Потенциал Образовательный журнал
для старшеклассников и учителей

Рубрики журналов
Физика. Математика. Информатика
Химия. Биология. Медицина.
Журнал
О нас
Редакционный совет
Редакция
Спонсоры
Партнеры
Авторам
Конкурсы
Награды
Контакты
Где купить
Полезные сайты
Полезные сайты
Новости
Архив новостей
Полнотекстовые статьи
Полно­текстовые статьи ФМИ
Полно­текстовые статьи ХБМ

Турнир Юных Естествоиспытателей

Главная Подписка Архив Авторы Фотоальбом Подготовка в вуз Магазин

Ранние представления о межпланетных путешествиях

Пономарева Валентина Леонидовна Пономарева Валентина Леонидовна - космонавт-испытатель, член первой женской группы космонавтов, академик Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского, руководитель проблемной группы истории космонавтики Института истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН

На протяжении всей своей истории человек стремился расширить границы своего мира. Сначала он начал осваивать водные пространства, не имея еще средств обеспечить свою безопасность. Когда была открыта Америка и все острова и островки в океанах, человек начал осваиваться в воздушном пространстве. Может быть, одним из сильнейших побудительных мотивов было любопытство: человек хотел посмотреть, а что там, за границей известного и привычного мира? Хотел узнать, сможет ли он это сделать. Когда человек поднялся в воздух, мир, в котором он до того обитал, перестал быть плоским, обрел третье измерение. Пространственная экспансия человечества не могла на этом остановиться: следующий шаг, шаг за пределы атмосферы, был неизбежен.

Рис Отношения общества с космонавтикой складывались несколько иначе, чем прежде с другими видами техники: какой из них ни возьми, вначале он представал перед обществом в своем, можно сказать, «младенческом» состоянии, потом рос и мужал «на глазах общества». Например, авиация – она зародилась как бы «самопроизвольно»: братья Райт и другие начали на свой страх и риск и на свои средства строить аэропланы из дерева и материи и летать на них для собственного удовольствия и для развлечения публики. Люди толпами валили на ипподромы, где проходили демонстрационные полеты. Сколько было скептиков и сколько горячих поклонников! А потом самолетам нашлось полезное применение, и теперь летает едва ли не все население земного шара. Космонавтика же для «широких масс населения» возникла «вдруг», как будто некто могучий явил миру чудо, запустив спутник. На самом деле это было совсем не так: мысль о полетах в космос возникла очень давно. Для того, чтобы она появилась, должна была измениться картина мира. До эпохи Галилея, когда Земля еще помещалась в центре мироздания, Луна представлялась легкой эфирной массой, а о существовании планет и не подозревали. В 1610 г. ему вздумалось посмотреть через телескоп – а что там, в небе? Галилей увидел горы, долины и впадины на поверхности Луны, обнаружил, что блестящие точки на ночном небе, которые считались обычными звездами, – на самом деле планеты, подобные Земле, и у некоторых есть спутники. Это и перевернуло картину мира – оказалось, что Земля не одна, существуют и другие миры. В конце XVI в. Джордано Бруно высказал гипотезу о множественности обитаемых миров. И тогда стало понятно, что «необходимо нужно», как встарь говорили, лететь к этим мирам, разузнать, кто там живет и как. Эта мысль удивительно быстро приобрела популярность. Одно за другим стали появляться сочинения, посвященные космическим путешествиям. Не менее удивительно, что авторами этих сочинений были как ученые, так и священнослужители. В 1634 г. Иоганн Кеплер опубликовал научно-фантастический рассказ «Сновидение». Он написал его с целью защиты и пропаганды системы Коперника. Для