Жуковскому помогли наблюдения, сделанные его соотечественником О. В. Струве в Пулкове. Пулковские астрономы разглядели, что кольцо Сатурна представляет собой три кольца, как бы вложенных одно в другое. Общая ширина колец оказалась около 60 тысяч километров. Как установили расчеты математиков (среди них был и Жуковский), эти кольца являли собой целый рой лун. Различие с нашей земной Луной состояло лишь в размерах: луны, из которых складываются кольца Сатурна, — это мириады мелких камешков, среди которых глыбы поперечником в два-три метра редкое исключение.
То, что известные ученые-математики Максвелл, Софья Ковалевская, Жуковский доказали своими расчетами, было потом окончательно утверждено наблюдениями астрономов. Так, приоткрыв «форточку» во вселенную, Николай Егорович и там нашел материалы для своей диссертации, затронув в ней вопрос о кольцах нашего небесного соседа.
Начатая по возвращении из Парижа докторская диссертация пополняется все новыми и новыми данными. Жуковский ищет наиболее выразительные примеры для иллюстраций своих мыслей, тщательно отделывает рукопись, стремясь придать математическим выкладкам предельную простоту и изящество.
Библиотека растет. Книгам уже не хватает места в шкафах. Книжные горки воздвигаются на стульях и даже на полу. Чем ближе к защите, тем напряженнее темп работы, тем сосредоточеннее Жуковский. Сводить баланс времени все труднее и труднее, но даже в эти тяжелые месяцы Николай Егорович верен себе. Двери его кабинета всегда готовы распахнуться перед любым посетителем, будь это заслуженный профессор или еще неоперившийся студент, молодой инженер или незадачливый изобретатель.
Уже в те годы авторитет Жуковского в московских инженерных кругах был достаточно велик, доброта, внимательность, умение оказывать действенную помощь общеизвестны. Вот почему визиты не прекращались ни на один день.
«Приходит Николай Егорович, — писал сестре ученого Вере Егоровне ее муж А. А. Микулин, — через несколько времени является неизвестный субъект, приходивший уже днем, и оказывается неким Горенцелем. И обуял этот Горенцель Николая Егоровича. Оказывается, что он изобрел формулу, по которой можно узнать, что пасха в 1950 году будет самая поздняя; и еще формулу — интереснее первой, — из которой можно узнать, какой у нас сегодня день. Должно быть, совсем сошел с ума, когда изобретал эту формулу. Я так и не дождался, чтобы он ушел».
Даже таким посетителям не отказывал в приеме Жуковский. Он щедро дарил им оторванные от диссертации часы, искренне веря, что найдет среди своих визитеров подлинный талант, остро нуждающийся в его поддержке.
Все толще становится папка с листками будущей диссертации. Наконец-то требовательный к себе ученый удовлетворен достигнутым. Он решается защищать свою работу на соискание степени доктора наук.
От докторской диссертации требуется гораздо большая глубина мыслей, ширина обобщений, нежели от диссертации на звание магистра. Магистерская диссертация лишь выводила молодого человека на дороги науки. Докторская же окончательно утверждала его в высоком звании ученого.
Следует подчеркнуть, что Жуковский с лихвой перевыполнил те требования, которые мог бы предъявить к его работе самый суровый критик. Не случайно, что некоторые результаты этой работы он использовал потом, при разработке теории полета аппаратов тяжелее воздуха.
И все же, когда настал день защиты, Жуковский волновался отчаянно. В эти последние перед началом защиты часы ему показалось, что работа мала и неприметна. Почему-то он вдруг решил, что проделанного для получения докторской степени явно не хватает и, вероятно, коллеги не преминут ему об этом сообщить.
Дружная семья Жуковских отнюдь не разделяла этих сомнений. Сестры с удивлением разглядывали брата, который смотрел на них какими-то непривычно пустыми глазами. Они сочувствовали волнению, жалели его той снисходительной жалостью, которая возникает у взрослых к ребенку, плачущему по пустяку.
Сестры поехали вместе с Николаем Егоровичем в университет. В актовом зале собралось много людей. Вместе с родными, друзьями, членами совета туда пришли многочисленные студенты и коллеги по Техническому училищу.
Переполненный зал внимательно выслушал диссертанта и его официальных оппонентов — профессоров Слудского, Цингера, Давыдова. Их мнение единодушно: диссертант заслуживает звания доктора наук.
Вечером был дан званый ужин, а в послужном списке вскоре появилась запись: «По напечатании и защите 30 апреля 1882 года диссертации на тему «О прочности движения» определением Совета Московского университета 8 мая 1882 года утвержден в степени доктора прикладной математики». Так был подведен итог первого этапа жизни. В тридцать пять лет Жуковский стал доктором наук. В очередном выпуске трудов университета его диссертация была напечатана рядом с работой «Об определении блеска белых звезд» В. К. Цераского и сочинением «Из теории света по лекциям Кирхгофа» А. П. Соколова.
