В заключение Уилкинс пишет о космическом корабле:
Сколь пророческими оказались эти слова!..
Следующим в ряду интеллигентов нового времени, обдумывавших возможность полета на Луну, можно назвать Пьера Бореля (1620–1689) — королевского лейб-медика, больше известного в качестве автора трактатов по медицине и естествознанию.
Трактат Бореля «Новые беседы о множественности миров, обитаемости других планет, неизвестных землях и т. д.» не дошел до нас в виде оригинального авторского произведения. Неизвестно даже, когда он был издан: одни источники указывают 1647 год, другие — 1657-й.
О содержании этого сочинения мы можем судить по пересказам и отзывам современников.
Борель начинал свои «Беседы» традиционно — с рассказа о том, что думали ученые и философы о небесных телах до него. «Некоторые из стоиков, — писал Борель, — полагали, что не только Луна, но и Солнце обитаемы людьми. Кампанелла говорит, что в этих светлых и лучезарных странах могут существовать обитатели более просвещенные, чем мы, и лучше нас понимающие то, чего мы никак не постигнем. Но Галилей, в наше время так хорошо изучивший Луну, утверждает, что она может быть обитаема и что на ней находятся горы; равнины ее темны, а гористые части светлы и вокруг пятен этих видны как бы горы и скалы…»
Далее Борель рассуждает, «при помощи каких средств можно бы узнать истину относительно множественности миров и в особенности относительно того, что находится на Луне», и приходит к такому выводу:
Сочинения Бореля в виде книги или рукописи читал, по всей видимости, знаменитый поэт-забияка Сирано де Бержерак (1619–1655). Дело в том, что Борель общался с аббатом Пьером Гассенди (1592–1655), который вел кружок молодых философов. Посещал этот кружок и де Бержерак. Однако в силу своего характера поэт предпочитал писать не мудреные трактаты, а озорные повести, легко пуская в ход пылкую фантазию.
В повести «История государств и империй Луны», первый короткий вариант которой был завершен в 1649 году, де Бержерак описывает несколько возможных способов осуществления межпланетного путешествия. Начинает он с самого невероятного:
В итоге герой повести оказался не на Луне, а в Канаде. Однако он и не подумал отказаться от своей авантюры, построив машину, снабженную деревянными крыльями и особой пружиной:
Обильно смазав кровоподтеки бычьим костным мозгом и вернувшись к машине, герой обнаружил местных солдат, которые «стали говорить, что нужно привязать к машине как можно больше летучих ракет: благодаря быстроте своего полета они унесут ее очень высоко». Спасая свое изобретение, герой бросился к ней, но тут ракеты воспламенились, и машина взлетела.
Многие историки космонавтики утверждают, что здесь Сирано де Бержерак первым из образованных людей Европы описал принцип действия многоступенчатой космической ракеты-носителя. Однако при внимательном прочтении приведенного фрагмента видишь, что речь все-таки идет об одноступенчатом пороховом ускорителе (ведь не описан процесс сброса использованных ракетных блоков!), а подобная конструкция ракеты уже была хорошо известна в Европе и в колониях — технологию изготовления связки пороховых ракет можно найти, например, в книге польского генерала Казимира Сименовича, которая вышла в Амстердаме в 1650 году и была переведена на многие европейские языки. Сирано де Бержерак, очевидно, был знаком с возможностями связок ракет, иначе с чего бы описываемые солдаты столь бодро собрались запускать чужую машину в небо?..
Ускоритель забросил героя на большую высоту, но когда ракеты сгорели, машина опять начала падать. Тут бы герой и погиб, если бы вдруг не обнаружил, что продолжает подниматься к Луне. Оказалось, что причиной тому — бычьи мозги, которыми он намазался, ведь когда Луна на ущербе, «она имеет обыкновение высасывать костный мозг из животных».
На этот раз Луна была успешно достигнута. И она показалась путешественнику настоящим раем. Во время своих лунных скитаний герой Сирано повстречался не только с нашим старым знакомцем Домиником Гонсалесом, но и с ветхозаветными Енохом и Илией, одолевшими межпланетные бездны не менее экстравагантными способами.
