Наум Рейнов - Физики — учителя и друзья

В 1933 году в Советском Союзе проводились привлекшие к себе внимание всего мира исследования стратосферы. И Физтех также не остался в стороне от них.

В наши дни, когда на орбиту земного шара выводятся большие научные станции-лаборатории, способные оставаться там неделями и месяцами, а космические корабли уходят к другим планетам и в глубь Галактики, задача подняться в воздух на полтора-два десятка километров кажется совсем простой. Такой высоты достигают обычные самолеты. Но в те времена ракетная техника существовала лишь в мечтах и замыслах ученых, которые ставили свои первые эксперименты.

Для авиации подобная высота тоже была еще недоступной. Попытки подняться за пределы тропосферы, проникнуть в высокие слои воздушной оболочки Земли совершались лишь на аппаратах легче воздуха, то есть на воздушных шарах. Но и эти попытки не всегда заканчивались успешно, за них исследователи не раз платили своими жизнями.

В 1927 году американский аэронавт капитан Грей дважды поднимался на воздушном шаре объемом в две с лишним тысячи кубометров, наполненном водородом. Аэронавт находился в открытой корзине-гондоле, где помещались различные приборы, баллоны с кислородом, радиоприемник. Полет был очень трудным для Грея. Он достиг высоты 12 944 метра, лишь выкинув из гондолы большую часть имевшихся там грузов — освободившиеся стальные баллоны, аккумулятор, приемник, электрогрелки и т. д. То, что сохранилось при подъеме, пришлось выбрасывать во время спуска, так как аппарат шел к земле слишком быстро, в нем оставалось уж очень мало газа. Но и отсутствие груза не помогло. Под конец Грей был вынужден покинуть гондолу и спуститься на парашюте.

Во время второго полета Грей пытался хоть немного превысить достигнутую им высоту, хотел подняться на 13 100 метров, но это не удалось. И во второй раз он смог подняться не выше чем на 13 километров. Когда воздушный шар спустился на землю, из гондолы никто не вылез. Грея нашли в ней мертвым. Стараясь как можно больше облегчить свой аппарат, он взял минимальный запас кислорода, однако спуск на этот раз шел значительно медленнее, чем во время первого полета. Кислорода не хватило, и аэронавт умер от удушья.

Через год в стратосферу пошел испанский воздухоплаватель Бенито Молас на воздушном шаре примерно такого же объема, как у Грея. Он лишь едва оторвался от нижнего слоя атмосферы, который мы зовем тропосферой, и достиг высоты 11 километров, то есть меньшей, чем американец. Исход был такой же трагический. И на этот раз в гондоле нашли мертвого пилота. Причина гибели та же — удушье.

Затем подъем в стратосферу пытался совершить брюссельский профессор Пиккар. Он построил в 1931 году воздушный шар значительно большего объема — 14 000 кубических метров — с герметической алюминиевой гондолой. Над гондолой имелся еще специальный парашют, который должен был обеспечить безопасное приземление, если бы воздушный шар разорвался на высоте. При первой попытке взлететь Пиккару, однако, самому пришлось применить разрывное устройство, чтобы выпустить газ из шара. Взлет прошел неудачно, ветер стал прижимать аппарат к земле, гондола и часть приборов были повреждены, так что попытку подняться пришлось прекратить.

Второй полет Пиккара в 1932 году был более успешным, хотя его обстоятельства тоже складывались драматически. На старте гондола получила повреждение, и воздух стал из нее выходить. А шар все набирал высоту… Кое-как Пиккар сумел замазать трещину в стенке вазелином и воском. Часть приборов была разбита. Веревка, предназначенная для выпуска излишнего газа, запуталась, и клапан не открывался. Были и другие повреждения. Неуправляемый шар целый день носило в небе.

Совершить спуск Пиккару удалось с большим трудом и риском. Шар приземлился в горах на глетчере Отцаль высотой в 2500 метров. Собственно, не приземлился, а оказался на льду, и снять его оттуда стоило больших усилий. Значительную часть намеченных исследований смелый ученый провести не смог. Все же он достиг высоты, на которой до него никто не бывал, — 16 километров.

Зачем человек стремился в стратосферу? Новые, неизведанные области всегда манят его, — так уж человек устроен. Он по своей природе искатель и совершает свои открытия порой раньше, чем станет ясным их возможное применение. Но интерес к стратосфере вызывался вполне определенными и ясными причинами.

Прежде всего в стратосферу, то есть в верхнюю часть воздушного океана, начинающуюся в 10–12 километрах от поверхности земли, человека гнала борьба на высокие скорости полета. В нижних слоях атмосферы достичь их мешает сопротивление воздуха. Оно растет в геометрической прогрессии. При увеличении скорости, скажем, втрое сопротивление возрастает в девять раз. При сверхзвуковых скоростях дело обстоит еще сложнее. А стратосфера заманчива именно тем, что там воздух очень разрежен, следовательно, и сопротивление во много раз меньше. Значит, чем выше, тем лететь можно быстрее. Человек еще не побывал в стратосфере, но уже во время первой мировой войны в ней летали мощные артиллерийские снаряды. Именно благодаря малому сопротивлению в верхних слоях воздушного океана они и достигали огромной для своего времени дальности — свыше 100 километров. Чтобы освоить стратосферу для полетов, надо было узнать ее поближе, изучить ее особенности, воздействие на человека, на летательные аппараты и т. д.

Стратосфера очень интересовала и физиков, особенно ионизация разреженного воздуха, интенсивность космических лучей, которая, естественно, возрастает с высотой. Чем тоньше слой воздуха, который этим посланцам космоса приходится преодолевать, тем их больше. А внимание к космическим лучам особенно возросло, когда наука занялась изучением атомного ядра. Даже сейчас мы еще очень далеки от того, чтобы в лабораторных условиях получать частицы с энергией, подобной той, какую они обретают в космосе. Тогда об этом и мечтать было трудно. Первые ускорители только создавались.

Политика индустриализации, проводившаяся Коммунистической партией, преображала нашу страну и вызывала мощный расцвет науки. То, что было недостижимым еще несколько лет назад, становилось возможным и реальным. И вот на рубеже второй пятилетки советские ученые и аэронавты задумали наступление на стратосферу.

В 1933 году в Советском Союзе сооружались два стратостата: один — «СССР» — в Москве, а другой — «С-ОАХ-1» — в Ленинграде. По объему они были почти равны. Оболочка московского стратостата вмещала 24 340 кубометров газа, а ленинградского — 24 920. До того столь большие аппараты в стратосферу еще не поднимались. Экипаж каждого стратостата состоял из трех человек. В Москве к полету готовились три опытных воздухоплавателя, в Ленинграде решили направить в стратосферу и ученого — представителя Физико-технического института.