Original Material
Ненастоящие спутники
65 лет назад, 4 октября 1957 года, с Научно-исследовательского испытательного полигона № 5 Министерства обороны Советского Союза «Тюра-Там» (будущего Байконура) был запущен первый искусственный спутник Земли, ознаменовавший начало космической эры в истории человечества. В современной России это событие ежегодно отмечается как «памятный день Космических войск».
«Простейший»
ПС-1 (Простейший Спутник номер 1) — именно такое неброское название получил королёвский «первенец», не приобретя никакого иного, — он создавался в необычайной спешке, буквально «на коленке», и носил скорее не научное, а символическое значение. Изготавливали его едва ли не исподтишка — под личную ответственность самого Сергея Королёва и в его мастерских. «Нетипичная» форма спутника была придумана тем же Королёвым, вознамерившимся ни много ни мало как создать символ эпохи (что ему вполне удалось).
Это был тщательно отполированный (чтобы лучше отражать солнечные лучи и не перегреваться) алюминиевый шар диаметром 58 см и весом менее 84 кг, внутри которого размещались лишь два комплекта радиопередатчиков, работающих на частотах 20 и 40 МГц, аккумулятор и простейшая система охлаждения. По бокам были укреплены четыре разворачивавшихся металлизированных лент-антенн. Диапазон передатчиков выбирался так, чтобы сигналы могли принимать даже радиолюбители.
Разумеется, в планах значился и запуск «настоящего» спутника, битком набитого научной аппаратурой и весящего около тонны, однако к тому моменту он оставался явной недоделкой 1.
Запустить на «подвернувшейся под руку» боевой межконтинентальной баллистической ракете Р-7 в космос штуковину, способную передавать в эфир лишь простое «бип-бип-бип», вынудила информация, что американцы уже готовят к 1958 году свой условный (12-килограммовый) мини-спутник. Для придания нашему условному первому спутнику хоть какого-то научного статуса было объявлено, что его запуск осуществляется в рамках Международного геофизического года. Две частоты, на которых передавал свои «бип-бип-бип» ПС-1, позволяли в принципе зондировать верхние слои ионосферы, которые прежде можно было изучать лишь по отраженным радиоволнам.
Запуск состоялся в 22 часа 28 минут 34 секунды 4 октября 1957 года. Через 295 секунд ракетоноситель вывел ПС-1 на околоземную орбиту (в апогее — 947 км, в перигее — 288 км). На 315-й секунде спутник отделился от второй ступени (МБР была двухступенчатой — именно эту вторую ступень, вышедшую на орбиту вслед за крошечным спутником, наблюдали в бинокли земляне, не способные рассмотреть сам спутник).
Шум вокруг русского спутника подняла западная пресса, советская поначалу ограничилась лишь небольшим и суховатым заявлением ТАСС (5 октября, когда весь мир действительно гудел, взбудораженный эпохальным событием, «Правда» выходила с передовой статьей «Подготовка к зиме — дело неотложное»). Причиной шума стало, разумеется, не столько невольное восхищение возможностями советской техники, сколько понимание того простого факта, что если уж русские сумели вывести в космос спутник, то с тем же успехом они смогут доставить бомбу в любую часть земного шара 2.
С этого момента история планеты действительно совершила поворот. Началась битва за космос, в результате которой в космическое путешествие вскоре отправился первый землянин — Юрий Гагарин. А на Западе сигналы «бип-бип-бип» привели к настоящему «пробуждению» научно-технического потенциала США. В срочном порядке были созданы две выдающиеся организации — NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства), у руля которой встал бывший штурмбаннфюрер СС Вернер фон Браун, настоящий отец всех ракетных разработок, которого до поры до времени стеснялись делать лицом американской космической программы, и DARPA (Агентство передовых оборонных исследовательских проектов), военные разработки которого, в частности, привели к созданию всемирной сети Интернет. От обычно неуступчивого Конгресса удалось получить согласие на выделение невиданных доселе средств на космические экспедиции — и всего за двенадцать лет первый американец добрался до Луны. Большие средства были выделены также на развитие естественных наук в школах и университетах. Между тем стремление США ликвидировать «отставание по ракетам» привело к дальнейшей эскалации гонки вооружений, ну а советских лидеров, начавших уже было разочаровываться в ортодоксальном коммунизме, нежданные космические успехи так окрылили, что агония социалистического строя затянулась еще на три десятилетия.