Енох, например, «обратил внимание на то, как небесный огонь нисходит на жертвоприношения праведных и тех, кто угоден Господу… Однажды, когда это божественное пламя с ожесточением пожирало жертву, приносимую предвечному, он наполнил поднимавшимся от огня дымом два больших сосуда, которые герметически закупорил, замазал и привязал себе под мышки. Тогда пар, устремляясь кверху, но не имея возможности проникнуть сквозь металл, стал поднимать сосуды вверх и вместе с ними поднял этого святого человека».
Илия же изобрел, вероятно, первый в мире «безопорный движитель»: сделал магнитное ядро «средней величины», затем «соорудил очень легкую железную колесницу», уселся в нее и подбросил магнит. Колесницу, разумеется, потянуло вверх. Так, множество раз подбросив ядро как можно выше, Илия достиг точки гравитационного равновесия между Землей и Луной, откуда плавно опустился на Луну, тем же способом сбавляя скорость.
Но добраться до цели мало — нужно еще вернуться. Герой Сирано недолго раздумывал на эту тему. Когда на его глазах дьявол заграбастал местного грешника и поволок в ад, путешественник, вовремя вспомнив, где располагается «геенна огненная», крепко ухватился за несчастного селенита и проделал обратный путь на «попутном транспорте».
В 1865 году, во Франции, был издан очередной роман популярного прозаика Жюля Габриэля Верна (1828–1905) «С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут». В этом романе писатель представил вниманию образованного европейского читателя проект экспедиции на Луну в специальном снаряде, выстреливаемом из гигантской пушки.
У романа Жюля Верна были предшественники.
В 1728 году в сочинении ирландского прозаика Мердока Макдармута (16?? — 17??) «Путешествие на Луну» землянин, заброшенный на Луну сильнейшим вихрем, возвращается назад на бочкообразном ядре, запущенном селенитами посредством гигантской пушки длиной с милю, уложенной в грунте. Однако одной пушки автору показалось маловато, и он все испортил, добавив рассуждение о том, что пушка нужна только для преодоления лунной атмосферы, а межпланетное пространство можно пересечь, размахивая искусственными крыльями.
А в 1815 году вышла сатирическая повесть «Путешествие на Луну эсквайра Кью Кью», написанная профессиональным иллюстратором Эдвардом Френсисом Бурнеем (1760–1848). В иронической форме Бурней рассказывал о полете на Луну, организованном неким эсквайром, скрывающимся под инициалами Кью Кью. Этот эсквайр придумал построить связку из четырех пушек, которые «выстрелили» конический снаряд в межпланетное пространство. Интересно, что описываемый снаряд представлял собой частично сложенный зонт, который на Луне раскрылся, чтобы обеспечить мягкую посадку на ее поверхность. Впервые в литературе Бурней описал и «космический костюм», который изобретательный Кью Кью использует, чтобы предохраниться от ядовитых испарений Луны. Наверное, все эти подробности казались Бурнею очень смешными, однако теперь мы знаем, насколько это серьезно.
Произведения Макдармута и Бурнея были по-своему хороши, однако в истории литературы сохранился лишь роман Жюля Верна. Больше того, этот роман породил своеобразную субкультуру, долгие годы подпитывавшую энтузиазм людей, посвятивших себя мечте о завоевании космоса.
Жюль Верн взял за основу идею, предложенную еще Исааком Ньютоном (1643–1727) в монографии «Математические начала натуральной философии» (1687). Эта работа заложила теоретические основы современной механики и баллистической космонавтики. Ньютон поставил следующий мысленный эксперимент. Представьте себе, писал он, 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 снаряд. Наконец, при достижении некоторой мощности заряда снаряд разовьет такую скорость, что не упадет на землю вообще, выйдя на орбиту. Эта скорость ныне называется «первой космической» и для Земли она равняется 7,91 км/с.
Очень похожими словами аргументировал свою позицию и персонаж Жюля Верна — Дж. Т. Мастон, когда отстаивал проект колоссального орудия для обстрела Луны перед членами вымышленного «Пушечного клуба». Развив недюжинную энергию, эти выдающиеся господа сумели за несколько лет построить такую пушку и запустить снаряд к Луне.
Описанное в романе орудие весило 68 000 т, длина его составляла 274 м, диаметр — 2,7 м, толщина стенок — 1,8 м. Изготовлено оно было из серого чугуна. В качестве взрывчатого вещества использовался пироксилин в количестве 164 000 кг.
