Ф.А. Цандер (стоит слева) с сослуживцами и единомышленниками
Не привязываясь к годам зарождения идей и к прижизненным публикациям («Перелеты на другие планеты» и «Проблемы полета при помощи реактивных аппаратов»), распишем цандеровский маршрут Земля – космос – Земля, как он его видел сам. Все свои замыслы расчетчик подкрепил соответствующими аэродинамическими, небесномеханическими, экономическими, химическими, электротехническими выкладками. Точность и универсальность этих расчетов позволила сказать К.Э. Циолковскому и С.П. Королеву, что Цандеру «принадлежит ряд теоретических трудов, дающих единственные в мире расчеты в области ракетного дела».
Итак, взлет с Земли. Цандер предложил осуществлять горизонтальный взлет, как экономически более выгодный. На этот вариант сегодня переходят во всем мире.
Ученый рассчитал: время старта; подъем и спуск аппарата; размеры коридора входа в атмосферу; тепловую защиту; оптимальные траектории полета в зависимости от применяемых двигателей; подъемную силу для транспортировки груза; запас кислорода на борту для обеспечения жизнедеятельности одного космонавта; противометеоритную защиту; условия для выращивания в космической оранжерее съедобных растений; параметры очистки внутрикабинной атмосферы…
Идея Цандера о тросе для соединения Земли с Луной в 1960-х гг. породила т. н. «космический лифт» и множество разработок космических тросов и буксиров.
Ученый выполнил расчеты эффективности реактивных двигателей различных схем (воздушно-реактивных – ВРД, ЖРД, комбинированных – весьма перспективных). Предложил также вариант запуска ракеты с большого аэроплана или спутника (прообраз МКС «Мир»).
Согласно Цандеру, до высоты 25 км космический корабль поднимается как аэроплан (винтовой либо реактивный), после чего включается ракетный двигатель.
В камеру сгорания идут крылья, двигатель, пропеллеры. Алюминий расплавляется в котле и вместе с водородом и кислородом представляет «прекрасный горючий материал», который поднимает корабль до высоты 85 км. Эта идея сегодня отчасти реализована на твердотопливных ракетах, но за нею будущее. Как вариант рассматривалась идея отбрасывания отработавших ступеней корабля.
Далее полет совершает «ракета с небольшими крыльями и рулями, а также кабина для людей». Как видим, это наш «Буран» и американский «Space Shuttle».
Полет ракеты управляемый – за счет использования гравитационных и электромагнитных полей самой Земли, Луны, Солнца и планет. Эта идея получила в космонавтике название гравитационного, или пертурбационного, маневра и уже была реализована при полете американской станции «Mariner-10», обогнувшей Венеру, чтобы приобрести ускорение и достигнуть Меркурия, и станции «Voyager-2», предпринявшей этот маневр у Юпитера, Сатурна и Урана. (О Цандере при этом не вспоминали.)
Для дальних космических перелетов Цандер предложил использовать давление солнечного света (солнечные паруса); в этом случае корабль может обойтись вовсе без двигателя и топлива. Ученые NASA (США) разработали проекты подобных космических парусников, а в Японии в 2010 г. был запущен космический аппарат IKAROS с солнечным парусом – тончайшей мембраной размером 14×14 м.
Для спуска на планету инженер предложил идею планирующего спуска космического аппарата с торможением в атмосфере при помощи обратной отдачи ракетного мотора и посадки при помощи маленького двигателя.
А еще Цандер создал пакетную схему ракет (отчасти реализованную в ракете-носителе «Восток») и нашел энергетически оптимальные траектории перелета к другим планетам – их успешно позаимствовали и назвали траекториями Гомана и модифицированными траекториями Крокко.
Фридрих Артурович прозорливо предлагал «начинать с постройки двигателей и одноступенчатых ракет, затем составных ракет и лишь после этого строить крылатые ракетные аппараты. Именно по такому пути и пошло развитие космонавтики».
Всю эту гигантскую работу Цандер проделал на свои средства, в свободное от работы время, в ущерб своему здоровью и личной жизни.
Когда ученый подал в 1924 г. в Комитет по изобретениям авторскую заявку на спроектированный им космический самолет, то получает отказ, так как комитет счел проект чересчур фантастическим.
Это не обескуражило инженера. Занимаясь с конца 1920-х гг. практической реализацией своих проектов, Цандер создал из обычной паяльной лампы реактивный двигатель ОР-1 («опытный ракетный первый») на сжатом воздухе с бензином, который стал первой комбинированной моделью ВРД и ЖРД.
В 1931 г. при Обществе содействия обороне, авиационному и химическому строительству (ОСОАВИАХИМ) были организованы московская и ленинградская группы изучения реактивного движения (ГИРД), объединявшие на общественных началах энтузиастов ракетного дела. Руководителем московской группы был Цандер. Через год ученый перешел в организованный производственный отдел ГИРД и возглавил бригаду двигателей, а начальником МосГИРД стал С.П. Королев. Цандер поначалу был единственным гирдовцем, имевшим свои труды в области реактивной техники.
