свет.
С этого момента авторитет Германа Оберта как главного немецкого специалиста по космическим вопросам был неоспорим. Много позже Вернер фон Браун – создатель «оружия возмездия» Третьего рейха – не уставал подчеркивать, что он и его коллеги-практики в Германии или в США, – всего лишь «жестянщики», а все основные конструктивные идеи ракетостроения этих стран принадлежат именно Оберту.
Поговорим немного об этом выдающемся человеке.
В июле 1869 года дед Оберта по материнской линии, Фридрих Крассер, известный врач, поэт и вольнодумец, заявил в кругу друзей, что через сто лет люди окажутся на Луне, а «наши внуки будут свидетелями этого свершения». Судьбе было угодно, чтобы это поэтическое предчувствие превратилось в точное предсказание. Ровно через сто лет, в июле 1969 года, космический корабль «Аполлон-11» достиг Луны и посадочный модуль «Орел» высадил на ее поверхность первых людей – астронавтов Армстронга и Олдрина. Внук Крассера был приглашен в США присутствовать при старте этого корабля.
Герман Оберт родился 25 июня 1894 года в румынском городке Германштадт (Медиаш), однако вскоре его родители переехали в Шессбург. После окончания начальной школы, в которой Герман Оберт показал хорошие способности к учебе, в 1904 году, в возрасте 10 лет он поступил в местную гимназию. Именно в гимназии будущий профессор по-настоящему увлекся проблемами космонавтики.
Как и для некоторых других пионеров космонавтики, импульсом к серьезному изучению вопроса о возможности космических полетов, для юного Германа послужил известный роман Жюля Верна «Из пушки на Луну», отличавшийся от многих других фантастических романов на ту же тему детальными описаниями гигантской пушки, которая должна была выстрелить снаряд к Луне и обилием строгих расчетов, с помощью которых автор обосновывал свои научные фантазии – все это придавало им особую убедительность.
Предсказание деда могло стать реальностью, если Жюль Верн не ошибся в расчетах, и, по воспоминаниям самого Оберта, присущий ему «дух противоречия» заставил гимназиста приступить к проверке численных данных, приводившихся в романе. В романе Жюля Верна приводится скорость, которую нужно было развить снаряду, чтобы улететь от Земли – 11,2 км/с (вторая космическая скорость). Чтобы определить, не ошибся ли Жюль Верн, Оберт мог опереться только на школьную формулу свободного падения тела под действием постоянного гравитационного ускорения. Кроме того, он знал, что это ускорение изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния до центра Земли. Вычислив значения этого ускорения для разных расстояний от центра Земли, Герман затем разделил весь путь на сравнительно короткие участки, внутри которых гравитационное ускорение могло считаться практически постоянным. Применяя к каждому такому участку формулу для свободного падения тела под действием силы притяжения и просуммировав все приращения скорости, он получил требуемое значение скорости отлета от Земли. Герман проделал эти вычисления дважды – для двух граничных значений гравитационных ускорений в каждом участке – наибольшего и наименьшего, справедливо предположив, что истинное значение требуемой скорости будет лежать между ними. Расчеты показали, что 11,2 км/с действительно лежит между двумя найденными значениями скоростей и, следовательно, Жюль Верн прав. Можно лишь удивляться остроумному ходу рассуждений шессбургского гимназиста, ведь фактически он использовал, не зная того, метод численного интегрирования.
Анализируя роман дальше, Герман в конце концов натолкнулся на непреодолимое препятствие: им оказалось ускорение, которое снаряд должен испытывать во время разгона на сравнительно коротком участке – 275 метров. К тому времени Герман уже знал формулы для равноускоренного движения – оказалось, что если предположить разгон снаряда в стволе орудия равноускоренным, то он будет испытывать гигантские ускорения, а, согласно Ньютону, сила равна массе, умноженной на ускорение, и это позволяло определить силу, с которой пассажир, находящийся в снаряде, будет прижат к его дну. Вычисления дали невероятно большую силу «прижатия», которая в 23000 раз превышала вес человека. Было понятно, что при этом ускорении не только пассажир был бы раздавлен в лепешку, но и сам космический снаряд разрушился бы.