Шоураннеры относительно недавнего американского сериала в жанре «альтернативной истории» «Ради всего человечества» (For All Mankind)3 даже попытались усилить этот «отрезвляющий эффект» «красного космоса» и рассмотрели ситуацию, в которой 26 июня 1969 года США проиграли СССР еще и Лунную гонку: космонавт Алексей Леонов в их сериале успел высадиться на Луну первым и водрузить там красный флаг, громогласно объявив о безусловном технологическом превосходстве «марксистско-ленинского образа жизни», после чего американцы всё же не сдались и не закрыли свои программы, а принялись конкурировать с Советами в космосе на еще более высоком уровне. Парадоксальным образом именно очевидный и обидный проигрыш подстегивает западные демократии к продолжению космической экспансии, выводит их из спячки и стагнации.
Год Спутника
В нашей реальности Спутник, как и прочие достижения науки и техники, призванный формально вроде бы прививать людям всей планеты почтение к технической реальности и научному рационализму, наоборот, невольно способствовал погружению большей части человечества в глубины иррационального, сказочного и трансцендентного. Большинство людей никогда не обладало и не обладает знаниями, накопленными цивилизацией и легшими в основу передовой современной техники, а комфорт, приносимый ею, убаюкивает, расслабляет, делает всех нас беспомощными, легкоуязвимыми и боязливыми.
«Любая достаточно развитая технология неотличима от магии», — постулировал когда-то один из величайших фантастов (и инженеров) Артур Кларк. Но магия слишком быстро становится «нереальной» без ежедневной практической демонстрации, и если компьютеры, телевизоры и видеокамеры еще можно пощупать руками, то полеты в космос и уж тем более к иным планетам начинают восприниматься небывальщиной уже вскоре после их завершения. По мере освоения космоса отдельными представителями рода человеческого он не стал ближе и понятнее, а отношение к нему — более рациональным. Да и близость к космосу и космической технике самих космонавтов делает их порой едва ли не самыми суеверными людьми на свете.
Примечательно, что к 1957 году — Году Спутника — относится первая публикация дерзкого утопического романа Ивана Ефремова «Туманность Андромеды», ставшего знаменем новой волны в советской фантастике, избавлявшейся от пут «ближнего прицела» (отрывки из него печатались с начала года в журнале «Техника — молодежи», а в виде отдельной книги он впервые опубликован издательством «Молодая гвардия» в 1958 году).
В 1957 году была закончена и первая повесть братьев Стругацких («Извне»), в дальнейшем определявших «человеческое» лицо следующего этапа НФ-литературы, где в центре повествования не только технические достижения и утопические построения, но и сам человек со всеми его заботами. «Страна багровых туч», в немалой степени вдохновленная «Туманностью Андромеды» и появившаяся на следующий год, рассказывала о полете советских исследователей к Венере и о путешествии по коварной Урановой Голконде. Таким образом, прорыв самой настоящей фантастики в реальность и одновременно важнейшие преобразования в литературных жанрах, выходящих на свои новые рубежи, практически совпали, породив гремучую смесь из смелых ожиданий и смутных надежд. Позже разочарование в неизменно ускользавших от нас сказочных мирах и звездных дорогах («Пойдем?» — как безнадежно зовет Звездный Олень в начале романа Сергея Павлова «Лунная радуга» в 1980-х), обида на тех, для кого эти сказки все-таки стали реальностью, заставили население целых стран проваливаться в прошлое. А Аркадий Натанович и Борис Натанович уходили от нас осенними днями — 12 октября 1991 года и 19 ноября 2012 года — прошло уже десятилетие без Стругацких…
Впрочем, и у счастливчиков, которым технологии (и счет в банке) раскрывали двери в страну чудес, возникли свои комплексы — из-за ощущения полной нереальности происходящего, оторванности от привычной интуиции, погружения в какую-то призрачную «Матрицу», грозящую самой себе катастрофическим саморазоблачением. «Жизнь в банке», вожделенная для каждого сверхбогача, в буквальном смысле воплотилась в прошлогоднем депрессивном романе Виктора Пелевина «Transhumanism Inc.», максимально контрастирующем во всех смыслах с НФ-творениями 1950-х и пока, наверное, удерживающем в этом смысле «депрессивную» пальму первенства среди прочих его романов (включая и «Любовь к трем цукербринам») — в ожидании только-только представленного публике «KGBT+» 4.
