У истоков лунной программы землян: технические инновации и идеи

В 1957 году на орбиту Земли отправился первый искусственный спутник. От различных исследований и теоретически работ наука перешла к практике. В основе первого запуска космического аппарата и всех последующих программ лежали самые разные идеи и решения, в том числе предложенные несколькими десятилетиями ранее. Теория космических полетов изучалась множеством специалистов в течение длительного времени, и одним из участников таких работ был российский и советский ученый Александр Игнатьевич Шаргей, более известный под именем Юрий Васильевич Кондратюк. Александр Шаргей родился в 1897 году в Полтаве. По ряду причин, будущий ученый провел свои первые годы в доме бабушки. В 1903 году отец переехал в Санкт-Петербург и взял Александра с собой.

Юрий Кондратюк. Энтузиаст, проложивший дорогу к ЛунеЮ.В. Кондратюк. Предположительно, 30-е годы. Фото Wikimedia Commons

В 1907 году А. Шаргей поступил в гимназию, где проучился лишь несколько лет. В 1910 году его отец умер, и ему пришлось возвращаться в Полтаву. После окончания полтавской гимназии с серебряной медалью будущий теоретик космических полетов поступил на механическое отделение Петроградского политехнического института. Впрочем, учеба продолжалась не слишком долго – всего через пару месяцев А. Шаргея призвали в армию.

Вскоре после призыва бывший студент отправился в школу прапорщиков. Получив необходимое образование и новенькие погоны, А. Шаргей отправился на турецкий фронт, где прослужил до весны 1918 года. Не желая участвовать в гражданской войне, прапорщик не стал присоединяться к Белому движению и попытался вернуться домой. Однако впоследствии он предпринял неудачную попытку уехать из страны.

Видя сложную обстановку и зная о некоторых специфических чертах того времени, А. Шаргей предпочитал не раскрывать свое прошлое – особенно воинское звание. Во избежание возможных проблем он при помощи своей мачехи оформил новые документы. Будущий ученый стал Юрием Васильевичем Кондратюком 1900 года рождения из г. Луцк. Именно под новым именем исследователь получил заслуженную известность.

С начала двадцатых годов Ю. Кондратюк работал в различных городах юга страны и исполнял самые разные обязанности – прежде всего, связанные с техникой, ее строительством и обслуживанием. В конце двадцатых он переехал в Сибирь, где освоил новую профессию специалиста по работе с зерном и строительству соответствующей инфраструктуры.

Космический первопроходец

Во время службы в армии и на гражданских предприятиях, связанной решением сугубо практических вопросов того или иного рода, Ю. Кондратюк также занимался изучением теории космических полетов. В тот период ракетная техника делала первые шаги и еще не была готова к выходу в межпланетное пространство. Однако этот выход был невозможен без теоретических расчетов и обоснований. Заинтересовавшись ракетно-космической тематикой, механик без формального образования начал свои исследования.

Обстановка конца десятых годов прошлого века, как минимум, не способствовала активной работе ученых-самоучек. Так, Ю. Кондратюк не имел доступа к существующим работам на космическую тематику, что привело к особым последствиям. К примеру, не зная о расчетах К.Э. Циолковского, Ю. Кондратюк самостоятельно вывел формулу реактивного движения, а также определенным образом дополнил эти расчеты. В дальнейшем на основе подобных работ он смог предложить новые идеи и теоретический аппарат, пригодный для использования в будущих проектах.

В 1919 году Ю. Кондратюк подготовил свою первую полноценную работу. Рукопись под названием «Тем, кто будет читать, чтобы строить» включала 144 страницы с описанием теоретических аспектов ракетной техники, многочисленными формулами, а также новыми предложениями разного рода. В своей работе ученый развивал уже известные идеи и расчеты, а также выступал с совершенно новыми предложениями. Как показали события дальнейших десятилетий, без некоторых идей Ю. Кондратюка развитие космонавтики могло бы столкнуться с серьезными проблемами.


“Магнум опус” ученого – книга “Завоевание межпланетных пространств”

В 1925 году появился новый труд «О межпланетных путешествиях», в котором рассматривались не только теория ракетного движения, но и способы ее практического применения на пользу науке. В начале следующего года Научно-технический отдел Высшего совета народного хозяйства поручил профессору Владимиру Петровичу Ветчинкину изучить работу Кондратюка и представить заключение. Профессор пришел к выводу, что исследование ученого-энтузиаста представляет большой интерес, и его следует привлечь к ведущимся работам. Кроме того, известный ученый потребовал перевести молодого специалиста из провинции в столицу.

