А все-таки мы полетим на Марс
«Вперед — на Марс!» — таков был девиз одного из пионеров отечественной космонавтики Фридриха Артуровича Цандера.
Он родился в Риге 11 (23) августа 1887 года. Как знак судьбы — это был период интенсивных звездных дождей. Отец Фридриха был хирургом и ученым-биологом, чья преданность науке оказала большое влияние на сына. К несчастью, мать его умерла, когда Фридриху было всего два года, и отец остался один с пятерыми детьми на руках.
Отец будущего строителя ракет интересовался не только биологией и медициной, но и другими областями естествознания, в частности астрономией. Он часто рассказывал детям о звездах и высказывал предположение, что кроме нашей планеты есть и другие обитаемые миры. Цандер говорил, что рассказы отца запомнились ему на всю жизнь и возбудили в нем интерес к астрономии и межпланетным путешествиям. Он зачитывался книгами по астрономии и сочинениями о межпланетных путешествиях. Еще в раннем детстве у него возникло «стремление летать к звездам», как он пишет в автобиографии. Рижское реальное училище Цандер окончил в 1905 году первым учеником. В последнем классе училища преподаватель познакомил учеников со статьей К. Э. Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами», написанной в 1903 году. Эта статья произвела большое впечатление на молодого Цандера. Теоретическое обоснование возможности полета в космическое пространство укрепило в нем намерение посвятить себя науке. В 1907 году Цандер поступил на механическое отделение Рижского политехнического института. А в 1908-м на первые скопленные деньги он купил астрономическую трубу и вел наблюдения за звездами, Луной и Марсом.
Начало звездного пути
Наблюдения за звездами не удовлетворяли Цандера, и уже в те годы у него зародилась идея создать кружок или общество, где можно было бы разрабатывать проблемы, относящиеся к межпланетным полетам. Ему удалось заинтересовать своих товарищей, и вскоре он вместе с другими студентами обратился к директору Рижского политехнического института с прошением утвердить проект устава 1-го Рижского студенческого общества воздухоплавания и техники полета. В апреле 1909 года устав общества был утвержден. Близ дома, где жил Цандер, члены общества совершили около 200 полетов на самодельном планере.
В 1908 году Фридрих Цандер сделал первую попытку разработать некоторые вопросы межпланетных сообщений: он производил расчеты, относящиеся к истечению газов из сосуда, изучал возможности преодоления сил земного притяжения. В 1914-м Цандер с отличием окончил Рижский политехнический институт, получив звание инженера-технолога, и поступил на завод резиновой промышленности «Проводник».
В 1915 году, во время Первой мировой войны, Цандер эвакуировался с заводом в Москву, где и остался жить, а когда в сентябре 1917-го завод перестал работать, он всецело отдал себя теоретическим расчетам путей, времени и скоростей перелета на другие планеты.
В феврале 1919-го Цандер поступил на Госавиазавод № 4, мечтая осуществить свои планы, связанные с межпланетными полетами. Все свободное время он посвящал конструированию аэроплана для вылета за пределы земной атмосферы, разработке двигателя к нему и определению космических скоростей. Но его занимали и темы, кажущиеся совершенно фантастическими даже в наше время. Он конструирует «солнечный парус» для межзвездных полетов.
Москва — центр мировой космонавтики
Когда было получено известие о том, что 4 августа 1924 года профессор Годдард в Америке якобы послал снаряд на Луну, Общество воздухоплавания организовало диспуты, чтобы обсудить возможность такого эксперимента. Цандер вспоминал, что наплыв желающих послушать правду был настолько велик, что во время первого диспута пришлось вызывать конную милицию для наведения порядка. Хотя аудитория была большая, она не могла вместить всех желающих, поэтому после первого диспута, состоявшегося 1 октября 1924 года, пришлось повторить его еще дважды. Выступая на этом диспуте, Цандер рассказал о своей конструкции межпланетного корабля, о своих идеях создания межпланетных станций, на которых возможно принимать межпланетные корабли с Земли и отправлять их дальше или обратно на Землю. Рассказал он и о перелетах на Марс и Венеру. Сопоставив свои теоретические выводы с сообщением о снаряде, отправленном на Луну профессором Годдардом, Цандер доказал абсурдность этого известия. В заключение он рассказал о задачах Общества воздухоплавания, касающихся изучения межпланетных сообщений. Приближался 1927 год — десятый юбилей революции и семидесятилетний юбилей родоначальника ракетной техники и основоположника научной теории межпланетных путешествий Константина Эдуардовича Циолковского.
