Константин Эдуардович Циолковский: мечты о полётах

«Земля — это колыбель человечества. Но нельзя же вечно жить в колыбели. Однажды мы преодолеем тяготение Земли, поднимемся в космос, а потом, шаг за шагом, мы завоюем все околосолнечное пространство и заселим другие планеты… Я не сомневаюсь, что пройдёт совсем немного времени и… на орбиту Земли можно выводить космическую станцию. На ней будут установлены телескопы. С их помощью человечество сможет наблюдать за далёкими галактиками. А ещё на орбите возникнут поселение и даже города…»

Эти слова были сказаны русским учёным-самоучкой Константином Эдуардовичем Циолковским в далёком 1912 году. Его слова оказались пророческими. Сегодня по околоземной орбите движутся спутники орбитальные станции и телескопы. Но обо всём по порядку.

Константин Эдуардович Циолковский родился 17 сентября 1857 года в селе Ижевское Рязанской губернии. «Появился новый гражданин вселенной, Константин Циолковский», так писал о своём рождении сам Константин Эдуардович.

Его отец, Эдуард Игнатьевич, служил делопроизводителем Лесной конторы. А позже преподавал естествознание в землемерных классах Рязанской гимназии. Домашним воспитанием и первоначальным образованием детей занималась мать, Мария Ивановна, которую сын считал очень способной и образованной женщиной. Константин выучился читать самостоятельно в возрасте семи лет по «Сказкам» Афанасьева. Привлекали его и естественные науки и техника. Также Константин увлекался запусками воздушных змеев, к которым могла быть привязана коробочка с тараканами.

Увлечение звёздами началось тогда, когда отец однажды рассказал ему о строении Солнечной системы.

Гармония и взаимосвязь элементов потрясли Константина: «Стоило мне только прикрыть глаза, и я видел Солнце с медленно летящими вокруг него планетами. Я представлял, как рассекают космическое пространство кометы с огромными яркими хвостами. А вдали мерцают звёздные скопления неизвестных галактик. Я был частью этого двигающегося и мерцающего мира, его маленькой песчинкой. Но этой песчинке казалось, что космос устроил яркое представление именно для неё. Бесконечное пространство, порождало бесконечные вопросы: почему звёзды светятся ночью и их не видно днём? Как они держатся на небе и куда они деваются, когда падают? Почему созвездие Большой Медведицы на самом деле напоминает ковш? Я верю, мне удастся сосчитать все звезды и измерить бесконечность. Сознание не в состоянии было охватить эту бездну, но она уместилась в моей душе и породила мечты, которым не было конца, как нет конца Вселенной. Я представлял себя летящим мимо неизвестных звёзд и планет. Я открывал новые удивительные миры».

Приблизительно в начале 1867 года, Константин сильно простудился, катаясь зимой на санках. Заболевание перешло в тяжёлую скарлатину и вследствие осложнений он почти полностью потерял слух. Его обступила тишина… Тишина, во многом определившая всю дальнейшую его жизнь.

В это время семья жила уже в Вятке. Константин пытался учиться в обычной школе, но не преуспел: «учителей я совершенно не слышал или слышал одни неясные звуки», а поблажек «тугоухому» не делали. Поэтому с 14 лет мальчик стал заниматься самообразованием. Преимущественно оно сводилось к арифметике, геометрии и физике.

Когда Косте исполнилось 16, отец отправил его в Москву для продолжения образования в Высшем техническом училище. Однако юноша по каким-то причинам туда не поступил. А продолжил самообразование в библиотеках Москвы и посещая бесплатные лекции по аэронавтике. На жизнь Константину выделялось около 10 рублей в месяц (изредка удавалось получить 15). Причём он старался минимум средств тратить на себя.

«Каждые три дня я ходил в булочную и покупал там на 9 копеек хлеба. Таким образом, я проживал 90 копеек в месяц», — вспоминал он. На все оставшиеся деньги учёный покупал «книги, трубки, ртуть, серную кислоту» и другие материалы для опытов. Ходил Циолковский в отрепьях. Бывало, что на улице мальчишки дразнили его: «Что это, мыши, что ли, съели ваши брюки?»