Ю. Кондратюк продолжал теоретическую проработку разных вопросов, и по результатам новых изысканий вносил коррективы в существующие работы. На основе предыдущих рукописей и новых исследований в 1929 году была написана книга «Завоевание межпланетных пространств». В ней развивались уже известные идеи, а также предлагались новые. Так, к концу двадцатых годов ученый смог обосновать и проработать ряд вопросов, связанных с конструкцией космических аппаратов.

Следует отметить, что труд «Тем, кто будет читать, чтобы строить» в течение двух десятилетий оставался рукописью. Впервые его издали только в конце тридцатых годов – после более объемной и важной работы «Завоевание межпланетных пространств». Тем не менее, и в таком случае эта книга представляла большой интерес и для ученых и инженеров.

В середине шестидесятых годов первая рукопись Ю.В. Кондратюка была издана в сборнике «Пионеры ракетной техники» под редакцией Т.М. Мелькумова. Вскоре американское агентство NASA выпустило перевод этой книги. По понятным причинам, зарубежные специалисты до того времени не имели информации обо всех работах своих коллег из России и СССР. Из нового сборника они не без удивления узнали, что некоторые прорывные идеи, используемые ими на тот момент, на самом деле появились несколькими десятилетиями ранее.

Прорыв в науке

В своих работах десятых и двадцатых годов Ю. Кондратюк предложил ряд новых идей. Некоторые из них фактически являлись развитием уже известных решений, тогда как другие ранее не встречались в научных трудах. Зная дальнейшую историю ракетной техники и космонавтики, совсем не трудно понять, какие из идей ученого получили развитие, а какие оказались непригодными для использования на практике. Действительно, некоторые решения Ю. Кондратюка оказались слишком сложными или не самыми удобными, что, однако, не сказалось на правильности других.


“Трасса Кондратюка” на примере схемы полета американского аппарата Apollo 8. Рисунок NASA

Еще в рукописи «Тем, кто будет читать, чтобы строить» ученый-самоучка своим собственным методом вывел формулу реактивного движения, ранее сформулированную К.Э. Циолковским. Также он проработал вариант конструкции многоступенчатой ракеты с жидкостным двигателем на топливной паре «водород-кислород». Была предложена камера сгорания двигателя с оптимальной системой подачи топлива и высокоэффективным соплом, позволяющим повысить тягу.

В первом крупном труде также приводились идеи, затрагивавшие способы осуществления космических полетов. Так, Ю. Кондратюк первым предложил т.н. пертурбационный или гравитационный маневр – использование гравитационного поля небесного тела для дополнительного разгона или торможения космического аппарата. Затормаживать аппарат при спуске на Землю предлагалось за счет сопротивления воздуха – это позволяло обойтись без двигателей и сократить расход топлива.

Особый интерес представляет предложение Ю. Кондратюка относительно оптимальной методики путешествий на другие небесные тела. Согласно этой идее, к планете или спутнику должен отправляться аппарат, состоящий из двух частей. После выхода на орбиту небесного тела один из его агрегатов должен совершать посадку, а второй оставаться на своей траектории. Для полета обратно посадочный модуль должен подниматься на орбиту и стыковаться со вторым компонентом комплекса. Такая методика решала поставленные задачи наиболее простым способом и с минимальным расходом топлива.

На основе некоторых теоретических положений энтузиаст разработал оптимальный способ полета от Земли к Луне. В сочетании с разделяемым аппаратом это позволяло даже произвести посадку, а затем вернуться домой. Впоследствии такая траектория получила название «трасса Кондратюка». Более того, ее использовали в нескольких программах, предусматривавших отправку к Луне разных космических аппаратов.

Книга «Завоевание межпланетных пространств» получила сразу несколько предисловий – пару авторских, написанных в разное время, а также редакторское. Автором последнего стал профессор В.П. Ветчинкин. Буквально на паре страниц ведущий специалист в своей области не только самым лучшим образом отозвался о труде коллеги, но и привел список совершенно новых идей и решений, впервые предложенных им. В целом же книга была обозначена как «наиболее полное исследование по межпланетным путешествиям из всех писавшихся в русской и иностранной литературе до последнего времени». Также В. Ветчинкин отметил решение ряда вопросов первостепенной важности, пока не рассматривавшихся другими авторами.