Тому, кто захотел бы поближе познакомиться с «соседями» Жуковского по выпуску ученых записок, пришлось бы снова вернуться к Федору Алексеевичу Бредихину. И Соколов и Цераский были его учениками и, следовательно, друзьями. Впрочем, о Бредихине после защиты диссертации можно было бы вспоминать и без этого — выполняя свое обещание, Николай Егорович вернулся вновь к астрономическим темам. В 1883 году публикуется работа «О графическом решении основного уравнения при вычислении планетных орбит», в 1884 — «Решение одной задачи из теории комет», в 1885 делает доклад «Об изменении отталкивающей силы Солнца при движении по синхроне», 2 декабря 1886 года датировано письмо к сестре Вере Егоровне, содержащее строки, лишь совсем недавно по-настоящему прочитанные исследователями жизни и деятельности Жуковского.
«…занятий у меня пропасть, — пишет Николай Егорович, — лекции, печатание статей, зачет полугодовой, диссертация Белопольского. Последняя будет, вероятно, очень оживленная, так как Цераский решил его съесть…»
Диссертация Белопольского… Почему она попала в руки Николаю Егоровичу? Работники Музея Жуковского с дотошностью хороших следователей, старающихся не пропустить ни одной мелочи, поняли, что в руках у них ключ к еще неизвестной странице биографии. Просмотр по листику комплекта «Московских ведомостей» привел к интересной находке— объявлению, из которого явствовало, что Николай Егорович был официальным оппонентом при защите магистерской диссертации Аристарха Аполлоновича Белопольского «Пятна на Солнце и их движение».
Снова загадка! Почему вдруг привлекли к себе внимание Николая Егоровича пятна на Солнце, открытые еще Галилеем к великому негодованию церковников всех мастей, пятна, вызвавшие десятки противоречивых, а порой и просто нелепых толкований среди ученых? И когда раскрыли диссертацию Белопольского, там нашелся ответ на вопрос, заинтересовавший биографов.
За год до защиты Белопольским магистерской диссертации Николай Егорович, по поручению университета, написал работу на соискание премии профессора Брашмана [5] «О движении твердого тела, имеющего полости, наполненные однородной капельной жидкостью». Оценивая этот труд, учитель
Жуковского Ф. А. Слудский высказался кратко, но ясно: «Если бы сочинение г. Жуковского состояло лишь из шести последних страниц, то и тогда оно было бы вполне достойно премии покойного профессора Брашмана». Эта работа и стала одним из отправных пунктов в диссертации молодого астронома Белопольского. Вот что пишет об этом он сам:
«Теоретические исследования над жидкими телами, вращающимися вокруг неизменной оси, говорят также в пользу того, что вращение Солнца есть одна из главных причин как движения пятен, так и их распределения. Особенно важны в этом отношении исследования профессора Н. Е. Жуковского, напечатанные в его сочинении «О движении твердого тела, имеющего полости, наполненные однородной капельной жидкостью. 1885». Н. Жуковский показал, что ясли внутри жидкой сферы угловые скорости вращения неодинаковы и либо возрастают от центра к поверхности, либо убывают в том же направлении, то в силу внутреннего трения жидкости по всей ее массе образуются течения, замыкающиеся отдельно в обоих полушариях, симметрически расположенных относительно экватора.
Нам лично принадлежит лишь указание на возможность применения вывода г. Жуковского к явлениям движения пятен на Солнце…»
Но Белопольский скромничал. Работа, которую он проделал, отнюдь не представляла собой использование готовых выводов. Для того чтобы подтвердить гипотезу, возникшую у него после чтения работы Жуковского, Аристарх Аполлонович построил простую и остроумную модель.
Белопольский разрешил стоявшую перед ним задачу с чрезвычайной простотой. Он взял стеклянный шар с жидкостью, в которой находились взвешенные частицы. Приведя шар во вращение, диссертант обнаружил, что движение взвешенных частиц полностью подчиняется закономерностям, выведенным Жуковским. Сделав ряд фотографий солнечных пятен и факелов, Белопольский окончательно установил, что движение пятен происходит по тем же законам.
Рассказывая об исследовании Белопольского, известный советский астроном профессор Б. А. Воронцов-Вельяминов отмечает, что его работа — «одна из первых попыток применить к движению солнечной атмосферы законы гидродинамики».
Так совсем недавно удалось прочитать ранее неизвестную страницу жизни Жуковского. Но тут мы должны извиниться перед читателем. Стремясь дать цельный рассказ об участии Николая Егоровича в современных ему работах по астрономии, мы несколько забежали вперед, отойдя от принципа последовательного размещения событий во времени, соблюдать который — святая обязанность биографа.
Итак, снова назад, из 1886 года в 1879, к работе «О прочности движения», которая помогла Жуковскому выйти на столбовую дорогу русской науки, познакомиться с Менделеевым, Сеченовым, Ковалевской. Именно она, эта работа, способствовала поездке Жуковского в Петербург.