Пионеры космических путешествий

История космических путешествий, началась с того момента, когда Человек открыл для себя, что звезды, это не светильники на небесной тверди. А что это планеты, наподобие нашей Земли. Следовательно, нам, землянам, необходимо срочно, высадиться на них. Не расстался Человек с этой мечтою и в двадцать первом веке. Зачем лететь на другие планеты? Естественно, с целью улучшения жизни их обитателей, привить им нашу культуру, наш образ жизни, или, хотя бы, в поисках сокровищ.

В начале двадцатого века, эти идеи были зафиксированы в двух кинофильмах. В Советском Союзе, в 1924 году, снят фильм «Аэлита». Другой фильм, «Женщина на Луне», снят в 1929 году, в Германии. Оба фильма вызвали эпохальный интерес к космическим полетам. Полет Юрия Гагарина по околоземной орбите.

Прогулки по Луне астронавта Нила Армстронга. Международная космическая станция, Китайская орбитальная станция «Небесный дворец», затопленная Советская орбитальная станция «Мир и другие деяния человека в космосе, стали повседневной бытовой темой. Поэтому, естественен интерес к истории космонавтики и к ее первооткрывателям – пионерам пилотируемой космонавтики.

Почему пионерам? Французское слово пионер, характеризует человека, впервые проникшего в неисследованную страну – пионеры Америки, пионеры Сибири и др. Соответственно и в жизнедеятельности человека – пионер это тот, кто прокладывает новые пути  в какой-либо сфере деятельности - науке, культуре и пр. Аналогично сформировался новый термин: пионерское изобретение — это принципиально новое техническое решение, которое открывает совершенно новое направление в науке или технике. Устройство или метод создаются с нуля. До этого, аналогов в мире просто не существовало. Например, создание пенициллина, изобретение радио, лазера, автомобиля. Затем начинается бесконечный процесс улучшения пионерских изобретений. Так от пионерского изобретения, самолета братьев Райт, до современных сверхзвуковых самолетов, изобретены тысячи конструкций самолетов, но пионерским, навсегда, останется самолет братьев Райт.

Так как космонавтика является венцом жизнедеятельности народов всего человечества, то закономерно стремление каждого народа и государства оценить свой вклад в это эпохальное деяние. Расставить приоритеты, может только история. А историю, как известно, делают журналисты, писатели, интернет и прочие средства массовой информации.

На вопрос, что такое история? Интернет отвечает: История — это наука, изучающая прошлое человеческого общества, а также совокупность произошедших событий, фактов и процессов. Следовательно, главным звеном истории, как науки, является – факт, вокруг которого протекают все события и процессы. Факты, тоже неоднородная среда.


Исторический факт — это действительное событие, имевшее место и обладающее следующими характеристиками: локализацией во времени и пространстве, объективностью и неисчерпаемостью.

Другой термин, «научно-исторический факт» — это исторический факт, который стал объектом деятельности учёного историка. То есть, это результат его умозаключения, которое основано на следах, оставленных прошлым. Такие факты, всегда субъективны, отражают личную позицию учёного, уровень его квалификации, образования.

Поэтому научно-исторический факт открывает широкое поле вариантов трактовки, исторического факта. Каждый исследователь разрабатывает свою личную, научно обоснованную теорию и «истинную» историю объекта. Следует отметить, что количество ученых и исследователей в каждой области жизнедеятельности человека, великое множество. Поэтому пытаться выбрать какую-то определенную точку зрения, дело крайне неблагодарное.

При этом, исторический факт, вещь весьма универсальна. Он подобен вертикально стоящему предмету. Если Солнце светит на него с Востока, то тень падает на Запад, если Солнце светит с Запада, то тень падает на Восток. То есть, в зависимости от направления потока света, меняется направление его тени. Так, в зависимости от точки зрения исследователя, простой исторический факт, превращается в научно-исторический факт. Следовательно, сколько точек зрения такое же множество и версий, подкрепленных неопровержимым фактом существования одного и того же факта.

В связи с этим следует поразмышлять о том, что же такое свобода слова, свободные средства информации. В чем же заключается эта свобода? Журналист и писатель, это слесари и токари, только в литературных цехах разных жанров. Представим себе производство тракторов, где токари и слесари объявили себя свободными специалистами. Токарь, которому дано задание выточить 100 гаек, заявляет, что он свободный токарь и ему нравиться делать болты. Поэтому вместо 100 гаек, из полученного для этого материала, изготавливает 100 болтов. Что с этим свободным токарем станется? Правильно. Он останется без куска хлеба!
Так в чем же заключается свобода слова и свобода любой литературной деятельности? Чем свобода токаря отличается от свободы журналиста и писателя? Ответ – только тем, что у них разные работодатели, разные источники финансирования! Не выполнишь мой заказ, не получишь денег.