Королёв-ГУЛАГ и «Фау-2»
Королёв — человек с фамилией, вызывающей «мессианские» ассоциации, вырвавшийся из ада ГУЛАГа и его шарашек, превративший наш мир в то, чем он ныне является, рационалист и мечтатель в одном лице, персонаж одновременно материальный и бесплотный (само его имя было рассекречено только после смерти) — он в каком-то смысле приурочил полет первого спутника к столетию со дня рождения «патриарха космонавтики» — Циолковского. Во всяком случае, единственное публичное заявление о предстоящем полете было сделано в сентябре 1957 года на конференции, посвященной Циолковскому (и сразу же после доклада Королёв улетел на Байконур для подготовки аппарата к старту). Нынешний юбилей Циолковского отметили, конечно, уже не столь зажигательно… Где-то краем прошло и сообщение о смерти 7 сентября 2022 года космонавта Валерия Полякова, когда-то проведшего на борту «Мира» вполне «марсианские» 437 дней и 17 часов (с 8 января 1994 года по 22 марта 1995 года). Конечно, «Мир» (как и МКС) не выходил за пределы земных радиационных поясов и таким образом был лучше защищен от космических лучей, чем грядущая экспедиция к Марсу, тем не менее…
24 октября желающие смогут также отметить 76-ю годовщину рекордного полета трофейной немецкой ракеты «Фау-2», за десять с лишним лет до советского «Спутника-1» показавшей американцам первые фотографии Земли из космоса.
В 1946 году, вскоре после окончания Второй мировой войны, американские инженеры и военные, испытывавшие вывезенные трофейные немецкие ракеты «Фау-2» в пустыне Нью-Мексико, решили прикреплять к ним кинокамеры, чтобы увидеть планету со стокилометровой высоты. В это же время, кстати, проводил испытания восстановленной трофейной техники и Сергей Королёв.
Эти зернистые черно-белые снимки были сделаны с высоты 101 км с помощью 35-миллиметровой кинокамеры, установленной на ракете под номером 13, запущенной с ракетного полигона «Уайт-Сэндс» («Белые Пески»). Бортовая камера DeVry, снимавшая кадры с частотой в полторы секунды, через несколько минут вместе с ракетой упала обратно на Землю, врезавшись при этом в грунт со скоростью 150 м/с. Камера была разбита, однако пленка, защищенная стальной кассетой, не пострадала.
Спасательная команда сразу же выехала в пустыню, чтобы найти кассету и передать ее в руки ученых. Прикомандированный к этой группе 19-летний военнослужащий Фред Ралли спустя много лет так передавал в интервью изданию Air & Space Magazine 5 реакцию ученых, увидевших неповрежденной пленку с драгоценными первыми кадрами: «Они были в восторге, скакали вверх-вниз, как дети. А когда потом фотографии впервые спроецировали на экран, то ученые просто сошли с ума». Сам Ралли в свои 19 лет еще не понимал всей значимости экспериментов, в которых он участвовал, ему тогда это казалось просто очередной рядовой работой на службе армии.
До 1946 года максимальная высота, с которой удавалось получить изображения земной поверхности, не превышала 22 км. Именно на такую высоту 11 ноября 1935 года поднялся стратосферный аэростат Explorer II с американцами Альбертом Стивенсом и Орвилом Андерсеном. Это был, конечно, еще далеко не космос, однако и этой высоты было достаточно, чтобы отчетливо различить кривизну планеты.
Камера на «Фау-2» позволила улучшить этот рекорд более чем в пять раз и ясно показать шарообразную Землю на фоне черноты космоса. Позже эксперименты с фотографированием планеты из космоса были продолжены с еще более впечатляющими результатами.
Журнал National Geographic в 1950 году опубликовал заметку Клайда Холлидея, инженера, который установил камеру и склеил затем вместе кадры так, чтобы получилась панорама Земли из космоса 6. Он писал, что фотографии с «Фау-2» впервые демонстрируют, «как наша Земля будет выглядеть для пришельцев с других планет, летящих к нам на космическом корабле».
