Антон Первушин - Битва за звезды-1. Ракетные системы докосмической эры

Простейшая схема электрического космического корабля выглядит следующим образом. Пассажирская капсула космического корабля соединена изолированными кабелями с шестью двигателями. Пилот может произвольно менять положение двигателей относительно друг друга и кабины. На космическом корабле и на отдельных двигателях находятся по два электрода. Для создания в корабле искусственной силы тяжести к кабине также присоединены два «гравитационных отсека», то есть груза, закрепленных на длинных штангах и приведенных во вращение относительно одной из осей корабля.

Оберт также мечтал о том времени, когда межпланетные сообщения станут будничным делом, и тогда станет возможным собирать на основе электрофорных машин промежуточные «заправочные» станции. Посылая на большие расстояния «электрические лучи», подобные станции могли бы снабжать энергией небольшие ракетные самолеты весом в 10 тонн, снаряженные особым сетчатым каркасом, обтянутым металлической фольгой и улавливающим эти лучи. «Заправочные» электрические корабли можно было бы разместить на орбитах всех планет Солнечной системы, что еще упростило бы межпланетные сообщения, так как пассажирские ракеты более не нуждались бы в больших запасах топлива при космических полетах.

Ракетопланы Макса Валье

В 1924 году популяризацией идеи межпланетных путешествий занялся мюнхенский литератор и бывший пилот Макс Валье, который выпустил книгу «Полет в мировое пространство».

В своей книге Валье, делая критический обзор различных способов метания аппарата в космос с помощью пушки и центробежной машины, доказывает преимущество ракет на жидком топливе и, основываясь на работах Оберта, дает свое видение эволюции ракетной техники.

На начальном этапе Макс Валье предлагал превратить обычный самолет в ракетный путем простой замены двигателей внутреннего сгорания ракетными. Он утверждал, что в дальнейшем, постепенно совершенствуя двигатели и сокращая площадь несущих поверхностей, можно будет создать из такого самолета пилотируемую космическую ракету.

Первый проект, описанный в книге, представляет собой обычный для того времени аэроплан с винтом, большими крыльями и двумя ракетами-ускорителями, закрепленными под ними. Второй аэроплан имеет четыре ракетных двигателя. Третий уже лишен винта, крылья имеют меньшую площадь, но недостаток подъемной силы компенсируется шестью ракетными двигателями.

Далее фантазия Валье движется по накатанной колее, умножая элементы конструкции и превращая обычный аэроплан в настоящего ракетного монстра. Вот перед нами реактивный аэроплан с двумя фюзеляжами и восемнадцатью ракетными двигателями (!). А вот наконец и конечный продукт — двухступенчатый межпланетный корабль, космическая ступень которого точь-в-точь походит на ракету Оберта, а стартовая представляет собой доведенный до полной неузнаваемости аэроплан с толстыми короткими крыльями и ракетными ускорителями.

Валье приводит результаты своих расчетов, из которых следует: чтобы ракета получила скорость, равную скорости извержения из нее газов, топливо должно составлять 63,21 % от полного ее веса. Если скорость ракеты желательно иметь в два или три раза больше, то вес горючего составит соответственно 86,46 % и 95,2 % полного ее веса. При порохе, который дает скорость истечения лишь 2500 м/с, вес горючего получается весьма большой. Путь применения в качестве горючего смеси водорода с кислородом (скорость истечения — 5000 м/с) хотя и заметно облегчит ракету, однако будет дорогим и опасным. Поэтому Валье рекомендовал ограничиться опытным полетом на высоту 250–300 километров, что потребовало бы меньших затрат.

Чтобы сложный материал лучше усваивался неподготовленным читателем, популяризатор из Мюнхена снабдил свой труд огромным количеством впечатляющих иллюстраций. Без них, увы, книга Валье не выглядит чем-то значительным, являясь, по сути, пересказом чужих идей.