Сначала намеревались послать к Луне снаряд без пассажиров, но потом, по предложению француза Мишеля Ардана, внутри необыкновенного ядра была устроена каюта, в которой и решились отправиться в космическое путешествие трое смельчаков: сам Ардан, председатель клуба Импи Барбикен и капитан Николь.
Место расположения пушки было выбрано во Флориде, около города Тампа-Таун на горе Стонзхилл (27°7′ с. ш. 5°7′ з. д.).
Лафет орудия вызвал отчаянные дебаты в «Пушечном клубе». Мастон предлагал уложить его на землю, доведя общую длину ствола до 800 м. Однако восторжествовало мнение председателя Барбикена, который предложил установить пушку («колумбиаду») вертикально внутри подходящей горы.
Снаряд имел «гранатообразную» форму с наружным диаметром 2,743 м и высотой 3,658 м. Для смягчения динамического удара при выстреле на дне ядра была налита вода, поверх которой наложили деревянный круг, плотно прилегающий к стенкам. Кроме того, вода разделялась двумя более тонкими кругами, которые при выстреле последовательно проламывались — при этом вода устремлялась через трубку, проложенную внутри стенок ядра к его вершине, выливаясь наружу.
Вес снаряда — 8,7 т, а воды — 5,7 т. Сам снаряд был отлит из алюминия с толщиной стенки 30 см. Для входа в ядро был проделан люк, для наблюдения за окружающим пространством — четыре окна. Внутри стенки были обшиты кожей, закрепленной на гибких пружинах.
Старт состоялся 1 декабря 186… года (автор намеренно не называет точную дату), и выглядело это действо так:
Через четыре года после публикации «С Земли на Луну…» появился роман Верна «Вокруг Луны» — история трех смельчаков, заключенных в алюминиевой оболочке снаряда, который несет их сквозь космос. Вместо четырех расчетных суток ядро пробыло в пути гораздо дольше. Оно облетело вокруг Луны и наконец, оказавшись в поле земного тяготения, вошло в атмосферу и благополучно «приземлилось» в океане.
В XX веке многие основоположники теоретической космонавтики: Роберт Годдард, Герман Оберт, Константин Циолковский, Фридрих Цандер, Вернер фон Браун, Фрэнк Джозеф Малина — обсуждали проект Жюля Верна.
Так, Циолковский в своей классической статье «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903) справедливо критиковал саму идею посылки в космос пушечного ядра:
Все эти доводы, казалось, перечеркивают проект лунной пушки раз и навсегда. Однако трудно переоценить значение, которое она оказала на развитие космонавтики. Французский прозаик впервые показал, что о полете на Луну стоит говорить всерьез, с цифрами и чертежами в руках. А главное — он утверждал, что такой полет может быть реализован с использованием существующих технологий.
Критикуя проект Жюля Верна, инженеры и ученые задумывались: а какой же способ предложить взамен? В конечном итоге они сошлись на том, что путь к Луне откроют ракеты. Обоснованный расчетами вывод и определил тот облик космонавтики, который известен нам с детских лет.
В самом начале XX века было сделано несколько принципиально важных открытий в области строения атома. Вспомним хотя бы, что именно тогда была обнаружена радиоактивность, выделены новые элементы, полоний и радий, сформулированы положения квантовой теории.
Разумеется, все эти открытия широко популяризировались и стали предметом обсуждения не только ученых, но и фантастов. Очень скоро появились романы, в которых две идеи — управление энергией атома и космические перелеты — совмещались в одну. В виртуальный космос литераторов прорвались межпланетные корабли с атомными двигателями, но, как мы впоследствии увидим, они лишь ненамного опередили вполне реальные модели и прототипы. Наверное, еще и потому, что на этот раз профессиональные изобретатели не захотели отдать перспективную идею на растерзание литераторам, а занялись поиском вариантов самостоятельно.
Так, уже в 1913 году французский инженер Робер Эсно-Пельтри (1881–1957), считающийся одним из основоположников теоретической космонавтики, в статье «Размышления о результатах безграничного уменьшения веса моторов» предложил использовать для полета с Земли на Луну ракету, двигаемую взрывчатым веществом на основе радия.