осуществления полета Кеплер выбрал «божественные средства», но с удивительной прозорливостью предвидел такие обстоятельства, как опасность межпланетных полетов, невозможность существования жизни на Луне, возможность движения за счет притяжения Луны. Английский епископ Ф. Годвин в 1638 г. опубликовал фантастический рассказ «Человек на Луне», в котором (по-видимому, впервые) описал состояние невесомости. В качестве движителя Годвин собирался использовать стаю фантастических лебедей, которые периодически летали на Луну. Лебеди летали со скоростью 280 км/час и достигали Луны за 12 дней. Кстати сказать, этот рассказ положил начало традиции космической утопии: его герой находит на Луне идеальный общественный строй. Другой английский епископ, Дж. Уилкинс, впервые рассматривает проблемы жизнеобеспечения и возможные технические средства полета. Он считал, что возможно создать «летающую карету», и верил, что, поскольку кареты, хоть и не летающие, уже имелись в наличии, полет на Луну не является делом столь уж отдаленного будущего. В 1657 г. выходит фантастический роман французского писателя Сирано де Бержерака «Комическая история Государств и империй Луны» (в России издана в 1931 г. под названием «Иной свет»), в 1662 г. – роман «Комическая история Государств и империй Солнца». Технические средства передвижения предлагаются самые разные: солнечная батарея-аэростат, комбинация магнитов, последовательно воспламеняющиеся пороховые ракеты. Это было первое в литературе предложение использовать ракету в качестве технического средства достижения Луны. К этому времени человечество знало два способа передвижения: по воде с помощью весел и парусов и по земле на лошадях (или на верблюдах и слонах там, где они водились). А как лететь на Луну? В качестве средств передвижения предлагалось использовать различные известные в то время технические средства, и все эти «космические экипажи» соперничали друг с другом в своей удивительной наивности. Например, был предложен способ достижения Луны с помощью гигантской пружины, один конец которой прикреплен к земле, а на другом расположено сидение или кабина. Когда пружина распрямляется, ее свободный конец достигает поверхности Луны, и пассажир выходит на ее поверхность (1703). В это время было уже открыто статическое электричество, опыты и эксперименты с ним были в моде и широко проводились как учеными, так и многочисленными любителями. Естественно, пытались приспособить и это новшество. В 1707 г. появилось описание космического корабля, который двигался при помощи «магнитной энергии», создаваемой парой янтарных шаров (как известно, явление электризации было обнаружено именно на янтаре, от греческого названия которого «электрон» и пошла вся «электрическая» терминология). Появились проекты кораблей, собранных из большого количества электростатических машин, которые уже были известны. Рис После 1783 г., когда братья Монгольфье совершили свой первый полет на тепловом воздушном шаре, все другие способы достижения Луны и планет были заброшены, и астронавты стали летать исключительно на воздушных шарах, причем полеты совершались не только к Луне, но и к далеким планетам, например, к недавно открытому Урану. В начале XIX в. произошла забавная история: французский пиротехник Клод Руджиери для развлечения публики запустил на огромной ракете живого барана. Ракета поднялась на высоту около 200 м, а баран благополучно опустился на парашюте. Публика шумно выражала свои восторги, но никто не придал этому событию никакого значения. А между тем это был первый полет живого существа, пусть и барана, на ракете, но никто не догадался, что ракета – это и есть то самое искомое техническое средство для межпланетных сообщений.

