Опубликовано 20 09 22
Автор: Купин А. В.
17 сентября 2022 г. исполнилось 165 лет со дня рождения К. Э. Циолковского (1857 – 1935).
К. Э. Циолковский самостоятельно получил образование. В 1879 г. он экстерном сдал экзамен на учителя математики и физики.
К. Э. Циолковский первым в мире открыл, что межпланетные сообщения возможны лишь с помощью такого летательного аппарата, как ракета. Он изобрел ракетный двигатель, без которого не мыслится осуществление космического полета.
К. Э. Циолковский первым указал рациональные пути развития космонавтики и ракетостроения, нашел ряд важных инженерных решений конструкции ракет. Он сделал логичный вывод, что воздушный шар непригоден для освоения безвоздушного пространства , как и аэроплан. Исходя из этого, он разработал научную теорию ракеты. Принцип движения ракеты заложен в ней самой, ей не требуется воздух для опоры. Следовательно, ракета способна двигаться в безвоздушном пространстве.
Но какую скорость требуется развить ракете, чтобы преодолеть земное тяготение? Это вопрос был решен задолго до К. Э. Циолковского. Пуля летит со скоростью 1 км/сек. Если сообщить пуле(или ракете) скорость 7,9 км/сек, то такое тело (без учета сопротивления воздуха) никогда не упадет на Землю. Оно будет падать вечно, не приближаясь к поверхности Земли, станет спутником Земли. При скорости 11,2/сек тело покинет Землю навсегда. Эта скорость называется скоростью отрыва. Скоростью можно победить силу тяжести.
Однако скорость отрыва следует набирать постепенно, так как организм человека приучен к действию земного притяжения, создающего ускорение 9,8 / сек2. Земля движется вокруг Солнца со скоростью 30 км/сек, однако мы этого не замечаем. Здесь снова приходит на помощь реактивное движение. В отличие от пули, ракета разгоняется в полете не сразу. Каждая часть вытекающих из ракеты газов прибавляет ей скорость.
А какое количество топлива необходимо взять в ракету, чтобы получить скорость отрыва и покинуть в полете Землю? Данная задача не была решена до К. Э. Циолковского.
К. Э. Циолковский самостоятельно вывел формулу, которая называется "формулой Циолковского" (1903). Конечная скорость движения ракеты зависит от скорости газов и от того, во сколько раз вес топлива превышает вес пустой ракеты (с учетом сопротивления воздушной среды).
Лучшее ракетное топливо здесь жидкий водород (скорость истечения 4 км/сек). Формула К .Э. Циолковского определяет скорость, которую развивает ракета (или иной летательный аппарат) под действием тяги ракетного двигателя, неизменной по направлению ,при отсутствии других сил. Эта скорость еще называется "характеристической скоростью". Для многоступенчатой ракеты конечная скорость рассчитывается как сумма скоростей, полученных по формуле Циолковского отдельно для каждой ступени, причем при расчете характеристической скорости каждой ступени к ее начальной и конечной массе добавляется суммарная начальная масса всех последующих ступеней.
Прообразом современной многоступенчатой ракеты послужил "ракетный поезд" К. Э. Циолковского. Согласно этому проекту, когда топливо в одной ракете выгорает, она сбрасывается, при этом весь поезд становится легче по весу.
После смерти К. Э. Циолковского в 1935 году прошло менее 25 лет, и межпланетные скорости были достигнуты. В 1957 году был запущен первый искусственный спутник Земли. К. Э. Циолковский предсказал ИСЗ в 1895 году в своей книге "Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения". Воображаемый спутник Земли, - писал ученый, вроде Луны, но произвольно близкий к нашей планете, лишь вне пределов ее атмосферы, значит, верст за 300 от земной поверхности, - представит, при очень малой массе, пример среды, свободный от тяжести".
Именно К. Э. Циолковский научно обосновал возможность орбитальных полетов и создания искусственных космических станций. Многие идеи и проекты К. Э. Циолковского стали реалиями второй половины XX века.
В своем философско-художественном эссе К. Э. Циолковский развивал "космическую философию", которая опирается на идею "атома" - бессмертного элементарного существа, курсирующего во Вселенной. "Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели...Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство", - пишет К. Э. Циолковский.
Когда К. Э. Циолковский описывал первый космический полет человека, он отнес его к 2017 г. Достойные наследники великого пионера космонавтики внесли существенную поправку в расчеты ученого. 1961 год навсегда останется в истории человечества и нашей Родины как год первого полета человека в космос.
К. Э. Циолковский не дожил до тех дней, когда началось освоение космического пространства. Однако он стал консультантом советского научно-фантастического фильма "Космический рейс", который вышел на экраны в 1936 году. К. Э. Циолковский сделал для этого фильма 30 чертежей ракетоплана. Благодаря его помощи советским кинематографистам удалось создать удивительно реалистичную для своего времени картину путешествия на Луну - задолго до того, как было положено начало реальным исследованиям космического пространства.