Меньше чем за год Цандер построил двигательную установку с ЖРД (на жидком кислороде с бензином) ОР-2. Двигатель имел стальную камеру сгорания с огнеупорной теплоизоляцией. Кислород и бензин подавались под давлением азота. В баках с горючим и окислителем при помощи компенсаторов поддерживалось постоянное давление. Сопло двигателя охлаждалось водой, циркулирующей по замкнутому контуру и т. д. Основные технические решения, реализованные в этом двигателе, использовались конструкторами ракетной техники еще много десятилетий. Двигатель развивал тягу 70 кг, достаточную, чтобы поднять ракету на высоту нескольких километров.
Ну а дальше – увы, поездка в Кисловодск…
23 ноября 1933 г. была успешно испытана ГИРД-Х с двигательной установкой Цандера.
Ученому не удалось увидеть полет своей ракеты. Он сам стал первой ступенью многоступенчатой ракеты космонавтики, сгорел в котле науки и устремил эту ракету в космос.
Говорят, чертежи Цандера выкрали немецкие спецслужбы, и ОР-2 стал прототипом двигателя для германской ракеты «Фау-2». А еще В. фон Браун использовал цандеровскую идею и разрабатывал крылатую космическую ступень системы А9 – А10 для удара по Нью-Йорку.
В год 50-летия полета Ю. Гагарина невольно хочется узнать, как поживает единственный в стране Дом-музей Цандера в Кисловодске? Как серебрятся ели, высаженные космонавтами на аллее? Оказывается, музея нет – он уничтожен в 1990-х гг. Хорошо, экспонаты спасли, и они хранятся в запасниках Ставропольского краеведческого музея. А из 22 серебристых елей на Аллее космонавтов осталось три – остальные вырублены. С 2003 г., когда стало известно, что музей разрушен, чиновники не могут подписать бумаги о восстановлении памятника. Видно, у нас проще слетать в космос.
ЛУННАЯ ТРАССА КОНДРАТЮКА
Ученый-самоучка, механик, изобретатель; прапорщик в Первую мировую войну, народный ополченец в Великую Отечественную; конструктор и строитель элеваторов, проектировщик угольных предприятий в Западно-Сибирской области (Новосибирск); сотрудник ряда проектных организаций, начальник технического отдела московской Проектно-экспериментальной конторы ветровых электростанций; лектор, Юрий (Георгий) Васильевич Кондратюк, настоящие имя, отчество и фамилия – Александр Игнатьевич Шаргей (1897–1941), является одним из основоположников космонавтики.
Строитель Кондратюк спроектировал в 1930 г. и возвел без единого гвоздя крупнейший в мире деревянный элеватор («мастодонт») на 13 000 т зерна на Каменском хлебоприемном пункте в Камне-на-Оби. (Зернохранилище сгорело дотла в середине 1990-х гг.)
Изобретатель Кондратюк предложил ряд технических решений, которыми пользуются и поныне, в области горношахтного оборудования, при строительстве элеваторов и др.
Конструктор Кондратюк разработал в 1934 г. проект самой большой в мире ветроэлектростанции КрымВЭС на 12 МВт на горе Ай-Петри. Вращающаяся 165-метровая мачта не была сооружена по ряду причин, но стала прообразом Останкинской телебашни, спроектированной коллегами Кондратюка – Н.В. Никитиным и Б.А. Злобиным.
Ученый Кондратюк заинтересовал своим космическим проектом К.Э. Циолковского, С.П. Королева, неоднократно приглашавшего его на работу в ЦГИРД, американское космическое агентство NASA.
Кондратюк, погибший в 1941 г. под Москвой, при жизни не был признан. Слава пришла к нему посмертно – после того, как инженер NASA Дж. К. Хуболт при разработке программы «Apollo» – полета к Луне и высадке на ее поверхность людей (1969) – позаимствовал идею «улиточной трассы» Кондратюка, о чем и сообщил за 3 месяца до старта «Аполлона». Использовав эту «трассу», а также предложенный русским ученым модуль для посадки на Луну с орбиты, американцы лишний раз подтвердили безупречность космического проекта Кондратюка.
Потребовалось 40 лет, чтобы доказать это.
Памятник Ю.В. Кондратюку в Полтаве. Скульптор Н. Трипутин
В 1927 г. Кондратюк подготовил к печати книгу «Завоевание межпланетных пространств», в которой изложил свои идеи, разработанные им в 1917 г., когда он был еще Александром Игнатьевичем Шаргеем. В Гражданскую войну Шаргея мобилизовали белогвардейцы, и хотя он дезертировал из их рядов, всю жизнь потом вынужден был утаивать этот факт биографии, скрывшись под псевдонимом Юрия (Георгия) Васильевича Кондратюка.
Космическим проектом юноша Шаргей занялся после того, как прочитал в 1913 г. роман немецкого писателя Б. Келлермана «Туннель» о постройке под Атлантическим океаном туннеля, соединяющего Европу и Азию. В 16 лет он стартовал в свое уникальное межпланетное путешествие.
История сохранила «траекторию» его полета. Он оказался, как и предложенная им ракета, четырехступенчатым. Известно три варианта рукописи (1917, 1919, 192 г.), имевшие названия: «Тем, кто будет читать, чтобы строить», «О межпланетных путешествиях» и «Завоевание межпланетных пространств».
Книга была напечатана в 1929 г. в Новосибирске тиражом 2000 экземпляров с предисловием профессора В.П. Ветчинкина и с двумя предисловиями автора и за его счет.