108 минут, изменившие мир - Первушин Антон Иванович

2

Свои выкладки Исаак Ньютон изложил монографии «Математические начала натуральной философии» (лат.: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687). Ньютон поставил следующий мысленный эксперимент. Представьте себе высочайшую гору, пик которой находится за пределами атмосферы. Вообразите пушку, установленную на самой ее вершине и стреляющую горизонтально. Чем мощнее заряд используется при выстреле, тем дальше от горы будет улетать ядро. Наконец при достижении некоторой мощности заряда ядро разовьет такую скорость, что не упадет на землю вообще, выйдя на орбиту – сила притяжения для него уравновесится центробежной силой.

И. Стержнев в монографии «Артиллерийские орудия кратного действия (1944–1948)» сравнивает две пушки: русскую серийную образца 1902 года и немецкую сверхдальнобойную пушку. При этом получается, что при увеличении заряда в 14,4 раза по сравнению с пушкой 1902 года сверхдальнобойная пушка дает прирост скорости снаряда не в 14,4 раза, а только в 2,7 раза.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

Формула Циолковского выглядит так: Vmax = V ln (М0/Мк) = V ln (1 + МТ /Mk), где Vmax – конечная скорость летательного аппарата после выработки топлива, V – эффективная скорость истечения продуктов сгорания топлива из сопла, М0 – начальная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата + топливо), Мк – конечная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция), МТ – масса топлива.

Первой популярной публикацией о работах К. Э. Циолковского считается статья инженера Владимира Рюмина «На ракете в мировое пространство», опубликованная в 1912 году.

Оберт, Герман Юлиус (1894–1989) – немецкий ученый в области космонавтики и ракетостроения. В Первую мировую войну воевал на Восточном фронте. Получив ранение, вернулся в Трансильванию. Учился в университетах Клужа, Мюнхена, Геттингена и Гейдельберга. В 1924–1938 годы был профессором колледжа в Медиаше, работал в Венском технологическом институте. В 1940 году получил германское гражданство. В 1941–1943 годах был консультантом ракетного центра Пенемюнде, участвовал в создании ракеты «A-4/V-2» под руководством В. фон Брауна. В 1943 году был переведен в Рейнсдорф (Германия), работал на заводах взрывчатых веществ над созданием твердотопливных ракет. В 1945–1948 годах проводил частные исследования в Швейцарии, в 1950–1953 годах жил в Италии, занимался разработкой ракет для военно-морского флота. В 1955 году по приглашению В. фон Брауна приехал в США, работал в Хантсвилле (штат Алабама). Работы Германа Оберта отличались обстоятельностью, он предложил множество технических решений, используемых в ракетостроении и космонавтике до сих пор.

Гироскоп (от греч. gyros – круг; в старой литературе еще можно встретить название «жироскоп») – устройство, представляющее собой быстро вращающийся (до сотен и тысяч оборотов в секунду) ротор. Используется в системах управления летательных и космических аппаратов, поскольку быстро вращающееся тело сохраняет свое положение в пространстве, а значит, по отклонению от оси гироскопа можно судить о том, насколько отклонился от заданного направления летательный аппарат.

В оригинале книга называлась Die Rakete zu den Planeten-raumen.

В оригинале книга называлась Wege zur Raumschiffahrt.

Оригинальное название немецкого Общества межпланетных сообщений – Verein fur Raumschiffahrt (VfR). В других странах его часто называли «Немецким ракетным обществом» или «Германским ракетным обществом».

Фильм «Женщина на Луне» (нем.: Frau im Mond) снимала киностудия Ufa. Сценарий был основан на одноименном фантастическом романе жены режиссера Фрица Ланга – Теа фон Харбоу.

Kegelduse переводится с немецкого как «коническое сопло». Сегодня ее внешний вид кажется необычным. По принципу своей работы первая камера сгорания Германа Оберта сильно отличалась от современных: топливо подавалось в камеру не в дальней от сопла части, а впрыскивалось со стороны сопла навстречу продуктам сгорания.

Ракета Mirak (сокр. от Minimumrakete) имела несколько модификаций и разрабатывалась под руководством немецкого изобретателя Рудольфа Небеля. По современным представлениям вид ракеты был весьма необычен. Подобно пороховой ракете, Mirak состояла из «головки» и «направляющей ручки». Последняя представляла собой длинную тонкую алюминиевую трубу, служившую в качестве бака для бензина. «Головка» была сделана из литого алюминия и содержала бак с жидким кислородом.

После того как на ракеты Mirak установили новый двигатель Ei («Яйцо»), они получили новое название Repulsor.

Изготовление прототипов и самой Pilotrakete оплачивали городские власти Магдебурга, поэтому в литературе эту ракету часто называют Магдебургской ракетой.

Носовая тяга подразумевает установку реактивных сопел в носовой части ракеты. Сейчас такая схема расположения сопел представляется экзотической, но в первой трети ХХ века с ее помощью пытались решить проблему стабилизации ракеты в полете. Носовой тяге отдали должное и К. Э. Циолковский, и Г. Оберт, и многие другие основоположники космонавтики.

Цандер, Фридрих Артурович (1887–1933) – советский инженер, теоретик космонавтики. В 1914 году окончил Рижский политехнический институт, работал на завод «Проводник», выпускавший различные резиновые изделия. В 1915 году в связи с приближением фронта к Риге завод со всем персоналом был эвакуирован в Москву. В 1919 году Ф. А. Цандер перешел на авиационный завод «Мотор». Проблемами реактивного движения он начал заниматься с 1908 года. Его внимание привлекали вопросы конструирования космических аппаратов, выбор движущей силы, замкнутой системы жизнеобеспечения. Активно популяризировал космонавтику, выступал с лекциями, писал статьи. В 1931 году основал Группу изучения реактивного движения – ГИРД.

Фактически Ф. А. Цандер сформулировал концепцию электротермического ракетного двигателя. Распыленный и раскаленный металл дает гораздо большую тягу, чем любое жидкое топливо. Однако его использование требует наличия на борту космического аппарата мощной энергетической установки и особо прочных материалов. Из-за этого электроракетные двигатели пока не получили широкого распространения в космической технике.