Между прочим, Руджиери на этом не остановился: он вознамерился построить ракету и поднять на ней, как он заявлял, «молодого человека». Но оказалось, что на самом деле это маленький мальчик, и полиция запретила полет. Но все равно этот мальчик, Вильфрид де Фонвейл, потом стал знаменитым воздухоплавателем. В «Путешествии на Луну» Э. Ф. Бурнея (1815) предлагается, по-видимому, первая «кос-мическая пушка» – четыре больших орудия, действующих параллельно. Космический корабль имеет коническую форму и представляет собой частично сложенный зонт, который на Луне раскрывается и обеспечивает безопасную посадку на ее поверхность. Впервые в литературе здесь описывается «космический костюм», который сейчас мы знаем как скафандр. «Путешествий на Луну» было много, способы передвижения предлагались самые разные – например, несуществующее антигравитационное вещество «Лунериум» или фантастический газ, который в 37,4 раза легче водорода. В 1864 г. появляется первая работа по истории космического полета в литературе «Ми-ры воображаемые и миры реальные» французского астронома Фламмариона. С конца XVIII и начала XIX вв. с развитием астрономии и других наук в огромном пото-ке фантастических произведений появляется все больше и больше реальных черт. Например, в романе Э. А. По «Удивительные путешествия Ганса Пфалля» описание вида Земли из космоса очень близко к тому, что мы сейчас знаем по фотографиям и телевидению. Еще больше реальных черт в романах Жюля Верна: просматриваются кое-какие черты проекта «Аполлон», например, возвращение носовой части корабля с приводнением в океане. Хотя способ доставки был фантастическим, Жюль Верн старался не выходить из рамок существующих научных воззрений того времени. Замечательный русский ученый, пионер теоретической космонавтики К. Э. Циолковский признавался, что толчок к его исследованиям в области космонавтики дал «известный фантазер» Жюль Верн. Известны подобные высказывания и других пионеров космонавти-ки. В России сюжет космического путешествия становится впервые известен благодаря переводу книги известного ученого, физика и математика, создателя волновой теории света Х. Гюйгенса «Книга мирозрения» (1717). После этого возникает целый поток переводной фантастической литературы, а затем появляются и отечественные произведения. Любопытно, что к теме космических путешествий обращаются такие известные русские писатели, как В. К. Кюхельбекер и В. Ф. Одоевский. В своем романе «4338 год» (1840) Одоевский утверждает, что осваивать Луну и планеты необходимо в связи с угрозой перенаселения. Рис Этот нескончаемый и все увеличивающийся поток художественной литературы свидетельствует о живейшем интересе общества к проблеме космических путешествий: книги находили спрос, многие неоднократно переиздавались. Значит, в душах людей жила мечта о полетах к иным мирам! Эта литература будоражила души людей, раздувала в них космическую искру, открывала новую область познания и приложения сил, стимулировала поиск новых решений. Ряды исследователей пополнялись новыми энтузиастами. Особенно большой вклад в популяризацию основных проблем и задач космонавтики внес К. Э. Циолковский. В его научно-фантастических повестях «На Луне», «Грезы о Земле и небе», «Вне Земли» поднимались едва ли не все проблемы и задачи, которые должны быть решены для осуществления космического полета. Среди огромного количества произведений на эту тему он, пожалуй, был единственным писателем, для которого за художественной канвой стояли реальные научные идеи и расчеты. В конце XIX и начале XX столетий начинаются серьезные научные исследования проблемы космического полета. В России это К. Э. Циолковский, Ф. А. Цандер, Ю. В. Кондратюк, Н. И. Кибальчич, в Германии Г. Оберт, во Франции Р. Эсно-Пельтри, в Америке Р. Годдард. Они начинали свою работу в разное время, работали независимо друг от друга, зачастую и не знали об исследованиях своих коллег или узнавали с большим опозданием. Это было время разработки теоретических основ космонавтики. Первая теоретическая работа «Исследование мировых пространств реактивными приборами» К. Э. Циолковского появилась в 1903 г. Если вспомнить, что в это время трамвай на электрической тяге только-только начинал вытеснять конку (экипаж на конной тяге), а автомобиль был еще редкостью, приходится поразиться дерзости мысли этих людей, которые умели