Когда на уроках физики стали изучать электромагнитные силы, Герман попытался решить проблему, поместив разгоняемый электромагнитными силами снаряд в туннель, из которого выкачан воздух – так называемая «электромагнитная катапульта». Расчеты, которые помог сделать учитель физики, дали потребную длину туннеля в 11000 км!
Герман пытался придумать и иные способы разгона, но всякий раз убеждался в их неосуществимости. В своих воспоминаниях он рассказывает о том, что таких неудачных в своей основе проектов придумал и просчитал не менее десятка. Поразительно, но во время этих поисков он долго не обращался к ракете, хотя такое решение лежало, казалось бы, на поверхности: ведь во втором романе Жюля Верна «Вокруг Луны» космический снаряд тормозился с помощью ракет. Лишь постепенно, по мере того как он убеждался в бесперспективности всех других средств, он стал приходить к мысли, что ракетный способ разгона единственно осуществимый.
В автобиографии Оберт пишет: «…я не могу утверждать, что эта идея была мне симпатична. Меня беспокоили взрывоопасность и плохое соотношение между массой топлива и полезной нагрузкой. Однако я не видел иного пути».
Придя к мысли, что пушки и другие разгонные устройства малоэффективны, Герман начал размышлять об устройстве ракет. Первый набросок относится к 1909 году. Это должна была быть ракета, способная поднять несколько человек. В качестве топлива для этой ракеты Герман предполагал использовать увлаженную нитроклетчатку (пироксилин), заряды этого взрывчатого вещества сжигались в аппарате, напоминающим пулемет, а выхлоп газов осуществлялся через сопла, устройство которых он заимствовал у водяных турбин Пельтона.
Работая над ракетами, юный Оберт вынужден был пользоваться какими-то разумными формулами. Уже в гимназии ему были известны первые физико-математические соотношения, касающиеся полета ракет. И кажется он пользовался одним из вариантов соотношения, известного сегодня как «формула Циолковского». На самом деле формула, полученная Циолковским и описывающая разгон ракеты в зависимости от количества израсходованного топлива, настолько элементарна, что ее способен вывести любой человек, знакомый с азами высшей математики. Этим, в частности, объясняется и то, что все пионеры космонавтики (Годдард, Оберт, Эсно-Пельтри, Цандер, Кондратюк) легко получали ее независимо друг от друга и от Циолковского. Более того, сравнительно недавно историки науки обнаружили, что получение формулы Циолковского было рутинной задачей, предлагавшейся студентам Кембриджского университета – она входила в учебник, изданный впервые в 1856 году (последнее издание 1900 года). Поэтому можно смело утверждать, что сотни (или даже тысячи!) студентов в течение более сорока лет выводили «формулу Циолковского» задолго до него. Гений Циолковского (как и других пионеров космонавтики) заключается вовсе не в том, что им выведена некая простая формула. Ее знали давно и многие, но Константин Эдуардович
Мог ли гимназист Оберт знать эту формулу? Скорее всего, да, ведь он много занимался самообразованием, в том числе изучал книгу «Математика для всех», доводившую читателя до дифференциальных уравнений.
Расчеты необходимого для разгона ракеты топлива привели Германа в уныние. Единственным способом спасти ситуацию было увеличение скорости истечения газов из сопла ракетного двигателя, ведь полученная при разгоне скорость была пропорциональна скорости истечения. Выход подсказал случай. В руки молодого человека попал очередной научно-фантастический роман Ганса Доминика. В этом романе описывались самые невероятные устройства, и, в частности, упоминался двигатель, работающий на сжигании водорода в кислороде. При ознакомлении с соответствующей литературой Герману стало ясно, что эти два компонента выделяют при химической реакции огромное количество энергии. Но чтобы взять достаточно большое количество этих газов на борт ракеты, надо будет сжать их до очень больших давлений или сделать жидкими. Так родилась идея жидкостной ракеты.
Набросок такой ракеты, придуманной юным Германом, относится к 1912 году. В первой книге Оберта «Ракета в межпланетное пространство» говорится о том, что в 1912 году им была разработана жидкостная ракета, в которой в качестве топлива использовалась комбинация жидкого кислорода и спирта. Запомните эту комбинацию. Через тридцать лет десятки заводов по всей Европе будут гнать спирт для тринадцатитонных ракет, нацеленных на Лондон…