Разумеется, американская армия запускала «Фау-2» в конце 1940-х годов не только ради красивых снимков. Десятки захваченных в конце войны немецких ракет, доставленных в «Уайт-Сэндс» в 300 железнодорожных вагонах, предназначались в первую очередь для изучения немецких технологий. Американские ракетчики на основе полученной информации стремились усовершенствовать конструкции собственных ракет, а ученым при этом было предложено устанавливать свои приборы в носовой части запускаемых конструкций для измерения температуры, давления, магнитных полей и других физических характеристик пока еще неизведанных верхних слоев атмосферы.
Холлидей работал в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса вместе с другими космическими первопроходцами вроде Джеймса Ван Аллена и Зигфрида Фреда Сингера, которые позже приняли активное участие в планировании первых спутниковых миссий США (благодаря большей открытости, настоящая наука стартовала именно с американских спутников, и радиционные пояса носят имя Ван Аллена). Сингер умер в апреле 2020-го и последние годы жизни, к сожалению, максимальную известность получил в качестве отрицателя глобального потепления.
Фотографии, полученные с камер «Фау-2», использовались еще и для того, чтобы анализировать поведение ракеты, и это была нелегкая задача. Инженерам-ракетчикам нужно было знать, как ракета движется через верхние слои атмосферы, а ученые хотели выяснить, с какого направления приходят космические лучи, которые регистрировали их приборы. Вряд ли кого-то интересовало, что эти фотографии могут рассказать о географии или метеорологии — по крайней мере, первоначально. Однако Холлидей уже тогда хорошо представлял будущую роль фотографии для изучения Земли. Сай О’Брайен, с 1950 года занимавшийся связями с общественностью Лаборатории прикладной физики, говорил, что Холлидей пытался донести до коллег идею о том, что фотографии сами по себе могут нести пользу науке.
В 1950 году в научных работах еще избегали называть «космосом» те места, куда долетали ракеты «Фау-2», писали лишь о «малоизученных и труднодостижимых верхних слоях атмосферы». В наши дни, несмотря на всю условность проведения черты в атмосфере, за которой простирается космическое пространство, вполне однозначно то, что находится выше 100 км, считается «космосом».
Есть понятие линии Кармана — высоты, которая считается верхней границей государств и одновременно границей, отделяющей земную атмосферу от космического пространства. Свое наименование она получила по фамилии американского инженера венгерского происхождения Теодора фон Кармана. Международная авиационная федерация (ФАИ) проводит такое разграничение на высоте 100 км над уровнем моря. В США, где расстояния предпочитают мерить в милях, граница космоса установлена на высоте 50 миль, т. е. 80,45 км. При этом в NASA всё же иногда придерживаются трактовки ФАИ, которая отказывается считать суборбитальными полеты ниже 100 км. В любом случае существенное количество молекул воздуха, способного тормозить и сжигать спутники, остается и за линией Кармана. А внешняя часть земной атмосферы, экзосфера, простирается до высоты 10 тыс. км и далее, но там встречаются в основном лишь атомы водорода, который постепенно улетучивается в окружающее космическое пространство.
Всего в период с 1946 по 1950 год в ходе полетов «Фау-2» было получено свыше тысячи снимков Земли «из космоса» , пока энтузиазм не угас, вернувшись с «настоящими спутниками»7.
Эти фотографии, демонстрирующие огромные просторы на юго-западе Америки, печатались в газетах и были тщательно изучены метеорологами из Бюро погоды США. В своей статье в National Geographic Холлидей сделал несколько прогнозов относительно того, к чему всё это может привести: «Результаты этих экспериментов говорят о том, что наступит время, когда камеры, установленные на управляемых ракетах, смогут осуществлять разведку вражеской территории во время войны и картографировать недоступные регионы Земли. В мирное время они будут вести съемку штормовых фронтов и образующейся облачности над всем континентом».
А первое путешествие в космос слегка модернизированная ракета «Фау-2» совершила еще в нацистской Германии в 1944 году, совершив экспериментальный вертикальный взлет и достигнув высоты в 188 км. Опять же по современным меркам это более чем полноценный суборбитальный космический полет. Разработчик ракеты, немецкий конструктор Вернер фон Браун, всегда мечтал о экспедициях к другим планетам.