Так, Ю. Кондратюк впервые предложил повышать теплоту горения различных топлив за счет использования озона вместо «традиционного» кислорода. С теми же целями предлагалось использовать твердое горючее на основе лития, бора, алюминия, магния или кремния. Из этих материалов можно было бы строить сгораемые баки, которые после выработки топлива сами бы стали горючим. В. Ветчинкин отмечал, что схожие идеи высказывал и Ф.А. Цандер, но Ю. Кондратюк опередил его.


Грузовой космический корабль “Прогресс” – современная альтернатива ракетно-артиллерийскому комплексу Ю. Кондратюка. Фото NASA

Ю. Кондратюк первым предложил концепцию т.н. пропорционального пассива и вывел формулу, учитывающую влияние массы баков на общий вес ракеты. Кроме того, он доказал, что без сброса или сжигания пустых баков ракета не сможет покинуть гравитационное поле Земли.

Ученый-энтузиаст, заметно опередив отечественных коллег, впервые предложил идею ракетноплана – ракеты с крыльями, способной осуществлять полет в атмосфере. При этом он не только сделал предложение, но и рассчитал оптимальные параметры конструкции и режимов полета такого аппарата. Были проработаны не только «ракетные» и аэродинамические вопросы, но и проблема тепловых нагрузок на конструкцию.

Наконец, В.П. Ветчинкин отметил основательность Ю.В. Кондратюка при проработке вопроса создания т.н. промежуточной базы – фактически космической станции. В частности, для стабильного поведения и исключения торможения верхними слоями атмосферы ее предлагалось помещать на орбите Луны, а не возле Земли. Кроме того, предлагался оригинальный способ доставки грузов на такую базу. Для этих задач предлагались особый ракетно-артиллерийский комплекс, а также оптическая система слежения и контроля.

Идеи для будущего

Зная пути развития ракетно-космической техники в XX веке, нетрудно понять, какие идеи Ю. Кондратюка были реализованы в исходном виде, какие подверглись серьезным доработкам, а какие не нашли применения и не сошли со страниц книг. Фактически наработками Ю. Кондратюка до сих пор пользуются все основные участники мировой космической отрасли. При этом в некоторых случаях имеет место любопытная зависимость: чем дальше продвигается развитие технологий, тем больше используются не самые новые предложения.

Концепция многоступенчатой ракеты, ныне являющаяся основой космонавтики, была предложена до Ю. Кондратюка, но и он принял участие в ее развитии. Кислородно-водородные двигатели тоже нашли применение в разных сферах. Конструкции камеры сгорания и сопла, предложенные еще в рукописи 1919 года, проверялись на уровне теории и на практике, а затем дорабатывались и использовались в новых проектах.


Макет зернохранилища “Мастодонт” в Мемориальном музейном центре Ю.В. Кондратюка, г. Новосибирск. Фото Sites.google.com/site/naucnyjpodviguvkondratuka

Особое значение для космонавтики имеют гравитационный маневр и разделяемый космический аппарат для полетов на другие небесные тела, впервые предложенные именно Ю. Кондратюком. Человечество уже отправило в космос несколько десятков автоматических межпланетных станций, и для их вывода на требуемые траектории полета к цели использовался именно пертурбационный маневр, использующий гравитацию Земли или иных небесных тел. Также в сфере АМС самым активным образом используется разделяемая система с орбитальным и посадочным модулем. Подобная архитектура применялась и в лунных программах нескольких стран: самым известным примером такого рода является серия аппаратов Apollo.

Впрочем, не все идеи Ю.В. Кондратюка нашли применение. В первую очередь, причиной этого стало дальнейшее развитие науки и техники. Определенные предложения, высказанные в трудах энтузиаста, основывались на уровне техники десятых и двадцатых годов, накладывавшем самые серьезные ограничения. Появление и развитие новых технологий в будущем позволило упростить решение целого ряда задач в космической области.

В книге «Завоевание межпланетных пространств» Ю. Кондратюк высказывал опасения, что даже сильно разреженная атмосфера способна погасить скорость орбитальной станции и привести к ее падению, вследствие чего такой комплекс следует помещать на орбите Луны. Однако в реальности станции спокойно работают на орбите Земли. Время от времени они вынуждены проводить коррекцию орбиты, но эта процедура давно перешла в категорию несложных рутинных процедур.