смотреть в грядущее. К этому времени мысль о встрече с «братьями по разуму» потеряла остроту, тем не менее идея межпланетных путешествий (или межпланетных сообщений – пионеры космонавтики в своих работах применяли именно эту терминологию) была жива и актуальна. В первую очередь это было связано с существовавшими в то время научными воззрениями: тогда весьма серьезно относились к возможности столкновения Земли с метеоритом; представлялось, что Земля, хотя и в отдаленном будущем, неизбежно станет непригодной для жизни вследствие исчерпания ресурсов и перенаселения (конечно, такого чудовищного загрязнения Земли, какое мы имеем сейчас, пионеры космонавтики не предвидели, но вопрос о переносе «грязного» производства в космос и использовании энергии Солнца, а затем и других звезд они поднимали). Существовали идеи распространения человечества «в погоне за светом и пространством» по всей Солнечной системе (эфирные поселения Циолковского, идеи обживания Луны и планет). Рис Рассматривалась также идея переселения человечества за пределы Солнечной системы. Одним из приверженцев этой идеи был Роберт Годдард. В 1918 г. он написал статью «Общие наметки об исследованиях на больших высотах». На конверте, в котором находилась работа, он написал «Последнее переселение» и добавил: «Заметки должны быть прочитаны только оптимистом». Затем он написал краткое изложение статьи, которую озаглавил «Окончательное переселение». Впервые она увидела свет в 1972 г. «Можно ли будет совершать полеты к планетам, расположенным вокруг известных нам звезд, когда Солнце и Земля остынут настолько, что жизнь здесь будет больше невозможной?» – спрашивает Годдард. В статье имеется четыре раздела: 1. Возможность. 2. Средства передвижения. 3. Куда можно было бы полететь. 4. Можно ли ожидать такого переселения. Годдард связывает возможность переселения с решением двух проблем: «…сможет ли человечество расщепить атом и управлять полученной энергией; если нет, то можно ли расщепить протоплазму в человеческом организме до гранулированного состояния, чтобы она могла выдержать жестокий холод космического пространства». Из текста понятно, что Годдард предполагает использовать анабиоз, хотя такого термина не употребляет. Он говорит, например, что надо будет время от времени «будить или оживлять экипаж» для коррекции траектории полета и предлагает для этой цели часы, которые будут работать на принципе распада радиоактивного вещества. В качестве средств передвижения Годдард предлагает использовать «крупные космические тела, такие как астероиды и небольшие спутники… Тепло и свет будет давать радиация». Он не исключает, что за тысячелетия (на такой срок путешествия он ориентируется!) природа и облик людей, путешествующих в космическом пространстве сильно изменятся. Переселяться он рекомендует в ту часть неба, где имеются крупные скопления звезд и будет легче найти подходящую для переселения планету. Для надежности экспедиция должна быть не одна, их следует отправлять во все концы Млечного пути. Каждая экспедиция должна взять с собой «"в сжатой форме" все художественное и научно-техническое наследие человечества,… с тем, чтобы новая цивилизация начала свое развитие с той ступени, на которой закончит старая». Если же все написанное будет невозможным или нежелательным – пишет Годдард – то можно будет просто послать за пределы Солнечной системы тщательно защищенную гранулированную протоплазму, которая заново, с помощью эволюции, породит человеческую цивилизацию.

Интересно, что и через десять лет он не оставил эту идею: в 1927 г. он написал, что стартовать следует с планеты Нептун или ее спутника. Все эти идеи сейчас кажутся фантастическими, однако 10 июня 1983 г. американская автоматическая станция «Пионер 10» покинула Солнечную систему и летит к звездам с посланием от человечества. Связь со станцией прекратилась совсем недавно. Любопытно, что идея космических поселений возродилась и приобрела многочисленных приверженцев в начале 1970-х гг. С этой идеей на страницах американского научного журнала «Физикс тудей» выступил профессор Принстонского университета Дж. К. О'Нейл. Он выдвигает целый ряд соображений в пользу поселений – экологические, энергетические, использование материалов и полезных ископаемых Луны и астероидов и другие и в том числе, как бы возвращаясь к мотивации пионеров космонавтики, то