Антон Первушин - Звездные войны. СССР против США

Антон Первушин

История космонавтики началась в 1903 году, когда калужский учитель Константин Эдуардович Циолковский опубликовал работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В ней он разобрал существовавшие на тот момент проекты достижения космических высот и скоростей (аэростат, гигантская пушка) и показал, что на современном этапе существует только одно техническое средство для этого: ракеты на жидком топливе. Примечательно, что в то время работа осталась совершенно незамеченной научным сообществом. В 1911 и 1914 годах Циолковский опубликовал дополнительные главы, в которых рассмотрел аспекты космического полета более подробно, уделив внимание проблемам управления ракетой и системам жизнеобеспечения ее экипажа. На калужанина обратили внимание популяризаторы, в том числе знаменитый Яков Перельман, рассказавший публике о пророческих разработках Королева. Однако и их усилия не увенчались успехом — космонавтика по-прежнему интересовала только фантастов.

В схожей ситуации оказался и французский авиаинженер Робер Эсно-Пельтри, который независимо от Циолковского пришел к схожим выводам о технической возможности полета в космос. В 1912 году француз посетил Санкт-Петербург, где вел переговоры о постройке завода по производству самолетов и попутно прочитал лекцию о звездоплавании. И опять же, мало кто из специалистов придал выкладкам Эсно-Пельтри хоть какое-то значение.

В 1914 году в космонавтику пришел американский инженер Роберт Годдард, зарегистрировавший патенты на конструкцию многоступенчатой ракеты и двигателя с двухкомпонентным жидким топливом. Став профессором, Годдард начал активно продвигать идею ракетостроения, однако его попытки заручиться поддержкой военных кругов результата не дали, а сам он был скомпрометирован назойливыми журналистами, приписывавшими ему амбициозные планы завоевания Луны. Дискредитации Годдарда способствовало еще и то, что он воспринимал ракетостроение как свою личную вотчину, не терпел конкурентов и создал сложную для понимания теоретическую базу. Тем не менее именно ему удалось запустить первую в истории ракету на жидком топливе — произошло это 16 марта 1926 года.

Отношение к космонавтике резко изменилось лишь после того, как в 1923 году вышла книга «Ракета в межпланетное пространство» («Die Rakete zu den Planetenraeumen») немецкого ученого Германа Оберта. В отличие от других основоположников Оберт занимался вопросами ракетостроения и межпланетных полетов с ранней юности, и в 1912 году, в возрасте восемнадцати лет, сконструировал ракету на жидком топливе, схема которой используется в космических разработках до сих пор. Книга Германа Оберта выгодно отличалась от других работ тем, что в ней были даны реальные чертежи небольших ракет и приводилось предварительное технико-экономическое обоснование. Благодаря немецкому ученому прогрессивные инженеры и промышленники могли воочию убедиться, что фантастика может быть воплощена в металле. В Германии возник своего рода ракетный бум: у энтузиастов космонавтики появились богатые спонсоры, было учреждено Общество межпланетных путешествий (Verein fuer Raumschiffahrt). Волна ажиотажа докатилась и до Советской России — тут-то и вспомнили, что у нас тоже есть свой основоположник, благо Герман Оберт легко признал приоритет Циолковского.

С 1923 года калужский учитель стал суперавторитетом новой научной отрасли — по крайней мере для советских и европейских ракетчиков. Именно идеи Циолковского послужили основой для работ рижского инженера Фридриха Цандера, мечтавшего долететь до Марса и создавшего проект межпланетного ракетоплана. В свою очередь Цандер привел в космонавтику молодого авиаконструктора Сергея Королева, которому предстояло превратить теорию в практику.

И все же в первой половине XX века лидером в ракетостроении была Германия. Тому есть несколько причин. В первую очередь сказалось влияние Германа Оберта, который не только занимался теоретическими изысканиями, но и весьма деятельно пытался построить одну из своих ракет. Одновременно идею космической экспансии подхватил инициативный немецкий авиатор Макс Валье, увлекшийся конструированием пороховых ракетных ускорителей для аэропланов, автомобилей и дрезин. Его опыты, поставленные на широкую ногу, вызывали неизменный восторг у публики, что немало способствовало дальнейшей популяризации космонавтики. Вторая причина лидерства немцев — политическая: по условиям мирного договора, заключенного после окончания Первой мировой войны, Германия не могла иметь полноценную армию, отдельные виды вооружений (авиация, танки, тяжелая и противотанковая артиллерия) были ей прямо запрещены, а вот о ракетах, к перспективам которых военные эксперты относились скептически, в договоре упомянуть забыли. И наконец, третья причина: в среде сторонников межпланетных полетов нашелся достаточно амбициозный, циничный и талантливый молодой инженер, который взялся создать ракету для новой тайной армии. Звали этого человека Вернер фон Браун, и он действительно перевернул мир.

Что же изобрел фон Браун? Почему остальные ракетчики, включая Роберта Годдарда и Сергея Королева, отстали от него на пару десятилетий? Объяснение простое: он нашел изящное решение ключевой технической проблемы. Все пионеры ракетостроения начинали с двигателей, в которых применялась вытеснительная подача топлива, то есть компоненты горючего нагнетались в камеру сгорания за счет собственного давления или под действием сжатого азота. Таким был и кислородно-спиртовой двигатель ракеты «А-1» («Aggregat-1»), которую команда Вернера фон Брауна начала проектировать в 1932 году, то есть еще до прихода гитлеровцев к власти в Германии. Затем появились схожие проекты «А-2» и «А-3». Но вытеснительная система имеет предел по давлению, что накладывает серьезные ограничения на тягу, ведь чем ниже давление в камере сгорания, тем меньше эффективность сгорания и развиваемая мощность. Из-за этого ни Роберту Годдарду в США, ни Сергею Королеву в СССР не удалось построить двигатель, который смог бы обеспечить ускорение, достаточное для подъема ракеты на космическую высоту. В проекте «А-4», над которым команда Вернера фон Брауна начала работу летом 1936 года, вытеснительная подача была заменена турбонасосным агрегатом (специалисты обычно сокращают термин до аббревиатуры ТНА). О необходимости создания насоса для нагнетания компонентов топлива Роберт Годдард писал еще в 1914 году, однако и через двадцать лет дело почти не сдвинулось с мертвой точки. Казалось, что приемлемого технического решения нет, ведь такой агрегат мало того что должен был нагнетать под давлением в 20 атмосфер горючее и окислитель, имеющие разную температуру кипения, прокачивая 190 литров в секунду, но и разгоняться за 6 секунд, сразу выходя на рабочую мощность. Когда Вернер фон Браун излагал свои требования персоналу завода, выпускающего насосы, он ожидал возражений и споров. Но выяснилось, что требуемый турбоагрегат напоминает один из видов центробежного пожарного насоса. Кроме того, в конструкции двигателя для «А-4» было применено еще одно революционное решение: разработчики снабдили ТНА особым источником энергии — парогазом, получаемым в результате химической реакции смешивания перекиси водорода и перманганата калия. Соединение турбонасосного агрегата с парогазогенератором и стало тем прорывом, который сделал реальностью проект тяжелой баллистической ракеты «А-4».