А. Штернфельд

Этот день — переход от неизвестности к признанию. На родине дорога к техническому образованию была закрыта. Но что сулит ему Франция, сумеет ли там прокормить себя полунищий студент-эмигрант? Как согреться в мансарде на улице Жан-Лямур? Одаренному выпускнику Института механики Нансийского университета предлагают работу над диссертацией по резанию металлов. Вправе ли он отказаться от стипендии и от обеспеченного будущего ради какой-то сомнительной космонавтики? Правда, безработица инженеру Штернфельду не грозит — он еще студентом не раз выполнял заказы парижских предприятий и фирм, заменяя в едином лице небольшое конструкторское бюро. Но как совместить работу для заработка с занятиями наукой? Космонавтика — это прежде всего ракеты. Конструированием ракет, поисками ракетного топлива и занимались в те годы энтузиасты в СССР, Германии, США. Но у них были мастерские и лаборатории, а сможет ли Штернфельд обогатить космонавтику, работая дома, в библиотеке? Хорошо, его козырем будут точные вычисления!

Наибольшим авторитетом во Франции был Робер Эно-Пельтри, один из первых летчиков и авиаконструкторов, впервые на Западе заговоривший о космических полетах. В 1928 году он пробовал применить теорию относительности, но Штернфельд нашел погрешность в его построениях и отменил установленное Эно-Пельтри «вето природы», запрещавшее человеку полеты за пределы Солнечной системы. Точные расчеты Штернфельда, с которыми согласился и Эно-Пельтри, показали, что это возможно в течение человеческой жизни.

Но прежде чем приняться за вычисления, Штернфельд раскопал в парижских библиотеках много материалов по истории космонавтики. Он возвратил научному миру забытые труды конструкторов ракет — русского военного инженера К. И. Константинова, поляка Казимира Семенó и других. В государственном архиве в Лондоне Штернфельд отыскал патент на имя Ч. Голайтли, который считался утерянным. Он прослеживал космическую тему в фольклоре и художественной литературе. Штернфельд интересовался возрастом древнейших преданий о полетах в космос, отделял разумные идеи от несбыточных.

А вот научных данных часто не хватало. Например, почти ничего не было известно о влиянии перегрузок на организм человека. Штернфельд сам подвергался испытаниям на центрифуге аэродинамической лаборатории в Сен-Сире под Парижем. Чтобы смягчить перегрузки, он предложил «индивидуально пригнанный футляр» для экипажа космического корабля. Эта идея оказалась продуктивной: в годы войны в американской авиации применялись специальные костюмы, а позже они появились и в других странах.

Точные расчеты поглощали все время и силы Штернфельда. В 1932 году он приехал из Франции в Лодзь заканчивать работу над рукописью, начатой в Париже. Полтора года провел ученый в комнате, в которую не заглядывало солнце, где нельзя было открыть окно. С большим трудом достал единственную в городе таблицу натуральных логарифмов. В Париже Штернфельду доводилось работать на электрической счетной машине, здесь же ему каждую субботу тайком выносили из заводской конторы арифмометр, и до понедельника работа шла быстрее...

Перелом наметился, когда Штернфельд вернулся во Францию и привез подготовленную им рукопись. В начале 1934 года он дважды выступил с докладами во французской Академии наук. В том же году эти доклады были опубликованы в «Трудах» Академии — впервые работы по космонавтике получили статус респектабельного академического трактата. В мае — выступление а Сорбонне, где цвет ученого мира с интересом слушал молодого инженера. В аудитории Декарта собрались «бессмертные», а также будущие академики и Нобелевские лауреаты — Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, Поль Ланжевен, Эрнест Эсклангон, Жан Перрен, Робер Эно-Пельтри, Поль Хельброннер и многие другие.

Наконец — 6 июня. В этот летний день Комитет астронавтики при Французском астрономическом обществе присудил А. Штернфельду Международную премию по астронавтике. «Все члены Комитета выразили восхищение Вашим трудом», — писал лауреату Андрэ Луи-Гирш, один из активнейших деятелей Комитета астронавтики и учредитель (совместно с Эно-Пельтри) международной премии.

Это был триумф. До сих пор Ари был в глазах многих чудаком, одержимым проектами, теперь его признали специалисты.

За признанием последовали выгодные предложения. Но все чаще мысли Штернфельда обращались к Советскому Союзу. Уже несколько лет он переписывался с К.Э. Циолковским. По его книге «Исследование мировых пространств реактивными приборами» Штернфельд учил в Париже русский язык. Он же первый и познакомил Францию с именем Циолковского — в 1930 году напечатал в «Юманите» статью о межпланетных полетах и рассказал в ней о великом основоположнике космонавтики. Забегая вперед, скажем: 13 апреля 1961 года, на следующий день после полета Ю. Гагарина, «Юманите» перепечатала большую часть той статьи Штернфельда, в которой он пророчески предсказал: «Только социалистическое общество откроет путь к освоению космического пространства».