соображение, что космические поселения не будут подвержены периодам обледенения и стихийных бедствий. В целом все аргументы сводятся к одному – человечество на Земле ждет сомнительное будущее. И у нас в стране, и за рубежом разработано большое количество разнообразных проектов космических поселений. Интерес к идее межпланетных путешествий в начале века проявляли не только люди науки, но и широкие слои общества. В Москве, Ленинграде, Киеве, в других городах возникают кружки и общества по изучению проблем межпланетных сообщений. В 1924 г. по инициативе Ф. А. Цандера при Военно-научном обществе Академии воздушного флота (ВВИА им. Н. Е. Жуковского) была организована Секция межпланетных сообщений. Она насчитывала в своем составе всего 25 человек и основной своей целью считала пропаганду идеи межпланетных сообщений. Кроме того, секция собиралась вести практическую работу по проектированию и испытанию ракетного двигателя. Предполагалось издание журнала, но оно не состоялось из-за отсутствия средств. Затем секция была преобразована в Общество изучения межпланетных сообщений. Оно организовало в Политехническом музее лекцию на тему «Межпланетные сообщения», после которой в Общество записалось около 200 человек. В организации и работе обществ принимали участие серьезные ученые, такие, как В. П. Ветчинкин, Г. А. Крамаров, Я. И. Перельман. Членом этого общества был Ф. Э. Дзержинский. Начали появляться публикации в журналах, выходить книги. В 1915 г. вышла книга Я. И. Перельмана «Межпланетные путешествия», которая в течение 20 лет выдержала десять изданий, что говорит о большом интересе к этой проблеме. В 1937 г. вышла книга А. А. Штернфельда «Введение в космонавтику». Еще в рукописи она была удостоена международной поощрительной премии по астронавтике, в 1950-1960 е годы была основным учебным пособием для людей, занимающихся космической проблематикой. В Германии в 1923 г. опубликована книга Г. Оберта «Ракета в межпланетном пространстве», а в 1927 г. образовано общество межпланетных сообщений, которое издавало журнал «Ракета». В 1927 г. Ассоциация изобретателей организовала в Москве Первую международную выставку моделей межпланетных летательных аппаратов. На ней экспонировались работы практически всех пионеров космонавтики – Циолковского, Цандера, Годдарда (США), Оберта (Германия), Валье (Австрия), Эсно-Пельтри (Франция) и других ученых и изобретателей. Выставка работала два месяца и вызвала большой интерес публики. В этот период – от конца XIX в. до начала тридцатых годов XX в.- пионеры космонавтики работали на свой страх и риск и на свои средства. Они смотрели далеко вперед и хорошо понимали проблемы, с которыми (в отдаленном или, может, не столь отдаленном будущем) неизбежно столкнется человечество. Они не задавались целью немедленного осуществления межпланетных путешествий, понимая, что прежде, чем это произойдет, сменится не одно поколение. Они ставили перед собой прагматичные цели и работали над решением конкретных проблем и задач на пути к этой конечной цели. Основной проблемой была разработка ракеты, которую пионеры космонавтики рассматривали исключительно как средство выведения космических аппаратов в космос. А конечной их целью было обеспечить человечество жизненным пространством и энергией и спасти от неминуемой гибели («горы хлеба и бездна могущества» (К. Э. Циолковский). Когда в мае 1905 г. в газете «Биржевые ведомости» появилась статья о том, что применение ракет произведет переворот в способе ведения войны, Циолковский направил в редакцию письмо с протесом против использования ракет в военных целях. Он писал, что безграничные возможности ракетной техники надо направлять не к разрушительным целям, а к «мирным и высоким целям: завоевать Вселенную для блага человечества». Это был первый в истории протест ученого против использования средств массового уничтожения. Однако разработка ракет как боевого оружия велась. В России она началась в начале XIX в., первым конструктором боевых ракет был военный инженер А. Д. Засядько. В 1815 г. он создал первое в русской армии ракетное подразделение. Свои ракеты он разрабатывал, используя опыт производства фейерверочных ракет (в Москве Ракетное заведение по изготовлению таких ракет существовало с 1680 г.). Первое боевое применение ракеты Засядько получили во время русско-турецкой войны 1828-1829 