Ярослав Голованов - Дорога на космодром
При движении до полукруга относительная тяжесть пропадет: на кривой она снова возникает в большей или меньшей степени, в зависимости от радиуса полукруга, но приблизительно постоянна. При подъеме на прямом и отвесном рельсе она опять исчезает; исчезает и при обратном падении, если не задержать тележку на высоте. Таким образом время наблюдения кажущегося отсутствия тяжести удваивается».
Через шестьдесят лет американец Уолтон, заменив в описании Циолковского рельсы на трубу высотой 240 метров, построил установку, которую он назвал «гравитрон». Работа этого тренажера полностью подтвердила все предсказания Константина Эдуардовича.
И второй имитатор невесомости – бассейн с водой – также предложен Циолковским. Заменив воду в бассейне жидкостью чуть большего удельного веса, можно добиться того, что космонавт-аквалангист будет находиться в бассейне в состоянии так называемого безразличного равновесия: не всплывать и не тонуть. В подобных бассейнах тренировались и советские космонавты, и американские астронавты.
Наверное, вы видели кинокадры о подготовке к групповому полету Андрияна Григорьевича Николаева и Павла Романовича Поповича. Помните бешеную карусель центрифуги? Во время этих тренировок космонавты испытывали 10-кратную перегрузку – в этот момент человек весит около 800 килограммов. За 83 года до этого Циолковский записал: «Я еще давно делал опыты с разными животными, подвергая их действию усиленной тяжести на особых центробежных машинах. Ни одно живое существо мне убить не удалось, да я и не имел этой цели, но только думал, что это могло случиться. Помнится, вес рыжего таракана, извлеченного из кухни, я увеличивал в 300 раз, а вес цыпленка – раз в 10; я не заметил тогда, чтобы опыт принес им какой-нибудь вред».
Циолковский дает потомкам практическую рекомендацию: «Каждый опыт над увеличением тяжести достаточно проводить от 2 до 10 минут, т. е. столько времени, сколько продолжается взрывание в ракете». Сейчас между моментом старта и выходом на космическую орбиту, где перегрузки сменяются невесомостью, проходит около 9 минут. Новый пример гениального предвидения!
Лишь в 1918 году, окончив долгие скитания по редакциям, увидела свет фантастическая повесть Циолковского «Вне Земли». В ней несколько абзацев посвящено борьбе с перегрузками при разгоне космического корабля и впервые выдвигается новая идея: погружать космонавтов в жидкость во время действия перегрузок. «Наши друзья останутся целы и невредимы, потому что помещены в лежачем положении в жидкость такой же плотности, как средняя плотность их тел». В 1958 году в США был построен гидрокомбинезон (именно построен, а не сшит, потому что это довольно сложная штука весом в 326 килограммов), который заполнялся водой и устанавливался на центрифуге. Испытатель биофизик Грей переносил 30-кратную перегрузку в течение 30 секунд. Теоретики предсказывают, что предложение Циолковского в случае его реализации с учетом всех сегодняшних достижений космической медицины позволит увеличить переносимые перегрузки до 400 единиц, а при действии их в течение долей секунды – до 1000 единиц! Снова вернусь к старому примеру: сколько людей смотрели на падающие яблоки, и только один открыл закон всемирного тяготения. Сколько людей кололи в сковородку яйца, но только Циолковский подметил: «Природа давно пользуется этим приемом, погружая зародыши животных… в жидкость. Так она предохраняет их от всяких повреждений. Человек же пока мало использовал эту мысль».
Одной из труднейших проблем сегодняшней космической техники является проблема создания надежных систем, способных обеспечить жизнь и работу космонавта во время космического полета. И об этом думал Константин Эдуардович. Для непродолжительных полетов он предлагал брать с собой запасы кислорода, а выдыхаемую углекислоту поглощать в химических регенераторах, пропуская воздух через щелочь. «Влажность регулируется холодильником, – читаю у Циолковского. – Он же собирает всю излишнюю воду, испаряемую людьми». Так ведь это же принцип холодильно-сушильных агрегатов, которые работают на космических станциях «Салют»!
В дальнейшем Циолковский подошел к мысли о создании на борту космического корабля того бесконечного круговорота веществ, который сегодня ученые называют замкнутым экологическим циклом. «Как на земной поверхности совершается нескончаемый механический и химический круговорот веществ, так и в нашем маленьком мирке он может совершаться», – писал он. Над созданием подобных систем работают сегодня специалисты многих стран. Словно предупреждая американцев о возможности катастрофы, Константин Эдуардович замечает: «…чистый кислород едва ли годен для человека даже в разреженном, против обыкновенного, состоянии». К этим словам не прислушались, и вот крохотная искра на электрических контактах привела к мгновенному пожару, яростное пламя в несколько секунд погубило первый экипаж «Аполлона» во время наземной тренировки в январе 1967 года.