В ознаменование этих юбилейных дат 10 февраля 1927 года в Москве открылась Первая Мировая выставка моделей межпланетных аппаратов. Приглашения принять участие в этой выставке с просьбой прислать свои экспонаты, чертежи, схемы, диаграммы и печатные издания были разосланы всем известным в мире специалистам и ученым. И многие из них откликнулись и прислали свои материалы. Фридрих Цандер представил модель своего межпланетного корабля, и на выставке был организован отдельный стенд Цандера.
Он выступал с докладами на эту тему в Москве, Ленинграде, Харькове, Саратове, Туле, Рязани и других городах. С 1924 года Цандер начал активно выступать в печати, и в июльском журнале «Техника и жизнь» была опубликована его первая статья «Перелеты на другие планеты». Здесь он впервые выступил с идеей использования отдельных частей ракетного межпланетного корабля в качестве топлива. Эту любимую свою идею Цандер стремился осуществить на протяжении всей жизни, и даже первая сконструированная им в 1932 году ракета на жидком топливе первоначально была рассчитана на металлическое топливо. Цандер считал, что отдельные узлы межпланетного корабля должны быть изготовлены из алюминия и магния, а также из разнообразных пластических масс, дающих большую теплоту при сгорании в ракетных двигателях.
По мере подъема межпланетного корабля эти узлы (баки, крылья и проч.) становились излишними. По замыслу Цандера, они должны втягиваться отдельным механизмом в специальное отделение корабля, измельчаться там, затем направляться в котел, расплавляться и в расплавленном виде подаваться в реактивный двигатель, где будут сгорать совместно с компонентами жидкого топлива. В этой статье Цандер впервые осветил ряд вопросов, касающихся практической реализации межпланетных полетов; впервые была опубликована его идея использования крыльев для межпланетного корабля и обосновано преимущество крыльев перед парашютом для спуска на Землю или другие планеты, обладающие атмосферой. В статье обсуждалось преимущество крылатой ракеты перед бескрылой при подъеме в атмосфере Земли или другой планеты.
По идее Цандера, в крылатой космической ракете двигатели должны быть комбинированными: при полете в атмосфере включается поршневой двигатель с винтами или воздушно-реактивный двигатель, а за пределами атмосферы начинает работать ракетный двигатель. Затем Цандер пишет новую статью под названием «Описание межпланетного корабля системы Ф. А. Цандера» и в начале апреля 1924 года посылает ее в Комитет по делам изобретений в качестве заявки. Эта статья с некоторым сокращением была опубликована только в 1937 году в сборнике «Ракетная техника». Но в 1924-м на свою заявку Цандер получает отказ. Комитет счел проект слишком фантастическим.
Цандер разрабатывал и авиадвигатели. Так, он предлагал для взлета межпланетного корабля (в одном из вариантов) использовать поршневой двигатель высокого давления, работающий на жидком кислороде и нефти по бескарбюраторной схеме, где подача компонентов топлива в цилиндры авиадвигателя производится насосами.
Как долететь до Марса
Одновременно Фридрих Цандер занимается и проблемами астронавтики. Он делает расчеты траекторий межпланетных перелетов, обеспечивающих минимальный расход топлива, определяет сроки отлета и времени пребывания космических кораблей в пути, исследует вопросы коррекции траекторий межпланетных ракет в целях обеспечения безопасного спуска на планету и т. д. Особенно подробно он рассчитал траектории полета на Марс. Большое внимание Цандер уделял проблеме возвращения космического корабля на Землю. Он сделал расчет полета межпланетного корабля в атмосфере Земли, который посвящен баллистическим и аэродинамическим вопросам подъема и спуска космического корабля из межпланетного пространства на Землю.
В частности, он предложил идею спуска космического корабля из космоса в режиме планера путем атмосферного торможения. Причем эта идея была воплощена в его проекте межпланетного корабля, о котором он докладывал еще в 1920 году. Уже в то время Цандер показал, что осуществление полета межпланетного корабля в космическое пространство с последующим возвращением на Землю требует решения многих сложных научно-технических проблем, одна из которых — защита корпуса корабля от теплового воздействия потока при движении с большими, сверхзвуковыми, скоростями в плотных слоях атмосферы.