«Лишь молекулярные силы и энергия частиц дадут нам возможности для упомянутых полетов», — написал Эсно-Пельтри и ошибся. Параллельно с ним о возможности использования ракет для освоения космоса размышлял Константин Циолковский, однако, в отличие от француза, российский ученый показал, что ракетный космический корабль может использовать уже существующие виды горючих материалов — например, нефтепродукты. Таким образом, за Циолковским закрепился приоритет в описании первого состоятельного с научно-технической точки зрения межпланетного корабля, хотя Эсно-Пельтри всю свою жизнь этот факт оспаривал.
Более поздние работы и эксперименты пионеров ракетостроения убедили французского инженера, что в космос можно полететь и на ракете с обычными горючими материалами, однако от идеи использования двигателя, работающего на внутриатомной энергии, он не отказался. Об этом Эсно-Пельтри, в частности, говорил, выступая с докладом на общем собрании Французского астрономического общества 8 июня 1927 года:
На основании энергетических расчетов Эсно-Пельтри сделал вывод о неизбежности применения атомных ракет для осуществления межпланетных полетов. Поскольку появление такой технологии казалось ему отдаленной перспективой, он не стал подробно прорабатывать конструкцию корабля для полета на Луну и обратно, указав лишь, что необходимо обеспечить его герметичность, обтекаемость и прочность, — оболочку корабля инженер предлагал сделать из бериллия, способного противостоять аэродинамическому разогреву при прохождении через атмосферу.
Внутриатомную энергию для разгона космического корабля хотел использовать и австриец польского происхождения Франц Улинский (1890–1977). В 1920 году он опубликовал серию статей, в которых изложил подробности двух проектов космических кораблей, названных им «электронными».
Первый корабль Улинского предназначался для перелетов внутри Солнечной системы и приводился в движение энергией нашего светила. На этом корабле изобретатель собирался установить огромный диск из термоэлементов, представляющих собой наборы металлических пластин, которые образуют термопары. Получаемая энергия направляется в «электроэжекторы», закрепленные на внешней подвеске и создающие поток электронов, который толкает корабль подобно струе газов из реактивного двигателя.
Корабль второго типа, предложенный сметливым австрийцем, внешне похож на первый, но использует внутриатомную энергию вещества, а потому не нуждается в огромном диске из термоэлементов. Соответственно, и границ для перемещений такого корабля практически не существует, поэтому Улинский называл его «мировым» (в значении «всемирный»). Согласно проекту, «мировой» корабль должен иметь шарообразную форму с диаметром 20 м, так как эта форма оптимальна для устройства карданной подвески с электроэжекторами, а кроме того, оказывает наибольшее сопротивление разрыву оболочки при внешних и внутренних нагрузках. Оболочка корабля должна состоять из следующих частей. Внешняя — стальная, изнутри усиленная распорками; распорки обложены асбестовыми листами. С внутренней стороны оболочка прикрыта фанерными щитами с прокладкой из прорезиненной ткани. Помещение корабля было разделено на шесть этажей, которые соединялись друг с другом лестницей. Нижний этаж занимал машинный зал. На втором этаже — трюм для груза. На третьем располагались кухня, уборные, ванны. На четвертом — пассажирские каюты. На пятом — служебные помещения и прогулочная палуба. На шестом — верхний салон. Кабина пилота находилась на самом верху шарообразного корабля, у его полюса. Рубка была снабжена всеми необходимыми инструментами: указателем скорости, указателем масс, станцией радиотелеграфа, подробной картой звездного неба.
Франц Улинский допустил ряд ошибок в своем проекте. В частности, он неверно предполагал, что с помощью описываемого двигателя можно осуществить взлет «мирового» корабля с Земли, — ведь сила реакции электронов, обладающих чрезмерно малой массой, не способна обеспечить преодоление силы тяжести. И все же изобретатель сумел получить патенты на корабль и на двигатель.
Возможность строительства межпланетных атомноракетных кораблей обсуждалась и в дальнейшем — вплоть до конца 1960-х годов. Однако после многочисленных ядерных испытаний стало ясно, что это весьма непростое дело. А открытие смертельно опасного радиоактивного излучения поставило крест на проектах, предусматривающих запуск подобных кораблей с Земли. Так что если такие корабли когда-нибудь и появятся, то они будут стартовать и летать в открытом космосе.
