«молодая гвардия. 6 2 А-82 Книга М. Арлазорова «Циолковский» не похожа на ранее издававшиеся биографии великого ученого

Вид материала

Книга

Содержание 248черновиков ответов. Что же касается важности этих 24. Огненная встреча с землей 25. Еще одно великолепное открытие

Подобный материал:

• Бюллетень новых поступлений в библиотеку. (Комплекс №1 Ленинградский пр-т,49) Вып., 572.32kb.
• Г. Э. Лангемаком Всвоих мечтах, отраженных в сказках, легендах, фантастических романах,, 247.38kb.
• Достоевский москва «молодая гвардия», 6899.86kb.
• Москва «молодая гвардия» 1988 Гумилевский, 3129.54kb.
• А. Н. Яковлев от Трумэна до Рейгана доктрины и реальности ядерного века издание второе,, 5531.78kb.
• Игра проводиться в три раунда: Iраунд игры посвящен жизни и деятельности Д. И. Менделеева., 116.6kb.
• Втексте романа курсивом выделены разночтения и фрагменты, исключенные из варианта,, 6075.11kb.
• Борис Иванович Машкин, российский патентный поверенный. Российская судебная практика, 14.83kb.
• Владимир Степанович Губарев Зарево над Припятью «Зарево над Припятью. Записки журналиста»:, 2732.26kb.
• Етирования читателей области к 65-летию создания Краснодонской подпольной молодежной, 358.85kb.

из правила, выведенного академиком Арцимовичем, убеждает интересная деталь. Журналистка Е. М. Ку­знецова, побывавшая в тридцатых годах у Циолков-

245

ского с группой кинематографистов, готовившейся к съемкам фильма «Космический рейс», рассказывает, как Константин Эдуардович сказал о себе:

— Я ученый девятнадцатого века!

Да, это было честное признание. Старому ученому, воспитанному на ньютоновской физике и сделавшему с ее помощью свои бессмертные открытия, пришлось бы совершенно перестроить свое мышление, чтобы стать на позиции Эйнштейна. Эйнштейновская теория заставила пересмотреть старые воззрения, когда речь пошла о грандиозном, не знающем границ мегамире гигантских космических систем, образующих самую высшую астрономическую систему — метагалак­тику.

Но, как говорится, «чем дальше в лес, тем больше дров». По мере того как Циолковский знакомился с теорией Эйнштейна, ему становилось все труднее и труднее солидаризироваться с ее создателем. Уж больно смелые выводы позволяла делать эта теория! Примером тому. история с «красным смеще­нием».

История эта действительно производила впечатле­ние. Она началась с того, что американские астроно­мы В. Слайфер и Э. Хаббл обнаружили смещение линий на спектрах света далеких галактик. Линии сдвинулись к красному концу; причем их смещение было тем больше, чем дальше располагалась галакти­ка. Анализ наблюдений американцев привел совет­ского математика А. А. Фридмана к выводу (который разделяет и современная наука), что галактики раз­бегаются со скоростью около 120 тысяч километров в секунду. Расчетами Фридмана не замедлил восполь­зоваться бельгийский математик аббат Жорж Ле-мэтр. В 1927 году он выдвинул гипотезу возникнове­ния вселенной из точечного «атома-отца». От такой, с позволения сказать, гипотезы до мыслей о божест­венном сотворении мира богом — рукой подать. Не это Ли заставило Циолковского отрицательно отне­стись к теории Эйнштейна?

И все же, во многом не соглашаясь с Эйнштейном, Циолковский внимательно следил за его работами.

246




Бесспорно и другое: Эйнштейн тоже заинтересовался удивительным русским из маленького городка Калуги,

Казалось бы, что могло связывать столь разных людей, как Эйнштейн и Циолковский? И тем «е ме­нее интерес главы мировой физики к скромному учи­телю из Калуги вполне объясним. Его объясняет нам сам Эйнштейн. Владимир Львов в своей книге «Жизнь Альберта Эйнштейна» (изд-во «Молодая гвар­дия», ЖЗЛ, 1958 г.) приводит следующее высказы­вание Эйнштейна:

— Школьная зубрежка, мешающая молодым лю­дям с удивлением взирать на мир, отнюдь не являет­ся столбовой дорогой в науку. Тот факт, что мне са­мому посчастливилось открыть кое-что и, в частности, создать теорию относительности, я объясняю тем, что мне удалось в какой-то мере сохранить эту способ­ность удивляться. Когда подавляющее большинство физиков продолжало со школьной скамьи, совершен­но не задумываясь, пользоваться ньютоновскими фор­мами пространства и времени, я попробовал не пове­рить и рассмотреть весь вопрос заново...