Он написал статью «О температуре, которую примет межпланетный корабль при планирующем спуске на Землю», где рассматривал аэродинамический нагрев межпланетного корабля и один из возможных способов его тепловой защиты. Учитывая возможность столкновения межпланетного корабля с метеорами, Цандер еще в 1925 году выдвинул идею о возможности отклонения метеоритов от межпланетного корабля с помощью электростатического электричества. Много работал Цандер над темой, тогда казавшейся совсем фантастической, — использование силы давления света для полетов в межпланетном пространстве.
Цандер не упускал ни одного вопроса, связанного с полетом человека в космическое пространство и его жизнеобеспечением в межпланетном корабле. Начиная с 1915 года Цандер десятки лет проводил у себя дома первые опыты по созданию легчайшей оранжереи, которая давала бы свежие овощи астронавту и вместе с тем поглощала бы выделяемую человеком углекислоту. Терпеливым, кропотливым трудом он добился успеха и вырастил горох и капусту в цветочных горшках, наполненных не землей, а толченым древесным углем.
Создание ГИРД
Одновременно с теоретическими работами по межпланетным полетам Цандер занимался практическими задачами ракетной техники, создавал и испытывал отдельные узлы ракеты, проектировал межпланетный корабль.
20 декабря 1930 года он перешел на работу в Институт авиационного моторостроения (ЦИАМ) старшим инженером, где проводил испытания реактивного двигателя ОР-1, работавшего на бензине и воздухе. Интересно, что для этой цели он приспосабливает обыкновенную паяльную лампу. Но, несмотря на столь экзотическое происхождение, ОР-1 содержал все основные элементы современного двигателя ЖРД: камеру сгорания с коническим соплом, которое охлаждалось компонентами горючей смеси, систему подачи компонентов смеси, электрическое зажигание и т. д. До апреля 1932-го Цандер провел более пятидесяти огневых испытаний с ОР-1 и многочисленные холодные испытания.
Об экспериментах Цандера с ракетным двигателем узнал весной 1931 года Сергей Павлович Королев, который немедленно познакомился с ним и, как рациональный практик и умелый организатор, был потрясен непрактичностью планов Цандера, который не имел ни малейшего представления об источниках даже минимального финансирования своей работы. Королев же, будучи практиком, в тот момент видел реальную возможность договориться о финансировании с руководством Осоавиахима — разумеется, если не запугивать его мечтами о полетах в космос, а концентрировать внимание на более практичной и потому более понятной теме создания реактивной авиации. И действительно, вскоре Королев договорился с Бюро воздушной техники Осоавиахима о создании в его рамках группы изучения реактивного движения, которая затем вошла в историю как легендарная ГИРД.
В сентябре 1931 года на очередном собрании энтузиастов космонавтики Фридрих Цандер и Сергей Королев сообщили об этой договоренности и предложили — впервые за все время подобных сборов — конкретное дело: быстро создать простейший демонстрационный ракетоплан, который, летая на сколь угодно малой высоте и со сколь угодно малой скоростью, тем не менее наглядно показал бы реальность ракетной техники и то, что ее отсутствие вызвано не непреодолимыми технологическими преградами, а всего лишь отсутствием интереса и практической работы.
Фридрих Цандер был избран руководителем ГИРДа, а Сергей Королев — председателем его технического совета.
В апреле 1932-го. Цандер полностью перешел на работу в ГИРД, со всеми своими работами и проектами. У него появились ученики, последователи — энтузиасты, которых он воодушевил своими идеями о возможности межпланетного полета. По их воспоминаниям, он был жизнерадостным, любил шутки и смех. Когда в производстве что-либо не ладилось или по тем или иным причинам срывались испытания, Цандер очень переживал эти моменты, а затем, улыбаясь, произносил свою любимую фразу: «А все-таки полетим на Марс» — и начинал всем помогать.
Стремясь увеличить мощность двигателя, Цандер начал проектировать ОР-2 еще в сентябре-октябре 1931 год, до перехода в ГИРД. Двигатель ОР-2 представлял собой первый ЖРД, предназначенный для установки на планере РП-1 конструкции Бориса Ивановича Черановского, в качестве самостоятельного двигателя. Это было не случайно, так как, по идее Цандера, одной из ступеней для полета за пределы земной атмосферы является сочетание ракеты с самолетом.