Задача нашего исследования – представить историю первых этапов развития космонавтики опираясь, исключительно, на исторические факты. При этом, полностью отказываемся от применения научно-исторических фактов, как от многовариантности историй от одного простого исторического факта.

Итак, первое путешествие человека за пределы нашей планеты, а точнее, с Земли на Луну, было описано выдающимся астрономом Иоганном Кеплером. Это имело место в его произведении «Сон», опубликованном в 1634 году. В качестве «двигателя», для путешествия, его герои использовали демонов. Однако, этот способ космических путешествий, по понятным причинам, слишком ненадежен.

И вот, спустя 53 года, человечество облегченно вздохнуло. В Лондоне, 5 июля 1687 года, был опубликован научный труд Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии». Тираж книги, по оценкам историков, составлял порядка 300 экземпляров. Судьба многих гениев. Лондонское королевское общество отказалось профинансировать её выпуск. В итоге издание, за свой счёт, осуществил знаменитый английский астроном и математик Эдмонд Галлей. Так чего же не осмыслило Лондонское королевское общество в работе Ньютона?

Главный вклад ученого заключается в открытии закона всемирного тяготения и трех законов механики. Здесь уместно процитировать Искусственный интеллект, который поселился в нашем интернете:

«Ключевое достижение Исаака Ньютона, на котором держится космонавтика:
Закон всемирного тяготения: позволяет математически точно описать движение небесных тел и создать основу для расчета орбит космических аппаратов.
Законы классической механики:
Первый закон (закон инерции): объясняет движение космического корабля в открытом космосе без сопротивления среды.
Второй закон (F = ma): позволяет рассчитать ускорение ракеты, зная силу тяги двигателей и массу конструкции.
Третий закон (действие равно противодействию): лежит в основе принципа реактивного движения современных ракет».

Знакомые нам, со школьной скамьи, законы физики. За наши уверенные их знания, учителя нам ставили пятерки. И мы точно знали, с какой скоростью, и по каким орбитам будут летать наши космические корабли. В своих трактатах, Исаак Ньютона математически доказал и описал все типы орбит. Так при движении тел по круговым орбитам со скоростью 7,9 км/с, объект становится искусственным спутником Земли. По эллиптическим орбитам, скорость более 7,9 км/с, но менее 11,2 км/с, объект движется по вытянутому эллипсу.

Параболическая скорость, она же вторая космическая скорость, отсчитывается от 11,2 км/с и более. Это скорость ухода, при которой аппарат преодолевает земное притяжение и выходит на орбиту вокруг Солнца. Гиперболическая скорость, она же третья космическая скорость - 16,6 км/с и более. Это скорость, необходимая, чтобы объект покинул Солнечную систему и ушел в межзвездное пространство. И наконец, спиральные траектории - формируются при движении объекта в сопротивляющейся среде.

Исаак Ньютон не просто опубликовал формулу закона всемирного тяготения. Фактически, он предложил целостную математическую модель: - закон тяготения - закон движения - система методов для математического исследования (математический анализ). В совокупности, эта триада достаточна для полного исследования самых сложных движений небесных тел, тем самым создавая основы небесной механики.

Ньютон разработал метод определения массы Солнца и планет. Он открыл причину приливов, которые вызываются притяжением Луны, вычислил ее массу. Выяснил, что из-за сплюснутости Земли у полюсов, земная ось совершает под действием притяжения Луны и Солнца медленное смещение с периодом 26 000 лет. В математике, Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисления, вычислительный метод нахождения корней функций и др.

Вкратце, вспоминая заслуги Исаака Ньютона перед землянами, можно сказать, что он выдал потомкам гарантии на межпланетные путешествия. Эти гарантии стали теоретической базой, для разработки космических кораблей. Сам же, выдающийся гражданин планеты Земля, как и его современники, путешествовали в колясках, кэбах, фаэтонах, каретах и прочих разновидностях колесных телег, запряженными лошадями, близился конец XVII века.

А вот немецкий инженер Герман Гансвиндт, помимо гужевого транспорта, уже пользовался паровозами, пароходами и первым в мире электрическим трамваем. Но талантливому инженеру даже такого транспортного разнообразия было маловато. Его душа рвалась к другим мирам, другим планетам, заканчивался XIX век. В Берлинской филармонии в 1881 году, Г. Гансвиндт представил проект обитаемого «корабля вселенной», [1, с. 267-270].

Двести лет разделяют два исторических события: публикацию Ньютоном «Математических начал натуральной философии» и проект космического корабля с ракетным двигателем. Рассмотрим пионерскую конструкцию корабля для космических путешествий.