Оценив его работы по космической ракете, Эйн­штейн не прочь ознакомиться и с сочинением по нью­тоновской механике атома. Большая честь! Ее удо­стаивались немногие.

Впрочем, как мы уже знаем, не только Эйнштей­на интересовали труды Константина Циолков­ского.

В сентябре 1929 года Константина Эдуардовича по­здравляет с днем рождения (кто бы вы думали!) Гер­ман Оберт. Наполненное цветисто-пышными пожела­ниями здоровья и творческих успехов, его письмо'за­канчивается так: «Вы зажгли огонь, и мы не дадим ему погаснуть, но постараемся осуществить величай­шую мечту человечества...»

Циолковский вежливо благодарит и посылает не­сколько своих брошюр. Оберт не заставляет себя

ждать с ответом:

«Многоуважаемый коллега, — пишет он, — боль­шое спасибо за присланный мне письменный матери­ал! Я, разумеется, самый последний, который оспа-

247



ривал бы Ваше первенство и Ваши услуги * по делу ракет, и я только сожалею, что я не раньше 1925 года услышал о Вас. Я был бы, наверное, в моих собствен­ных работах сегодня гораздо дальше и обошелся без многих напрасных трудов, зная раньше Ваши превос­ходные работы...»

Впрочем — Циолковский, вероятно, понял это — Оберт лицемерил. Он и в последующих работах (да­же в тех, что были изданы после второй мировой вой­ны в Нью-Йорке) никогда не упоминал о Циолков­ском. Я думаю, что Оберт нарочито демонстрировал Константину Эдуардовичу свое уважение и дружеские чувства, дабы использовать затем его знания. Быть может, я и не прав, но не могу предполагать иное после той находки, которую мне посчастливилось сде­лать среди писем Я. А. Раппопорта Циолковскому.

Признаться, я не особенно внимательно читал эту переписку, наполненную скрупулезным описанием кон­струкции воздушного корабля и перипетий борьбы, которую дирижаблисты вели со своими принципиаль­ными противниками. Проблема цельнометаллического дирижабля, которой и Раппопорт и Циолковский от­давались до самозабвения, не особенно увлекала ме­ня. Но я не поленился просмотреть толстую пачку писем. Единственной целью этой нудной, скучной ра­боты было не пропустить чего-либо важного. И вдруг я натолкнулся на перевод письма А. Шершевского, сделанный Раппопортом по просьбе Циолковского. Вопросы, которые задавал Берлин Калуге, заставили меня насторожиться. Вот, к примеру, некоторые из них:

«Как вы представляете себе конструктивное уст­ройство сопла для углеводородов — с предваритель­ным сжатием или без него? Как Вы представляете себе устройство инжекторов, так как насосы почти невозможны?»

Я не знаю, что ответил на эти вопросы Циолков­ский. К сожалению, среди его бумаг не сохранилось

* Это письмо было написано по-русски. Вероятно, Оберт, недостаточно хорошо знавший язык, перепутал «услуги» и «заслуги». (Примечание автора.)

248


черновиков ответов. Что же касается важности этих вопросов, то об этом красноречиво свидетельствует Вилли Лей. В книге «Ракеты и полеты в космос» он пишет, что проблема топливного насоса для ракет' оставалась неразрешенной до середины второй миро­вой войны, когда уже подходила к концу работа над

ракетами «Фау-2».

Но не только Эйнштейну и немецким ракетчикам

стали известны изданные в Калуге брошюрки в пест­рых обложках. К числу их читателей вскоре приба­вился знаменитый аэродинамик Людвиг Прандтль. Удивить чем-либо профессора Прандтля — нешуточ­ное дело. А он, как мы вскоре узнаем, с интересом прочитал труды Константина Эдуардовича о полетах на больших скоростях.