гг. Некоторое время работы по совершенствованию и производству ракет продолжались и расширялись, но в это время начала быстро развиваться артиллерия, она была более эффективным оружием, и интерес к ракетам заглох. Интерес к ним как к боевому оружию возродился, когда энтузиасты космической идеи достаточно продвинулись в своих исследованиях по разработке ракет и ракетных двигателей. Время энтузиастов-одиночек подходило к концу, ракетами заинтересовалось государство. В 1921 г. в Москве была создана первая советская научно-исследовательская и опытно-конструкторская организации по разработке ракетных снарядов – «самодвижущихся мин реактивного действия» во главе с Н. И. Тихомировым. Он получил поддержку средствами, оборудованием и кадрами от Отдела военных изобретений Рабоче-крестьянской Красной Армии. Вначале эта организация называлась Лабораторией для разработки изобретений Тихомирова. В 1925 г. Лаборатория перебазировалась в Ленинград, в 1928 г. стала называться Газодинамической лабораторией (ГДЛ). В ГДЛ разрабатывались ракеты разных типов, минометы, минометные ружья – всего около 15 типов военной техники. Разрабатывали ракеты на твердом топливе, исследовали топлива для ЖРД. К этому времени на идеях Циолковского и других пионеров освоения космоса выросло новое поколение энтузиастов космической идеи – М. К. Тихонравов, С. П. Королев и их ставшие сейчас легендой сподвижники. Они продолжали работать над проблемами космического полета, в первую очередь над разработкой средств доставки, т. е. ракет и ракетных двигателей. В 1931 г. в Москве при Бюро воздушной техники Центрального совета Осоавиахима по инициативе и под председательством Ф. А. Цандера была организована Группа изучения реактивного движения и ракетных методов летания (ГИРД). Первоначально это была общественная организация, целью которой было создание экспериментального самолета с жидкостным ракетным двигателем. Впоследствии такие группы были организованы в Баку, Тифлисе, Архангельске, Новочеркасске, Брянске и других городах. Эти группы проводили большую работу по популяризации идеи межпланетных сообщений по всей стране. Московская группа работала в подвале дома № 19 по Садово-Спасской улице в невооб-разимых условиях. У дома не только не было крыши, но еще не были построены второй и третий этажи, вокруг здания громоздились горы строительного мусора. Пол был земляной, не во всех «кабинетах» были двери. Производственной базы практически не было, люди брали с собой разработанные «на коленках» чертежи, вечером после работы на своих предприятиях изготавливали детали и приносили в так называемый сборочный цех. То, что нужно было для работы, покупали на собственные деньги. Конечно, математические уравнения (или стихи) можно писать и «на коленках», а для проектирования и создания реактивного двигателя нужны материалы, станки, лабораторное оборудование, испытательные стенды и многое другое. Нужны деньги, люди, государственная поддержка. Королев решил обратиться за помощью в Управление военных изобретений РККА, куда со своими идеями ежедневно приходили десятки рационализаторов и изобретателей. Ознакомившись с работами ГИРДа и Ф. А. Цандера, военное руководство страны решило оказать группе поддержку, и в 1932 г. из общественной организации ГИРД был преобразован в опытно-конструкторское бюро, а в 1933 г. начальник Отдела вооружений РККА и заместитель наркома обороны СССР М. Н. Тухачевский подписал приказ о создании на базе ГИРД и ГДЛ Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ). Институт был передан в ведение Народного комиссариата тяжелой промышленности. Это было первое зернышко, из которого выросла затем наша ракетно-космическая промышленность. Неоднократно поменявший «вывеску» Институт является в настоящее время головной организацией ракетно-космической промышленности по двигателестроению. Это было предвоенное время, и РНИИ сосредоточился главным образом на военной тематике. Потом началась война, и стало не до межпланетных сообщений. Но идея жила в сердцах и душах энтузиастов, и только ждала своего часа, чтобы возродиться.

© Журнал "Потенциал", 2005-2017. Все права защищены. Воспроизведение материалов сайта и журнала "Потенциал" в любом виде, полностью или частично, допускается только с письменного разрешения редакции.
Отзывы и пожелания шлите почтой.
Подготовка к ЕГЭ
ЕГЭ по математике
login