В августе—сентябре 1932 года проектирование системы и двигателя ОР-2 было закончено, а 23 декабря 1932-го вся установка была изготовлена в металле и принята специальной комиссией. Цандер приступил к проектированию новых мощных реактивных двигателей с тягой пять тонн (в трех вариантах) и двигателя с тягой 600 кг, однако эти двигатели не были построены. Коллектив ГИРД работал напряженно и самоотверженно. Но всем казалось, что работа идет медленно. Хотелось как можно скорее увидеть смонтированную установку ОР-2 для планера РП-1 и «живую» летающую ракету.
Как заметил один из историков ракетной техники, энтузиазм сотрудников ГИРД — обычный, впрочем, для подобных групп 1930-х годов — в наше время выглядит фантастическим. Большинство сотрудников ГИРД работали бесплатно, в свободное время и по ночам. И они шутливо расшифровывали эту аббревиатуру как «группа инженеров, работающих даром».
В те годы это не было чем-то из ряда вон выходящим: достаточно вспомнить, что несколько самолетов великого авиаконструктора Яковлева, в том числе прототип знаменитого УТ-2, на котором научились подниматься в воздух тысячи летчиков, были созданы вообще в кроватной мастерской – притом что план по производству кроватей ей никто не думал не только отменять, но и, насколько можно судить по прошествии стольких десятилетий, даже снижать.
Деньги на инструменты и оборудование часто собирали в складчину; известен по крайней мере один случай, когда серебро для необходимой пайки сдали сами сотрудники ГИРД. Рассказывают, что студент МАИ, работавший в ГИРД и сломавший ногу, отказался от необходимой госпитализации и остался в совершенно не приспособленном для его положения общежитии, чтобы вовремя закончить необходимые расчеты. А единственный штатный конструктор ГИРД Елена Снегирева оставила мать, которой стало плохо, дожидаться скорую помощь с соседкой-подростком, чтобы успеть предупредить токаря о необходимости изменения обрабатываемой детали.
Городской комитет профсоюза, узнав об этих трудовых подвигах, возмутился и направил в ГИРД инспектора, чтобы запретить ночные работы и работы свыше восьми часов подряд (то есть, по сути, всю деятельность ГИРД). Будущее советской реактивной техники спас Цандер. Безукоризненно вежливо, но со свойственным ему напором он обрушился на представителя профсоюза: «Скажите, пожалуйста, когда в 1917 году наш народ завоевывал советскую власть, профсоюз тоже регламентировал время боев? Я думаю, что нет. Как же вы не можете понять, что сидящие здесь люди — такие же воины, только вооружены они не винтовками, а умом и трудом? Мы хотим получить космические скорости до тридцати тысяч километров в час, чтобы можно было слетать на Марс и другие планеты. Человек проникает в космос! Вы понимаете, что это такое?»
На этом совещание и закончилось. Правда, энтузиазм был оборотной стороной вынужденной кустарщины, вызванной отсутствием на первых этапах существования группы серьезного внимания государства к ракетной тематике.
Следуя этому стилю работы партийное бюро ГИРД в декабре 1932 года приняло решение объявить неделю «штурма». Он продолжался две недели. Все поставленные задания были перевыполнены, и двигатели на жидком топливе изготовлены. Однако Фридрих Цандер так и не увидел эту ракету в полете. Несмотря на большую загруженность, связанную с постройкой ракеты и испытаниями, он не прекращал научной работы и разрабатывал все новые и новые конструкции, писал книгу, принимал активное участие в общественной работе, дома следил за своей оранжереей. В результате у него случилось серьезное переутомление.
Стоило многих усилий уговорить его поехать отдохнуть и полечиться в Кисловодск. Видимо, в пути он заразился тифом. Слабый организм не выдержал, и 28 февраля 1933 года Фридрих Артурович скончался.
Через полтора месяца после смерти Цандера его имя было присвоено ГИРД, которая превратилась из общественного объединения в мощную бюджетную организацию с серьезной производственной базой. Впоследствии друзья и ученики Цандера воздвигли на его могиле в Кисловодске гранитный памятник, на вершине которого укреплена точная копия ракеты его конструкции ГИРД-Х. После смерти Цандера бригада продолжала работать над этой ракетой, и 25 ноября 1933 года одна из первых советских ракет на жидком топливе, изготовленная по идее Цандера, была запущена в окрестностях Москвы.
При подготовке статьи использованы материалы интернет-ресурсов: www.inventor.perm.ru/persons/inventor_cander.htm, www.detectivebooks.ru/book/32046792/?page=63, www.oboznik.ru/?p=26337, www.epizodsspace.airbase.ru/bibl/n_i_j/1987/8/tsander.html