24. ОГНЕННАЯ ВСТРЕЧА С ЗЕМЛЕЙ

Проблема ракеты обрастала &се новыми фактами, не укладывавшимися в прокрустово ложе схем. Аэро­динамика и автоматика управления, химяя горения топлива и жаропрочные материалы, стенды для испы­таний и устройства для приземления... Вопросам нет числа, трудностей хоть отбавляй. Словно молодой лес вырос подле старого, глубоко укоренившегося дерева. Это дерево стояло величественно гордое, опоясанное неприступным кольцом молодой поросли. Без проры­ва кольца мечта о межпланетных полетах оставалась лишь смутным бестелесным призраком. И Циолков­ский, несмотря на свой возраст (а ведь ему уже семь­десят лет1), неукротимо рвался сквозь джунгли неве­домого. Смогли ли оценить это стремление современ­ники? Отвечая на этот вопрос, я снова вынужден вернуться к письму Шершевского, найденному в пере­писке с Раппопортом.

В первых же строках Шершевский сообщал Кон­стантину Эдуардовичу об интересе немецких газет к его работам. Затем, вспомнив мысли о сопротивле-' нии воздуха, высказанные в «Исследовании мировых пространств реактивными приборами» 1926 года, за­метил: «Эти исследования здесь еще малоизвестны,

249



особенно трение (подчеркнуто Циолковским.—М. А.} воздуха как функции пограничного слоя и уменьше­нии толщины пограничного слоя. Во всяком случае я послал оттиск профессору Л. Прандтлю в Геттинген».

Несколькими строками ниже — еще одна интерес­ная деталь: немецких ученых интересует мнение Кон­стантина Эдуардовича о сечении и очертании крыльев аппарата, летящего на сверхзвуковых скоростях, а приземляющегося на обычных.

Отвечая на такого рода письма (а их приходило в Калугу немало), Циолковский опубликовал работу «Давление на плоскость при ее нормальном движе­нии в воздухе». Во введении к этой брошюре он пи­сал: «Я даю тут, как мне кажется, новое по сопротив­лению воздуха. Но, во-первых, я не считаю это стро­го научным, во-вторых, не уверен, что кто-нибудь не дал ранее тех же формул». О работе С. А. Чаплыгина по газовой динамике Циолковский, подобно большин­ству ученых того времени, не знал.

Старый ученый одновременно осторожен, но тверд. «Взятая мною на себя задача, — сообщает он чита­телям, — имеет много применений, между прочим, — к определению сжатия воздуха в переднем отверстии летающего самолета или другого снаряда. Дело в том что этим сжатием в разреженных слоях воздуха мож­но усилить работу моторов».

Слов нет, задача сверхзвукового полета действи­тельно имела много применений, но в этом многооб­разии Циолковский сразу же обратил внимание на главное: явления, «происходящие при изменении объема газа». Принцип несжимаемости воздуха, один из основных принципов аэродинамики дозвуковых скоростей отброшен. Отсюда совершенно правильный вывод с «воздушной стене», возникающей на пути сверхзвукового самолета.

Да, такая «стена» существует. Стоит самолету пре­высить скорость звука — и она тут как тут. Впрочем, это понятно. Любой самолет (даже летящий гораздо медленнее звука) баламутит воздух, возмущает его. Возмущения убегают от машины со звуковой скоро­стью. Они как бы разносят сигнал: расступись! Пови-

250


нуясь этой команде, встречный воздух обтекает маши­ну плавными струями.

Все выглядит иначе при полете быстрее звука. Обогнав порожденные им возмущения, самолет вре­зается в воздух, уплотняет его. Тонкий слой сжатого воздуха движется вместе с машиной. Давление в этом слое возросло резко, скачкообразно. Отсюда и его название — скачок уплотнения. Как гигантская гре­бенка, прочесывает скачок встречный воздух. Частицы воздуха с огромным трудом протискиваются «между зубьями гребенки». За счет трения скачок нагревает­ся. Вот и выходит, что большая часть мощности двигателей машины растрачивается понапрасну. Она уходит на бессмысленный и никому не нужный на­грев атмосферы.