Жизнь в космическом корабле в представлении К. Э. Циолковского.
Мысль Циолковского тяготится замкнутым объемом космического жилища. Ведь главное – освоение пространства. Но чтобы освоить его, надо научиться в нем существовать, жить, передвигаться. Это трудно, и Циолковский знает, что это трудно. «В этом случае. – пишет он. – одушевленный предмет приравнивается по своей беспомощности к неодушевленному. Никакие страстные желания, никакие дергания рук и ног, дрыгания, производимые, нужно сказать, крайне легко, ничто такое не в состоянии сдвинуть центр тяжести человеческого тела».
Вы читаете эти строки, а перед глазами Алексей Леонов, первый землянин, познавший открытый космос. Как странны его движения, осторожные и беспомощные, нарушавшие все земные привычки, словно приснившиеся в фантастическом сне. Белые одежды его и черный фильтр гермошлема то ярко высвечивались солнцем, то прятались в тень космического корабля. Чудесная одежда берегла космонавта и от жара солнца, и от холода пустоты, и от излучений космоса. «Она облегает все тело с головой, непроницаема для газов и паров, гибка, не массивна, не затрудняет движений тела; она крепка настолько, чтобы выдержать внутреннее давление газов, окружающих тело, – и снабжена в головной части особыми плоскими, отчасти прозрачными для света, пластинками, чтобы видеть… Она соединяется с особой коробкой, которая выделяет под одежду непрерывно кислород в достаточном количестве. Углекислый газ, пары воды и другие продукты выделения тела поглощаются в других коробках». Это опять Циолковский. Все обдумал, все прикинул и обосновал. В чем разница с реалиями 1965 года? Ужели только в том, что ранец системы жизнеобеспечения называет он коробками, фал – цепочкой, а выпуклый светофильтр гермошлема – плоской пластиной? Конечно, Феоктистов прав: бездна труда разделяет рукопись Циолковского и скафандр Леонова. Разделяет? Нет, соединяет!
Так представлял себе К. Э. Циолковский движение человека в мире невесомости и, как видите, даже предложил свою схему выхода в открытый космос.
Циолковский советовал:
«…следует употребить как регулятор горизонтальности маленький, быстро вращающийся диск, укрепленный на осях таким образом, чтобы его плоскость могла всегда сохранять одно положение, несмотря на вращение и наклонение снаряда. При быстром, непрерывно поддерживаемом вращении диска (гироскоп) его плоскость будет неподвижна относительно снаряда». Это же тот самый гироскоп, без которого немыслимы сегодня полеты самолетов и ракет. – сердце приборных отсеков!
«…Маленькое и яркое изображение солнца меняет свое относительное положение в снаряде, что может возбуждать расширение газа, давление, электрический ток и движение массы, восстановляющей определенное направление». – иными словами, Циолковский предлагает ориентировать корабль в пространстве по солнцу, то есть так же, как был ориентирован, например, гагаринский Восток.
Циолковский предлагает установить в горячем потоке газов специальные графитовые рули: графит способен выдержать их высокую температуру. Много лет спустя Вернер фон Браун делает такие рули на своей ракете Фау-2.
Циолковский предполагает, что, кроме космических скафандров, «заключающих аппараты для дыхания», возникнет необходимость в космических «жилищах, оторванных от общей их массы» – читай: в ракетных капсулах. Перед вами лунный модуль американского корабля «Аполлон».
Циолковский охлаждал взрывную трубу своего космического корабля компонентами топлива, защищал ее тугоплавкими и жаропрочными веществами. – и это взято на вооружение и широко применяется в современном ракетном двигателестроении. Он же предложил использовать в качестве окислителя жидкий кислород. Это было сделано в самом начале XX века. Чтобы вы поняли революционность и смелость этой мысли, я процитирую специальную книжку по ракетной технике, изданную в год смерти Константина Эдуардовича: «Если учесть еще то, что кислород является сжиженным газом с весьма низкой температурой кипения, с чем связаны большие неудобства при его использовании, а также и то, что при горении в чистом кислороде развиваются весьма большие температуры, действующие разрушительно на материальную часть двигателя, то станет ясным, что жидкому кислороду как окислителю для ракетных двигателей уделяли до сих пор больше внимания, чем он того заслуживает».