На этих иллюстрациях мы видим этапы будущего полета пассажирской ракеты на Луну. Вот старт ракеты с Земли, со специально подготовленного трамплина. Затем показан момент отделения от ракеты первой ступени-самолета, который, как следует из пояснительного текста, поднял ее на высоту около 6 километров; сама же ракета после этого продолжает двигаться под действием собственного двигателя. На следующем рисунке изображен ее полет между Землей и Луной под влиянием инерции и сил тяготения. Показан момент, когда еще идет нарастание скорости и пассажиры испытывают перегрузку (согласно тексту — 4,5 g). Далее мы видим свободный полет людей внутри гондолы в условиях невесомости. На другой картинке видно, что при свободном полете ракеты пассажиры могут выходить в скафандрах в безвоздушное пространство и лететь рядом с ракетой. И, наконец, на следующем рисунке показан обратный спуск ракеты на Землю: сначала при помощи парашюта, а потом с использованием тормозящей реакции выхлопных газов.

«Пороховая башня» Гомана

Параллельно с Обертом и Валье над темой межпланетных перелетов работал и Вальтер Гоман, архитектор города Эссена. Его книга «Возможность достижения других небесных тел» увидела свет в 1925 году.

Книга содержала подробное и поэтапное описание программы межпланетной экспедиции, ее математической модели и оптимальных траекторий. Однако в отличие от предшественников Гоман не счел нужным говорить о каких-то конкретных конструкциях космических кораблей, ограничившись математическим исследованием величин данного или принятого количества топлива, необходимого для предполагаемой работы ракетного двигателя.

В качестве иллюстрации к своим выкладкам Гоман нарисовал «пороховую башню», которую только с очень большой натяжкой можно назвать проектом космического ракетного корабля.

Смысл иллюстрации заключался в следующем. Если представить себе, что на некоторую работу потребовалось бы 6 минут, и если принять, что «башня» горела бы только у основания, то можно было бы провести через нее 6 параллельных линий. Это дало бы 6 дисков пороха плюс полезную нагрузку (капсулу с двумя пассажирами), которую необходимо привести в движение. Каждый из шести дисков имел бы одинаковую толщину, но разный диаметр и разный вес. Каждый слой пороха представлял бы собой количество то-топливанеобходимое для работы в течение одной минуты: самый большой диск снизу указывал бы количество пороха, необходимого для работы в первую минуту, и так далее. Если сделать достаточно большой и аккуратный чертеж, то можно разделить любой слой на 60 частей и найти количество пороха, необходимое для работы ракеты в каждую секунду.

Исходя из расчета 30-дневного полета Гоман оценил вес каюты и припасов в 2260 килограммов. При этом вес всей «пороховой башни» должен был составить 2799 тонн.

Для того чтобы изменить направление полета, Гоман советовал пассажирам, находящимся внутри снаряда, передвигаться в противоположном от необходимого направлении, цепляясь за поручни, прикрепленные внутри стенок. При этом снаряд будет вращаться в обратную сторону, пока его виртуальные «дюзы» не окажутся повернуты в желаемом направлении.

Для облегчения спуска на Землю Гоман предлагал к летящему из межпланетного пространства со скоростью 11,1 км/с снаряду приделать тормозящие поверхности, которые задерживали бы его полет в земной атмосфере, а, кроме того, сам спуск на Землю должен был производиться не радиально, а по спирали: корабль должен был описывать вокруг Земли все меньшие и меньшие эллипсы, верхушки которых пронизывали бы земную атмосферу на высоте 75 километров, пока скорость полета не уменьшилась бы до необходимой величины. Далее полет переходит в планирование по глиссаде длиною 3646 километров.

Ракеты Франца фон Гефта

Другой член «Немецкого ракетного общества» — австрийский инженер Франц фон Гефт — получил известность благодаря тому, что теоретически разработал подробную программу испытаний высотных и межпланетных ракет.

В докладе, сделанном перед «Обществом» в Бреслау 9 февраля 1928 года, Гефт дал описание предполагаемых им опытов с ракетами разных типов под общим обозначением «RH» (от «Rakete-Haft») с порядковыми номерами в римской числовой системе.

Первый тип «RH I» — разновидность «регистрирующей» ракеты. Длина ее составляет 1,2 метра, диаметр — 20 сантиметров, вес — 30 килограммов. Топливо — 10 килограммов спирта на 12 килограммов жидкого кислорода. Она должна была подниматься на высоту 10 километров при помощи воздушного шара и нести полезный груз — «метеорографы» весом в 1 килограмм. На этой высоте двигатель ракеты автоматически запускался, сама ракета отделялась от шара и должна была взлететь до уровня в 100 километров. Благополучное возвращение приборов на землю гарантировал специальный парашют.