Теперь всем все ясно, а тогда сверхзвуковой по­лет являл собой сплошную загадку. Вот почему от­тиск работы Циолковского попал в Геттинген, к само­му профессору Прандтлю, построившему для своих экспериментов сверхзвуковую аэродинамическую

трубу.

Прочесть описание этой трубы, сделанное одним из немецких корреспондентов ученого, такому первоклас­сному экспериментатору, как Циолковский, было очень интересно. Установка геттингенского профес­сора представляла собой два стальных резервуара, объемом по 10 кубометров, соединенных трубой диа­метром 0,3 метра. Для проведения опыта Прандтль помещал модель внутри трубы, подле глухой пере­городки. Затем давление в одном резервуаре подни­малось до 10 атмосфер, а в другом -— снижалось до минус одной атмосферы. Раздавался сильный взрыв. Разность давления сметала перегородку. Какое-то мгновение модель обтекалась с гигантской скоростью.

Что говорить, способ рационален и остроумен (не зря он дожил и до наших дней). Циолковский жалел лишь об одном: такой эксперимент в домашней лабо­ратории не поставишь!

И, лишенный возможности экспериментировать, Константин Эдуардович привлек для иллюстрации своей мысли опыт, поставленный самой природой. Как

251

известно, пролетая сквозь атмосферу, метеориты дви­жутся столь быстро, что накаляются и испускают свет. Циолковский подсчитал: при скорости 5 кило­метров в секунду воздух уплотняется в 400 тысяч раз, а температура его доходит до 65 000° С. Космические гости мчатся еще быстрее—50 километров в секунду, 180 тысяч километров в час — такова скорость метео­рита, горячий след которого ярко светит в ночной ат­мосфере.

Три десятилетия прошло с тех пор, как Циолков­ский заинтересовался аэродинамическим нагревом. Вслед за искусственными спутниками Земли вокруг нашей планеты закрутились первые орбитальные кос­мические корабли. Огненным вихрем встречала их на спуске воздушная рубашка планеты. И вот как вы­глядит эта встреча в протокольно точной записи Ге­роя Советского Союза, летчика-космонавта Германа Титова:

«...«.Восток-2» вошел в плотные слои атмосферы. Его теплозащитная оболочка быстро накалялась, вызывая яркое свечение воздуха, обтекающего корабль. Я не стал закрывать шторки иллюминаторов — хотелось подробнее проследить за тем, что делается снаружи.

Нежно-розовый цвет, окружающий корабль, все больше сгущался, стал алым, пурпурным и, нако­нец, превратился в багровый. Невольно взглянул на градусник — температура в кабине была нормальной:

22 градуса по Цельсию. Гляжу прищуренными гла­зами на кипящий вокруг огонь самых ярчайших рас­цветок. Красиво и жутковато. А тут еще жаропрочные стекла иллюминаторов постепенно желтеют. Но знаю, ничего опасного не произойдет: тепловая защита ко­рабля надежна и многократно проверена в полетах».

Много событий отделяют дальновидные догадки Циолковского от замечательных полетов советских космонавтов. Сначала возник звуковой барьер. Гибли летчики, рассыпались в воздухе самолеты. И лишь союз ученых с летчиками-испытателями позволил пре­одолеть этот воистину кровавый барьер.

Скорость звука осталась позади, но то, что откры­лось авиации, было отнюдь не легче. Чем быстрее

£52

двигался самолет, тем сильнее становился аэродина­мический нагрев, тем большие неприятности ожидали

летчика и машину.

Высокая температура принесла авиационным кон­структорам множество острых проблем, без разреше­ния которых невозможно было бы избежать грозных опасностей теплового барьера, и главная цель жизни Циолковского — овладение космосом — так и оста­лась бы красивой, но, увы, бесплодной мечтой.