Двигатель «корабля вселенной», Германа Гансвиндта, представляет собой массивный, толстостенный стальной колокол 1. По бокам колокола, жестко закреплены два больших барабана 2. В них, свернутые в рулон ленты, в виде патронташа, в которые вставлены несколько тысяч патронов с взрывчатым веществом. Вещество может быть как твердым, так и жидким. Автоматическое устройство осуществляет быструю подачу, один за другим, и зажигание этих патронов в колоколе. Газы, образующиеся от сгорания взрывчатого вещества, выбрасываются через трубу 3, в донной части колокола, образуя при этом, реактивную тягу.

Труба проходит через обитаемую кабину 4, которая посредством системы упругих подвесов 5 крепиться к стальному колоколу. Тепло от нагретой трубы используется для обогрева кабины. Она имеет цилиндрическую форму, с иллюминаторами и люками. Кабина снабжена системой жизнеобеспечения – запасы кислорода, продукты питания экипажа, устройства очистки воздуха и пр. Большая масса колокола и пружинная подвеска кабины должны гасить ударные нагрузки на обитаемую кабину, которые возникают при взрывах патронов.

В своем проекте, Г. Гансвиндт претендует также, на приоритет способа устранения невесомости находящихся в корабле пассажиров в то время, когда взрывы в колоколе гасят, и наступает невесомость. Он предлагает бороться с ней, используя центробежную силу, сообщая кораблю вращение вокруг его продольной оси. Толчок, необходимый для приведения корабля во вращение, должен производиться несколькими направленными вбок взрывами. Таким же образом это вращение должно и останавливаться.

роме того, Гансвиндт предусмотрел возможность создать искусственную тяжесть, обусловленную центробежной силой, путем связывания длинным канатом двух таких кораблей, и, последующего приведения всей системы во вращение вокруг общего ее центра тяжести.

Гансвиндт считал, что его корабль, вследствие неправильной аэродинамической формы, будет не в состоянии самостоятельно взлетать в пределах земной атмосферы. Поэтому он планировал поднять его вертикально вверх, на предельно максимальную высоту, и, после этого, включить свой ракетный двигатель. В конце XVIII века человечество еще не представляло себе полеты на аппаратах тяжелее воздух, не имело понятий о самолетах.

Однако, это не помешало талантливому инженеру. Чтобы отправить в космос свой «корабль вселенной», Герман Гансвиндт изобрел вертолет. Это было еще одно пионерское изобретение. Он предложил концепцию управления лопастями несущего винта при помощи автомата перекоса — важнейшего механизма, без которого современный вертолет не способен летать и маневрировать. Более того, он изготовил действующий вертолет, на котором совершил полет длительностью 15 секунд. Подробности можно узнать у Искусственного интеллекта.

Для достижения больших скоростей движения космического корабля, Гансвиндт рекомендует наращивать скорость постепенно. Ведь пассажиры могут не вынести чрезмерного увеличения тяжести. Поэтому он предлагал пользоваться ускорением движения, не превышающего двойного ускорения свободного падения под действием земной тяжести.

Для полетов в глубокий космос, Гансвиндт предлагает оборудовать промежуточную станцию, для заправки корабля горючим. Поверхность Луны он считал мало пригодной для этой цели. Поэтому, рекомендовал использовать искусственные спутники Земли. Через 46 лет, после публикации своего проекта «корабля вселенной», Г. Гансвиндт в 1927 году заявил, что не планирует прибавлять ничего существенного к своему первоначальному проекту 1881 года.

Резюме.
Научный труд Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии», опубликованный в 1687 году, стал на все времена и для всех грядущих поколений, физико-математическом инструментом, без которого невозможно рассчитать никакой траектории движения физического тела за пределами Земли. Поэтому, приоритет Ньютона, как единственного автора теории межпланетных полетов, неоспорим. Все траектории космических объектов, которые были рассчитаны и в грядущем, будут рассчитаны, являются производными от законов Исаака Ньютона.

Проект «корабля вселенной» инженера Г. Гансвиндта, представленный в докладе в 1881 году, в Берлинской филармонии, содержит рисунок и описание принципа работы и управления твердотопливным космическим кораблем. Это первый в истории технический проект космического корабля для межпланетных путешествий, официально зафиксированный средствами массовой информации. Конструкции современных космических кораблей, функционально, состоят из аналогичных, узлов и блоков, из которых состоял «корабль вселенной» в проекте Германа Гансвиндта.

Теоретические основы космонавтики, базирующиеся на законах Исаака Ньютона, и, проект космического корабля Германа Гансвиндта, дали человечеству уверенность в том, что полеты к другим планетам, дело реальное. Осталось только воплотить эти достижения в металле.