ГЛАВА 2
ЛУННЫЕ ПРОЕКТЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЕЙ
К началу XX века многие энтузиасты космических полетов размышляли о том, как преодолеть земное притяжение и выйти на межпланетные трассы. Многие из них вплотную подошли к теоретическому решению этой задачи, однако честь первооткрывателя принадлежит русскому учителю — Константину Эдуардовичу Циолковскому (1857–1935).
10 мая 1897 года Циолковский вывел формулу, устанавливающую зависимость между четырьмя параметрами: скоростью ракеты в любой момент времени, скоростью истечения продуктов сгорания из сопла, массой ракеты и массой взрывных веществ.
Формула стала итогом размышлений Циолковского о возможности полета в космическое пространство. На протяжении многих лет Константин Эдуардович перебирал варианты: от гигантской пушки Жюля Верна, выстреливающей снаряды на Луну, до центробежной машины, разгоняющей снаряд до первой космической скорости. На верный путь Циолковского навела брошюра Александра Петровича Федорова «Новый способ воздухоплавания, исключающий воздух как опорную среду». Выкладки молодого изобретателя показались Константину Эдуардовичу туманными, и он взялся за самостоятельные вычисления. Так и появилась формула, которая позволяет быстро оценить, какие топливные смеси нужно использовать в ракете, чтобы она смогла развить достаточную скорость для выхода в космос и достижения других планет.
В 1903 году Циолковский опубликовал ставшую классической статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в которой впервые была научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи ракеты и даны основные расчетные формулы ее полета. В этой же работе ученый уделил большое внимание вопросу подбора наилучшего топлива для космической ракеты. До конца XIX века находили применение лишь реактивные двигатели на твердом топливе — пороховые ракеты. Однако Циолковский показал, что для ракет дальнего действия наиболее эффективным будет двигатель, работающий на жидком топливе с окислителем, и привел принципиальную схему такого двигателя.
Значение работы Константина Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами» трудно переоценить. Однако в первом десятилетии XX века она осталась незамеченной как в России, так и за границей. Вторично она была напечатана (в значительно расширенном виде) в 1911 1912 годах в журнале «Вестник воздухоплавания». В новом варианте статьи Циолковский впервые высказал мысль об использовании энергии распада атомов:
В последующих работах Циолковский более подробно развивал и совершенствовал свои проекты, не оставляя мысли о полетах в межпланетном пространстве.
Известно, что свою большую фантастическую повесть «Вне Земли» Константин Эдуардович начал писать еще в 1897 году. Но на некоторое время забросил эту работу, вернувшись к ней позднее. Журнал «Природа и люди» купил повесть у Циолковского в 1916 году. С публикацией получилась задержка, вызванная революционными событиями. Дела у издательства Петра Сойкина, выпускавшего журнал, шли неважно, но в начале 1918 года публикация все-таки началась. В марте типография и издательство Сойкина были национализированы, а сам он отстранен от дел. Журнал «Природа и люди» закрылся, окончание повести в изначальном варианте так и не увидело свет. Первая публикация полного текста состоялась через два года, когда Калужское общество изучения природы и местного края выпустило «Вне Земли» отдельной книгой тиражом 300 экземпляров.
На страницах повести нет ярких человеческих образов. Искусство раскрывать характеры людей через литературный текст было недоступно Циолковскому. Но зато по ней щедро рассыпаны идеи и точные безошибочные описания мира, которого никто из людей пока еще не видел.
Действие «Вне Земли» происходит в 2017 году (в первом варианте — в 2000 году). Герои повести живут в замке, расположенном в недоступной местности между отрогами Гималаев. Их шестеро: француз Лаплас, англичанин Ньютон, немец Гельмгольц, итальянец Галилей, американец Франклин и русский Ломоносов, впоследствии переименованный автором в Иванова. Замысел Циолковского прозрачен: перед нами не люди-ученые, перед нами — некие абстрактные образы, персонифицированная классика научной мысли стран мира. И именно они должны проложить дорогу к звездам. Идея приходит в голову русскому Иванову:
— О, это ужас, ужас, что я придумал! Нет, это не ужас, это радость, восторг…
— Да в чем же дело? Ты как сумасшедший, сказал… немец Гельмгольц.