламмарион.
3. Даровитый мыслитель, независимо от своего образования.
4. Составитель планов и рисунков.
5. Моделисты.
6. Первые неудачные исполнители.
7. Осуществление».
Мотивы космонавтов
С приближением эпохи пилотируемой космонавтики фантасты все чаще обращаются к другому важному вопросу – исследованию мотиваций человека к полетам в космос (конечно, предстоящих полетов).
Поражает, что мотивы эти, как правило, оказывались планетарного масштаба: вселенские катастрофы, контакты с иными цивилизациями (кстати, скрытая идея получения новых знаний сразу, без того, чтобы упорно трудиться над их открытием и накоплением в течение веков). Мотивы личные встречались редко. В основном бегство – от войны, от вражды, от разрушенной экологии, от безумия мира, от личных неурядиц наконец. Как сейчас, например, убегают в виртуальный мир. Несчастная любовь, желание прославиться или обогатиться. Стремление к новым знаниям встречалось куда реже и относится к стародавним временам. Так, в 1901 г. в упомянутом произведении Л. Богоявленского «В новом мире» троица русских ученых записалась в полет на Марс из научного любопытства. В наше время это, к сожалению, смотрится как совершенный анахронизм. Или абсолютно непредвиденная, но исключительная по своей силе мотивация «космических зайцев». В романе Александра Ярославского «Аргонавты Вселенной» (1923) в лунный корабль «Победитель» скрытно пробирается подросток, а в 1937 г. английский писатель Джон Уиндем (под псевдонимом Джон Бейнон) свой роман даже называет «Зайцем на Марс» (Stowaway to Mars). Значит, есть в их мотивации что-то притягательное. Ниже мы расскажем и о реальном советском «космическом зайце», которого якобы вытащили накануне старта из космического корабля, отправлявшегося на орбитальную станцию.
В заключение – еще об одном неожиданном мотиве, описанном Виктором Сапариным в рассказе «Новая планета» (1950). Во время диалога героев рассказа младший показывает старшему снимок какой-то планеты и предлагает угадать, что это за небесное тело: «Планету, которую ты видишь на снимках, не наблюдал до сих пор ни один астроном, а линии на снимках – оливковая сетка, покрывающая огромные пространства в поле зрения телескопа, это искусственные сооружения, созданные руками ее обитателей». При первом изучении снимка выяснить правильный ответ не удалось. Вскоре, по сюжету книги, состоялся первый полет человека (точнее, трех человек) в межпланетное пространство. Среди них был и младший. Облетев Луну и сфотографировав ее обратную сторону, путешественники легли на обратный курс. Но в результате сбоя в работе бортовой аппаратуры они приземлились в нештатном районе – в Заволжье. Блестящее предвидение: через несколько лет Юрий Гагарин вследствие ряда нештатных ситуаций также перелетел запланированное место посадки и приземлился на берегу Волги.
Через какое-то время наши герои вернулись к своему разговору, и младший признался, что неизвестная, новая планета – это Земля.
– Дай мне на память те фотографии, что ты показывал мне тогда, – попросил старший.
– Снимки новой планеты? Пожалуйста!
«Он прислал впоследствии мне их – только не те, а новые, сделанные во время космического путешествия. Я увеличил фотографии и использую их как пособие при преподавании истории. По-моему, эти снимки весьма поучительны именно с точки зрения истории человечества».
А что? Своя мотивация есть и у Истории. И эта мотивация, я бы сказал, философского характера…