В 1876 году Константин покидает Москву и возвращается в Вятку с полученными знаниями по физики, высшей алгебре, аналитической и сферической геометрии. При помощи отца Циолковский устроился репетитором по алгебре и геометрии.

В ноябре 1878 года Константин Эдуардович прошёл медицинскую комиссию и был освобождён от воинской повинности ввиду глухоты и развившейся близорукости. А в свой день рождения, Циолковский сдал экстерном экзамен на звание учителя народных училищ и был направлен в Боровск.

Работа с детьми стала настоящим призванием. Его увлечённость наукой передавалась ученикам. Физика и математика больше не были скучны. Он часто устраивал увлекательные эксперименты, которые не оставляли равнодушными никого из учеников. Так, например, чтобы продемонстрировать детям природу вертикального взлёта, Константин Эдуардович запускал в небо бумажный шар с горящей свечой, которая нагревала воздух внутри оболочки. Маленькая коробочка в воображении детей становилась корзиной под огромным воздухоплавательный аппаратом, в которой они — отважные пилоты — подобно героям Жюля Верна совершают невероятное кругосветное путешествие. Их учитель был таким же ребёнком. Бумажный шар уносил его ввысь, в мечты о покорении неба, о передвижении по бескрайнему воздушному океану.

Интересно, что жители Боровска с недоверием относились к Циолковскому и старались обходить его дом стороной, так как «там что-то постоянно взрывалась и сверкало».

Там же в Боровске Константин Циолковский женился на дочери своего квартирного хозяина — Варваре Соколовой.

В совместном браке у них родилось семеро детей.

Своими руками в доме он оборудовал мастерскую, где проводил всё своё свободное время. Это был его особый мир. В мастерской он строил модели летательных аппаратов, производил расчёты, наблюдал за космосом.

Константин Эдуардович особенно был близок со старшим сыном Игнатом. По ночам он тайком пробирался к отцу мастерскую, чтобы наблюдать вместе с ним за звёздами:

— Папа, а Луна какая?

— Если бросить этот мячик на Луне, он будет прыгать долго и медленно, как будто в воде. Поднимется столб пыли, который не уляжется ещё несколько дней. На луне нет ветра, нет растительности и звуков. Одни горы — очень высокие и страшные. Но на их вершинах не бывает снега, потому что на луне никогда не было воды. Солнечный ветер испаряет любую жидкость с её поверхности. На Луне нет воздуха. Нет мягких переходов от темноты к свету, к которым мы привыкли на Земле и которые может дать только атмосфера. Поэтому тени здесь очень глубокие и тёмные. Из-за отсутствия атмосферы Луна непригодна для жизни. Но на ней можно установить энергетические станции, способные накапливать солнечный свет. Солнечные лучи беспрепятственно попадают на лунную поверхность. Так что станции могли бы накапливать свет и преображать его в энергию, которую затем посылали бы на Землю.

Возможно, его рассказы о космических телах воспринимались современниками как сказка. Однако учёные и сегодня выражают восхищение обычным самоучкой из провинциального города, который имея под рукой только самодельный телескоп, ещё в XIX веке он настолько точно представлял себе лунный пейзаж.

Устремлённость Циолковского в космическую бесконечность было непреодолимым. Он понимал, что человечеству, прежде чем углубиться во Вселенную, необходимо оторваться от Земли. Нужен воздушный транспорт, который упростит передвижение людей и грузов на большие расстояния. Он мечтал о создании такого аппарата. А для этого искал подсказки у самой природы. Он изучал строение крыльев птиц и их способность продолжительное время парить в воздухе. Результатом стал разработанный им летательный аппарат, похожий на парящую птицу. Он назвал его монопланом, так как тот имел одну пару крыльев, расположенных в одной плоскости. Крылья моноплана были неподвижны и создавали только необходимую подъёмную силу.