Летчику-испытателю Эриху Варзицу, направленному в конце 1936 года для испытаний первого авиационного реактивного двигателя, фон Браун прямо обещал полеты на Луну: «Станете ли вы работать с нами и испытывать реактивный двигатель в воздухе? Тогда, Варзиц, вы станете знаменитым. А позднее мы полетим на Луну — с вами у штурвала!» Однако на пути к своей мечте Вернер фон Браун вступил в нацистскую партию, стал в 1943 году штурмбаннфюрером СС, использовал труд заключенных концлагерей и возглавил разработку для вермахта чудо-оружия возмездия, убившего и ранившего несколько тысяч мирных жителей — в основном в Лондоне.
От «Фау-2» к «Джеймсу Уэббу»
В этом году исполнялось 110 лет со дня рождения директора Центра космических полетов NASA и руководителя лунной программы США фон Брауна, а также 45 лет со дня его смерти, однако о сколько-нибудь широких празднованиях этих юбилеев не слышно, а триумфальный космический телескоп «Джеймс Уэбб», само имя которого должно было бы, конечно, отсылать к славнейшей эпохе «Аполлонов», несколько уклончиво отмечен именем номинального начальника фон Брауна — Джеймса Эдвина Уэбба, мало разбирающегося в технических деталях и отвечавшего в основном за финансовую сторону вопроса. Виной всему, разумеется, противоречивое прошлое штурмбаннфюрера СС фактического «отца» программы «Аполлон» 8.
Недосаточная популярность Уэбба наряду с подозрениями в его гомофобии привели к тому, что часть ученых предпочитает сейчас обходиться лишь нерасшифровываемой аббревиатурой нового телескопа — JWST.
Первый старт «Фау-2» (от Vergeltungswaffe, другое наименование — А-4, от Aggregat) состоялся в марте 1942 года, первый боевой пуск — в сентябре 1944-го, всего было запущено свыше 3 тыс. ракет. В качестве «оружия возмездия» такие ракеты оказались малоэффективны, и их роль свелась к запугиванию мирного населения — от каждой весьма дорогой в производстве ракеты в среднем погибли 1–2 человека, хотя некоторые взрывы ракет уносили с собой сотни жизней.
После войны «Фау-2» послужили прототипом для разработчиков первых баллистических ракет как в США, так и в СССР. Но если американцы получили в свои руки не только сдавшегося им фон Брауна со своей командой, подробные чертежи и около сотни готовых ракет, то советской стороне и Сергею Королёву достались лишь отдельные части без чертежей и технической документации, а также полторы сотни немецких специалистов, согласившихся работать над программой восстановления «Фау-2». Впрочем, основной полигон фон Брауна Пенемюнде был именно в советской зоне оккупации и обслуживал советскую программу испытательных запусков, поэтому уже в том же октябре 1946 года Королёв успешно запускал первые копии немецких «вундерваффе» и вскоре на их основе создал ту самую первую советскую баллистическую ракету малой дальности Р-1.
«Значение ракет А-4 и Р-1 нельзя преуменьшать, — писал ближайший соратник Сергея Королёва академик Борис Черток. — Это был прорыв в совершенно новую область техники» 9.
Разумеется, «Фау-2» не могли выводить спутники на орбиту или осуществлять межконтинентальные перелеты. Их дальность ограничивалась 380 км. У нацистов уже существовали проекты двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты, способной преодолевать 5 тыс. км и поражать объекты на территории США, а также система запуска ракет с подводных лодок для обстрела американских прибрежных городов, однако пустить в ход всё это до конца войны им так и не удалось.
Максим Борисов
1 trv-science.ru/2017/10/radiacionnoe-nachalo-kosmicheskoj-ery/
2 grani.ru/Society/Science/m.128171.html
3 kinopoisk.ru/series/1188415/
4 litres.ru/static/or4/view/or.html?baseurl=/pub/t/68010821.
5 airspacemag.com/space/the-first-photo-from-space-13721411/
6 public-media.si-cdn.com/filer/67/33/673346e6-fab6-47be-adf5-72dddde90723/v2-panorama.jpg
7 gazeta.ru/science/2021/10/23_a_14126533.shtml
8 books.google.ru/books/about/Powering_Apollo.html?id=-jjbAAAAMAAJ