На самолетах появились холодильные установки (о необходимости охлаждать летательные аппараты предупреждал своих читателей Циолковский). Воз­никла угроза испарения топлива. Аэродинамики и гидродинамики углубились в анализ явлений, проте­кающих в пограничном слое. Скорость в этом слое, непосредственно прилегающем к поверхности тела, меняется от нуля до полной скорости движения. Раз­личие скоростей вызывает трение частиц воздуха, а неизбежный спутник трения — выделение тепла. Часть этого тепла рассеивается, но часть остается в пограничном слое, нагревая поверхность самолета. И как тут не вспомнить письмо из Берлина с оценкой аэродинамических размышлений Циолковского. Я повторяю одну из его фраз еще раз: «Эти исследо­вания здесь еще малоизвестны, особенно трение воз­духа как функции пограничного слоя и уменьшения

толщины пограничного слоя...»

О борьбе с аэродинамическим нагревом можно было бы рассказать бездну интересного, поражающе­го воображение. Летательные аппараты защищает многослойная керамическая облицовка — броня, ко­торая сгорает, не пропуская внутрь грозное тепло. Или потеющая обшивка — пористый материал, через который выдавливается легко испаряющаяся жид­кость. За счет ее испарения тепло рассеивается. Увы, многого не расскажешь — я слишком далеко ушел бы от основной темы. Однако есть проблемы, обойти которые просто невозможно. Среди них диссоциация

и ионизация воздуха.

Явления, сопутствующие гиперзвуковым скоростям,

как принято называть скорости в 5—6 раз больше

253



звуковых, заставляют нас вторгнуться в дебри физики и химии. Чтобы не заблудиться в этих дебрях, пове­рим специалистам, которые предлагают представить атомы молекул газов, составляющих воздух, как бы связанными между собой пружинами. Чем больше скорость, тем чаще соударяются друг с другом моле­кулы, и, наконец, межатомная «пружина» не выдер­живает: она рвется. Разрушение молекул, неизбежно сопутствующее большим скоростям полета, называют диссоциацией. Разрыв молекул потребляет огромное количество энергии, и рост температур замедляется.

Шутка ли, расколоть за счет скорости полета мо­лекулу на атомы! Однако этим дело н'е кончается. Вслед за диссоциацией воздуха начинается его иони­зация. Летательный аппарат мчится еще быстрее, и процесс заходит еще глубже. При очень больших ско­ростях полета электроны отрываются от атомов. И атом, потерявший электрон, и атом, подхвативший его, и свободный электрон — все они несут электри­ческие заряды. Их называют ионами. Отсюда и назва­ние процесса — ионизация воздуха.

При чрезвычайно больших температурах электроны оторвутся от всех ионов. Ионы превратятся в голые ядра. Незаметно для самих себя мы подошли к важ­ному понятию современной физики — понятию плазмы.

Справедливости ради заметим, что при нынешних скоростях полета до плазмы дело не доходит. Про­цесс ограничивается лишь возникновением ионизиро­ванного воздуха. Однако этот воздух становится про­водником электрического тока. А это значит, что на него можно воздействовать электрическими и магнит­ными полями. Отсюда возникновение новой науки — магнитоаэродинамики. Выросшая на стыке аэродина­мики и атомной физики, она сулит подлинные чудеса.

В самом деле, разве не чудо, что ударная волна, которая десяток лет назад была злейшим врагом лет­чиков и конструкторов, преодолевавших звуковой барьер, может стать их союзником? А ведь человече­ская мысль работает над тем, чтобы превратить воз­дух в щит, побеждающий огонь.

Чтобы решить эту задачу, нужно отодвинуть удар-

254

ную волну от ракетоплана. Легко сказать — отодви­нуть! Попробуйте ковать металл без соприкосновения с молотом. Пожалуй, задача, стоящая перед аэроди­намиками, ничуть не легче. И все же в принципе она

разрешена.

Стремясь овладеть термоядерной энергией, физики

придумали «магнитные бутылки» — незримые сосуды для хранения плазмы. Сильные магнитные поля спо­собны удержать плазму не хуже, чем стенки стакана воду. А что, если разместить ракетоплан внутри маг­нитной бутылкм? Снабдить машину магнитом, спо­собным отодвинуть ионизированный слой раскаленно­го воздуха? Кто знает, быть может, именно так, при­крытые щитом, преграждающим дорогу огню, ворвутся через десятки лет земные космические кора­бли в атмосферу чужих планет. •

25. ЕЩЕ ОДНО ВЕЛИКОЛЕПНОЕ ОТКРЫТИЕ

Я уже рассказывал о внимании немцев к исследо­ваниям Циолковского. Они интересовались его про­изведениями о ракетах, межпланетных сообщениях, аэродинамике. Попала в поле зрения зарубежных ученых и брошюра «Сопротивление воздуха и скорый

поезд».