Снабжать «промежуточную базу» предлагалось при помощи сложного ракетно-артиллерийского комплекса на основе особого орудия, способного запускать грузовые снаряды с ракетным двигателем. На практике такие задачи решаются с использованием специализированных транспортных космических аппаратов, которые доставляются на орбиту при помощи ракет-носителей. Такой способ гораздо проще и экономичнее, чем применение специализированного сложного орудия.

Следить за станцией на орбите, в том числе для своевременного запуска снаряда с грузом, предлагалось при помощи телескопа. Станция должна была нести гигантское металлическое зеркало, а грузовой снаряд планировалось оснастить пиротехническими факелами. К счастью, уже в тридцатых-сороковых годах появилась радиолокация, позволявшая следить за космическими аппаратами без монструозных зеркал и телескопов.

Не только космос

В двадцатых годах Ю.В. Кондратюк сменил несколько мест работы и успел освоить целый ряд специальностей, связанных с проектированием и эксплуатацией различных механизмов. В конце десятилетия он разработал и построил в Камне-на-Оби особое зернохранилище. Деревянная конструкция на 13 тыс. т зерна отличалась сравнительной простотой строительства, но при этом соответствовала всем требованиям.


Памятник на предполагаемом месте гибели Ю. Кондратюка. Фото Wikimedia Commons

Впрочем, в 1930 году ответственные лица нашли нарушения при строительстве элеватора, в результате чего проектантов и строителей обвинили во вредительстве. После суда Ю. Кондратюка отправили в закрытое конструкторское бюро угольной промышленности, работавшее в Новосибирске. Там конструктор разработал несколько новых методов строительства шахт, перспективные образцы оснастки и механизации предприятий. Часть этих предложений была реализована в виде проектов или конкретных сооружений.

Еще во время работы в «шарашке» ученый-энтузиаст заинтересовался тематикой ветряных электростанций. В конце 1932 года он с коллегами разработал свой вариант такого комплекса, и с ним выиграл конкурс наркомата тяжелой промышленности. По требованию последнего, инженеров освободили досрочно и перевели в Харьков. В 1937 году в Крыму стартовало строительство первой электростанции Ю. Кондратюка, однако оно не было завершено. Руководство промышленности решило прекратить работы по тематике ветряных электростанций большой мощности. Впрочем, изобретатель продолжил разработку компактных и сравнительно маломощных систем такого рода.

Известно, что в середине тридцатых годов Ю.В. Кондратюка звали в Реактивный научно-исследовательский институт, однако он отказался от такого предложения. Причиной этого стала необходимость продолжения работ в сфере энергетики. По другим данным, ученый опасался, что участие в ракетных проектах военного предназначения вызовет повышенный интерес со стороны органов безопасности, и вскроется история с подменой документов.

В 1941 году Ю. Кондратюк жил и работал в Москве. Вскоре после начала Великой Отечественной войны он добровольно поступил в народное ополчение. Немолодого добровольца зачислили телефонистом. В дальнейшем он служил в различных подразделениях связи из состава разных соединений. Согласно разным источникам, Ю.В. Кондратюк погиб в конце февраля 1942 года во время боев в Болховском районе Орловской области. На предполагаемом месте гибели выдающегося ученого и конструктора установлен памятник.

В начале XX века вся ракетно-космическая тематика держалась только на энтузиастах, желающих открывать новые горизонты науки и техники. Одним из них был Александр Игнатьевич Шаргей, более известный как Юрий Васильевич Кондратюк. Проявляя большой интерес к перспективной тематике, он провел массу необходимых расчетов и на их основе предложил немало важных идей. Более того, не имея доступа к чужим работам в той же сфере, он самостоятельно вывел все необходимые положения и формулы.

В определенный период Ю. Кондратюк прекратил активную работу по ракетно-космической тематике, сосредоточив усилия в других областях. Однако его наработки заинтересовали коллег и получили развитие. Через несколько десятилетий после публикации основных трудов ученого-энтузиаста все это привело к запуску первого искусственного спутника Земли, обитаемых аппаратов и т.д. Не занимаясь непосредственно сборкой и запуском ракет, Ю. Кондратюк смог внести самый серьезный вклад в общую теоретическую основу важнейшей отрасли.

Источник: https://topwar.ru/
Автор: Рябов Кирилл

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!