Первые в космосе. Шаг в неизвестность

В ней ученый показал, что полеты в космос могут быть осуществлены только посредством ракет с двигателями на жидком топливе. Там же он приводил формулу, которая ныне носит его имя и которая увязывала скорость движения ракеты с ее массой и со скоростью истечения продуктов сгорания. Допустим, необходимо запустить спутник на околоземную орбиту. Значит, скорость ракеты после исчерпания топлива должна равняться первой космической скорости (7,91 км/с). Скорость истечения для каждого вещества индивидуальна. Располагая этими двумя величинами, можно перебирать соотношения масс топлива и ракеты – и добиться оптимального значения. Пользуясь формулой, Циолковский сразу определил идеальное топливо для ракеты: если использовать в качестве горючего жидкий водород, а в качестве окислителя жидкий кислород, то грузоподъемность существенно возрастает.

Статья калужского ученого в то время осталась незамеченной, потому более поздние теоретики космонавтики (француз Робер Эсно-Пельтри, американец Роберт Годдард и немец Герман Оберт) сделали собственные расчеты, независимо придя к таким же выводам.

Первую ракету на жидком топливе сконструировал и запустил Роберт Годдард. Произошло это 16 марта 1926 года в Оберне (штат Массачусетс). Миниатюрная ракета «Nell», использующая в качестве горючего бензин, а в качестве окислителя – жидкий кислород, поднялась на высоту 12,5 метров. Результат скромный, но к тому времени имя Годдарда уже было широко известно – пресса писали о нем как о человеке, который чуть ли не завтра собирается отправиться на Луну.

Сенсационные публикации о планах американского инженера вызвали рост интереса к ракетно-космической тематике в Германской республике и Советской России. В конце 1923 года немецкий ученый Герман Оберт опубликовал свою фундаментальную работу «Ракета в межпланетное пространство». В ней помимо расчетов были приведены эскизы ракет двух типов: суборбитальной (для изучения высших слоев атмосферы) и космической (для полета на орбиту и к Луне). Поражала техническая проработанность проекта – ничего подобного в Европе до сих пор не было. В Германии и дружественной Австрии за пять лет после издания «Ракеты в межпланетное пространство» вышло более восьмидесяти книг по ракетно-космической технике. Возник своего рода ракетный бум.

11 июня 1927 года, на пике бума, в немецком городке Бреслау (ныне – польский город Вроцлав) собрались несколько человек, увлекавшихся идеей космических полетов, и учредили Общество межпланетных сообщений. Почти сразу Общество занялось проектированием небольших ракет.

В мае 1929 года популярный режиссер Фриц Ланг, наслышанный об Оберте, пригласил его стать научным консультантом фантастического фильма «Женщина на Луне». Когда Оберт приехал в Берлин, возникла еще одна идея – в качестве рекламного трюка запустить перед премьерой настоящую ракету. Ланг ее одобрил, и из бюджета фильма было выделено 10 тысяч марок. Назначили и дату старта – 19 октября 1929 года.

О ракете Оберта начала усиленно писать пресса. Хуже обстояло дело с самой ракетой. Принцип действия жидкостного ракетного двигателя кажется простым. Из одной емкости в камеру сгорания поступает горючее (жидкий водород, бензин, керосин, спирт), из другой – окислитель (жидкий кислород), обеспечивающий горение. Смесь в камере поджигается, продукты сгорания вылетают через сопло. Однако реализовать этот принцип – сложнейшая задача. Камера сгорания работает в условиях высоких температур, давлений и скоростей. Подобная среда не встречается ни в природе, ни в промышленных установках, поэтому к моменту появления идеи жидкостных ракет наука не изучала эти сложные процессы. Оберт, опираясь на опыт американца Годдарда, выбрал в качестве горючего бензин. После множества экспериментов он создал уникальную коническую камеру сгорания Kegeldüse, однако построить полноценную ракету к премьере «Женщины на Луне» так и не успел.