Любопытна история этой брошюры. В 1926 году

Циолковский предложил для обеспечения работы взле­та ракеты стартовое устройство. Мысль его была проста: разделить работу взлета между двумя раке­тами: космическая ракета должна быть поставлена на другую, «земную». Но... разгону «земной» ракеты (первой ступени, как сказали бы мы сегодня) меша­ет трение, «...я знаю способы сводить трение почти к нулю, но об этом поговорим в другой книге...»

Этой другой книгой стало «Сопротивление возду­ха и скорый поезд». За конкретным описанием нео­бычного поезда возникала картина принципиально

нового вида транспорта.

«Трение поезда, — писал Константин Эдуардо­вич, — почти уничтожается избытком давления воз­духа между полом вагона и плотно прилегающим

255

к нему железнодорожным полотном. Необходима ра­бота для накачивания воздуха, который непрерывно утекает по краям щели между вагоном и путем. Она невелика, между тем как подъемная сила поезда мо­жет быть громадной... Не нужно, конечно, колес и смазки. Тяга поддерживается задним давлением вы­рывающегося из отверстия вагона воздуха...»

Итак, двигатель двойной реакции. Реактивная си­ла, действующая по вертикали, избавляет от колес, поднимая вагон в воздух. Реакция же струи, выры­вающейся из заднего отверстия, движет его вперед. Скромная задача облегчения взлета космического корабля явно перерастала в открытие нового вида транспорта, не знающего, что такое плохая дорога. Циолковский деловито отмечает, что его поезд сумеет «перескакивать через все реки, пропасти и горы лю­бых размеров. Не нужно будет мостов, тоннелей, больших земляных и горных работ».

Перспективы донельзя заманчивы. Отсюда и жела­ние проверить идею опытом. По заказу Циолковско­го (об этом рассказал А. Л. Чижевский) в железно­дорожных мастерских Калуги изготовили небольшую модель воздушно-реактивного вагона. Увы, слабая компрессия помешала осуществить эксперимент.

Другой был бы обескуражен. Но не таков Циол­ковский. Неужто неудачный опыт способен зачерк­нуть большую мысль? Циолковский пишет статью о бесколесных вездеходах. Чижевский везет ее в Мо­скву, в редакцию одного из научных журналов.

Редакция журнала оказалась осторожной. И ко­гда несколькими днями спустя редактор пригласил к себе Чижевского, его встретила группа оппонентов. С жаром доказывали они: не удастся обеспечить нужную компрессию, не найдется дорог, способных выдержать напор воздуха нобых вездеходов.

Не трудно догадаться: статья не увидела света. Но идея Циолковского все же получила развитие. В том же 1927 году, когда была опубликована бро­шюра «Сопротивление воздуха и скорый поезд», про­фессор Левков начал исследования различных схем вездеходов на «воздушной подушке». В 1935 году он

256

построил первый аппарат, испытанный над пашней, песком, снегом. С того же времени начали строиться опытные катера и аэросани на «воздушной подушке». В 1954 году безвременно погибший молодой изобрета­тель Геннадий Ту-ркин создал модель автомобиля, ле­тавшего на высоте один сантиметр. Год спустя отлич­ные результаты показал вездеход А. Мельникова, В. Меньшова, И. Скрипченко, испытанный в жест­ких условиях над рыхлым снегом, грязью, кочками.

Сегодня транспорт на «воздушной подушке» — проблема, интересующая конструкторов всего мира. Вслед за Туркиным небольшой летающий автомо­биль построили американцы.. Спустя полвека после знаменитого перелета Луи Блерио (трудно удер­жаться, чтобы не провести эту параллель) машина англичанина Коккереля пересекла Ла-Манш.

Впрочем, и это еще лишь подступы к победе.