108 минут, изменившие мир

Однако в XIX веке на артиллерию возлагались большие надежды, и поэтому не приходится удивляться, что первый технически обоснованный проект полета в космос был связан с пушками.

Французский фантаст Жюль Верн

В 1865 году вышел третий роман быстро набиравшего популярность французского писателя Жюля Верна «С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут»^[4]. В романе описывалось орудие длиной 274 м и весом 68 тыс. т. В качестве взрывчатого вещества использовался пироксилин в количестве 164 тыс. т. Сначала предполагалось при помощи этого орудия послать к Луне снаряд без пассажиров, но потом внутри необыкновенного ядра была устроена каюта, в которой решились отправиться в космическое путешествие трое смельчаков. Разумеется, в романе старт к Луне прошел удачно, а межпланетные путешественники не только выжили, но и отправились в полный приключений полет к соседнему небесному телу. Однако в реальности дела обстояли бы намного хуже.

Допустим, полый снаряд, выпущенный из такой пушки, развил вторую космическую скорость. Однако элементарный расчет показывает, что его ускорение на самом первом и самом коротком отрезке пути по пушечному жерлу оказалось бы столь велико, что все тела внутри приобрели бы вес в 60 тыс. раз больший, чем вес самого тела. То есть пассажиры испытали бы ударную перегрузку в 60 тыс. g^[5].

Космический снаряд Жюля Верна

Жюль Верн догадывался, что на описываемых в романе межпланетных путешественников будет воздействовать сильная перегрузка, и даже снабдил снаряд примитивным амортизирующим устройством, полагая, что оно поможет им отделаться легкими ссадинами и ушибами. В XIX веке ученые еще не могли сказать, какую перегрузку способен выдержать человек, но чудовищность названного числа пугала, и, критикуя проект Верна, исследователи писали, что пассажиров такого снаряда буквально размазало бы по полу. И были недалеки от истины – сегодня доподлинно установлено, что смертельной для человека является ударная перегрузка свыше 300 g^[6].

Однако персонажей романа поджидала еще одна опасность – сопротивление воздуха. Ведь оно возрастает куда быстрее, чем скорость снаряда. А кроме того, чем быстрее летит тело, тем оно быстрее нагревается и разрушается – свидетельством служат регулярные метеорные дожди. Сопротивление воздуха на выходе из пушки Жюля Верна при указанном им ускорении в буквальном смысле остановило бы снаряд, а жерло разорвало бы на части.

Несмотря на эти серьезные недостатки, проект французского писателя вызвал общественный резонанс. Его обсуждали, и даже выдвигались варианты исправления ситуации. Если сделать орудие длиной в 300 км, удалить из ствола воздух, дуло «вывести» за пределы атмосферы, а снаряд изнутри заполнить водой, которая является идеальным естественным амортизатором, то теоретически можно обойти все проблемы. Вот только эта теоретическая задача не решаема технически – ни во времена Жюля Верна, ни поныне.

Но сама идея захватывала воображение. Позднее многие из основоположников космонавтики признавались, что заняться этой областью их побудил именно фантастической проект «лунной» пушки.

Ознакомился с романом и Константин Циолковский. Еще в юности будущий знаменитый ученый увлекся воздухоплаванием, и это предопределило главный предмет его научных интересов – создание более совершенных аэростатов, дирижаблей и летательных машин.

Константин Эдуардович Циолковский в своей библиотеке

Долгое время космонавтика оставалась для Циолковского на втором плане, но любовь к астрономии привела его к проблематике достижимости космических высот и скоростей. Циолковский сразу разглядел все огрехи проекта гигантской пушки и отказался от него. При этом он рассматривал разные способы выхода в космос, сосредоточившись на использовании центробежной силы – идея разгонной эстакады вокруг экватора или гигантской башни была куда перспективнее, но столь же сложна для реализации^[7].

Хотя в ранних рукописях Циолковского уже описана возможность применения силы отдачи для движения в пустоте^[8], он еще не думал о ракетах. В 1896 году калужский ученый ознакомился с брошюрой Александра Петровича Федорова «Новый способ воздухоплавания, исключающий воздух как опорную среду»^[9]. В ней молодой изобретатель излагал принцип действия придуманного им «ракетолета», имеющего несколько двигателей: одни служили ему для подъема, другие – для движения в горизонтальном направлении, третьи выполняли роль реактивных рулей. Каждый двигатель состоял из генератора газа и «трубы».

---

4 Роман Жюля Верна о полете на Луну является первой частью дилогии, состоящей из двух романов: «С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут» (фр.: De la Terre a la Lune Trajet Direct en 97 Heures 20 Minutes, 1865) и «Вокруг Луны» (фр.: Autour de la Lune, 1869).

5 Перегрузка – безразмерная величина. Но в популярной литературе в качестве единицы ее измерения используется g (же) – усредненное для Земли ускорение свободного падения (9,81 м/с²). Применяя эту единицу, легко видеть, насколько ускорение движущегося тела выше ускорения свободного падения.

6 Переносимость перегрузки напрямую зависит от времени ее действия. К примеру, перегрузку 4,5 g может переносить длительное время самый обыкновенный человек. Тренированный и здоровый человек способен выдержать перегрузку в 8 g, если она не будет длиться свыше пяти минут. Пилот самолета при катапультировании испытывает ударную перегрузку в 20–25 g, но длится она секунды. Спортсмены при экстремальных прыжках в воду выдерживают перегрузку в 90-100 g. Рекорд по перенесенной перегрузке принадлежит гонщику «Формулы-1» Дэвиду Перли, который при аварии в 1977 году испытал воздействие ударной перегрузки в 179,8 g и остался жив.

7 Ни один из проектов, которые мы можем найти в рукописях 1878 года, не подходил для земных условий, что К. Э. Циолковский прекрасно понимал. «Веретенообразная башня, висящая без опоры над планетой и не падающая благодаря центробежной силе» и «кольца, с помощью которых можно восходить на небеса и спускаться с них, а также отправляться в космическое путешествие» могли быть построены только на небольших планетах, лишенных атмосферы.

8 В статье «Свободное пространство», написанной в 1883 году, К. Э. Циолковский излагает способ движения в космической пустоте за счет силы реакции: «Меньшая из масс приобретает скорость, во столько раз большую скорости большой массы, во сколько раз масса большого тела больше массы меньшего тела». На этом принципе ученый предложил новую конструкцию движителя для космического корабля. Это пушка, снаряды которой создают силу отдачи. Меняя положение ствола пушки, можно лететь в любом направлении.

9 Федоров, Александр Петрович (1872-?) – русский изобретатель, потомственный дворянин, журналист. В 1896 году Федоров написал брошюру «Новый принцип воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду». Что подвигло его на это, доподлинно не известно. Став журналистом, популяризировал технические новинки, иногда писал об авиации, но ни разу не вспомнил о своем давнем изобретении, которое подтолкнуло К. Э. Циолковского к базовой идее осуществления космических полетов с помощью ракет на жидком топливе.