Для того чтобы летательный аппарат мог оторваться от земли и набрать необходимую для полёта скорость, нужна была тяга. Для её обеспечения учёный установил в головной части два винта, которые приводились в движение бензиновыми двигателями. Роль хвостового оперения играли вертикальные и горизонтальные рули. А чтобы моноплан мог взлетать и садиться, Циолковский разработал выдвижные шасси. Автор мечтал о реализации своего проекта. Но, к сожалению, он так навсегда и остался в чертежах и расчётах.

Спустя несколько лет в воздух поднялся первый аэроплан, сконструированный американцами — братьями Райт. Он пролетел 260 метров и навечно вписан в историю. Однако и сегодня понятно, что конструктивные очертания моноплана Циолковского были несравненно более совершенными, нежели формы первых реализованных проектов.

Также Константин Эдуардович верил в то, что люди научатся управлять движением аэростатов. Многие инженеры брались за решение этой задачи, но решить её так никому и не удавалось. А Дмитрий Иванович Менделеев говорил, что «человек, который первый придумает как сделать аэростат управляемым, войдёт в историю».

Интерес Циолковского к решению этой проблемы был огромным. Он создаёт проект, который принципиально меняет конструкцию аэростата. Калужский самоучка выдвинул новаторскую идею — изготавливать оболочку аэростата из тонкого гофрированного металла, которая, во-первых, будет на порядок прочнее, а во-вторых, позволит сохранять постоянную подъёмную силу при различной высоте полёта и температуре атмосферы.

Уже в 1890 году Циолковский подготовил документ для патентования «О возможности построения металлического аэростата». А через два года вышла его книга «Аэростат металлический управляемый» со всеми теоретическими обоснованиями и расчётами. Однако для тех лет проект оказался чересчур смелым. У Академии наук признания он не получил. И в субсидии на постройку модели отказали.

А через 10 лет (2 июля 1900 года) в Германии в воздух поднялся первый в мире управляемый металлический аэростат LZ-1. И до сих пор исследователи считают, что в этих разработках использовались чертежи Циолковского. Факт воровства не доказан. Но понятно одно: члены научного общества ни за что не смирились бы с тем, что какой-то провинциал, не имеющий даже документов об образовании, разработал то, до чего не могли додуматься они, учёные мужи с научными степенями.

В 1900 году Академия наук приняла решение помочь Циолковскому в проведении опытов по аэродинамике. На их основе опытов учёный выводит формулу, связывающую потребную мощность двигателя с аэродинамическим коэффициентом сопротивления и коэффициентом подъёмной силы. Эти труды легли в основу его работы «Исследование мировых пространств реактивными приборами», первая часть которой была опубликована в 1903 году в «Научном обозрении».

Однако первая его статья прошла незамеченной для широких научных кругов. А вот вторая часть статьи, опубликованная спустя 8 лет в журнале «Вестник воздухоплавания», вызвала большой резонанс.

В этих пионерских трудах Циолковский полностью доказал, что выйти в космос на аэростате или с помощью артиллерийского орудия невозможно. Для этого нужна ракета, использующая жидкостный ракетный двигатель.

Циолковский решает и практический вопрос: сколько нужно взять топлива в ракету, чтобы получить скорость отрыва и покинуть Землю. Выяснилось, что конечная скорость ракеты зависит от скорости вытекающих из неё газов и от того, во сколько раз вес топлива превышает вес пустой ракеты. Предложил для полётов в космос использовать космические ракетные поезда (прототипы сегодняшних многоступенчатых ракет). Он также высказал идею бортовой системы ориентации по Солнцу или другим небесным светилам. Проанализировал поведение ракеты вне атмосферы — в среде, свободной от тяготения.

В 1935 году резко ухудшилось здоровье калужского учителя. Несмотря на это, его речь (записанная накануне в Калуге) транслировалась по радио на первомайском митинге сразу после первых лиц государства.

Несмотря на серьёзное заболевание, Константин Эдуардович продолжал работать. Он говорил: «Чтобы закончить начатое, нужно ещё 15 лет». Но этого времени у него не оказалось. «Гражданин Вселенной» скончался 19 сентября 1935 года в возрасте 78 лет.