Эти слова не были случайными. А. Штернфельд сознавал историческую прогрессивность социализма, верил в великие возможности СССР. Эту веру разделяли с ним жена — коммунистка и старшая сестра — член подпольной компартии Польши.

Летом 1935 года Штернфельд приехал с женой в Москву, а вскоре принял советское гражданство. Через много лет он писал: «Я всегда верил в торжество космонавтических идей. И не удивительно, что, выбирая между Западом и Востоком, я без колебаний выбрал Восток. И именно на «Востоке» взлетел Гагарин, на «Востоках» летали Титов, Николаев, Попович, Быковский, Терешкова».

Свою рукопись Штернфельд отослал в СССР еще раньше. Если сама она была встречена с интересом, то название вызвало возражения. Более принятым был в то время термин «астронавтика», а известный популяризатор науки Я. Перельман предлагал называть новую науку «звездоплаванием». Штернфельд же отстаивал слово «космонавтика», «...ибо определение науки, изучающей движение в межпланетном пространстве, должно дать понятие о среде, в которой предполагается движение (космос), но не об одной из возможных его целей». Но прошло еще лет двадцать, прежде чем окончательно сняли кавычки со слова «космонавтика». Именно Штернфельд впервые ввел его в обиход.

В Москве Штернфельд активно работал в Реактивном НИИ с С. П. Королевым, В. П. Глушко, М. К. Тихонравовым, Ю. А. Победоносцевым и другими пионерами советской ракетной техники. Он дополнил свой труд новыми результатами, и 15 августа 1937 года рукопись «Введение в космонавтику» была подписана к печати. Так Штернфельд стал автором одной из первых в мире монографий по космонавтике. Наиболее важным из сделанных в Москве добавлений к привезенной из Франции рукописи была разработка теории составной (многоступенчатой) ракеты. Впервые заговорил о составных ракетах Циолковский, он же вывел формулу их движения. Штернфельд существенно продвинул исследования Циолковского, рассмотрел более сложные случаи и привел ряд новых формул. Это отметил в 1938 году в рецензии на книгу М. К. Тихонравов: «Автор подробно останавливается на проблемах ракет для исследования стратосферы и составной ракеты. Теория последней дается в книге А. Штернфельда впервые». Надо ли добавлять то, что известно сейчас каждому? Ведь только с помощью многоступенчатых ракет оказалось возможным вывести в космическое пространство корабли, только благодаря им сегодняшние успехи в освоении космоса столь впечатляющи.

Наиболее принципиальным был в то время вопрос о практической возможности космического полета. Как было убедить всех, что это осуществится не в XXI веке, а гораздо раньше? Как снять упреки в несерьезности и даже шарлатанстве? Ведь ракета — единственное средство выхода за пределы атмосферы — отнюдь не была новинкой. Фейерверки устраиваются уже более тысячи лет, известны и боевые, и сигнальные, и спасательные ракеты. В XIX веке ракетные подразделения имелись во всех крупных армиях Европы и Азии. Уже тогда пороховая ракета имела вес до 80 кг, поднималась до высоты 2,7 км, а дальность ее полета составляла 7,5 км. Спустя почти сто лет потолок ракеты удалось довести всего до 18 км. Не так уж много. Даже стратостаты в середине тридцатых годов поднимались выше...

К. Э. Циолковский с 1903 года не раз заявлял, что возможности пороховых ракет близки к предельным. Он предложил перейти на ракеты с жидким топливом. Но тут приходилось начинать практически с нуля, никаких идей в этой области не было. Опыты с жидкостными ракетами начались в двадцатых годах, а в 1926 году американец Р. Годдард впервые осуществил запуск такой ракеты. В 1931 году взлетела первая в Европе жидкостная ракета, разработанная И. Винклером (Германия). В СССР работа над жидкостными двигателями велась в Газодинамической лаборатории с 1930 года. Но эти ракеты еще не могли подняться выше обычных самолетов и даже аппаратов легче воздуха. Мало кто предвидел разительный прогресс техники, трудно было ожидать, что уже во время второй мировой войны в СССР, США и Германии будут испытаны самолеты с жидкостными реактивными двигателями, а реактивные снаряды «Фау-2» поднимутся на высоту более ста километров. Все это дало основание Штернфельду написать: «Многие думают, что для завоевания солнечной системы необходимо совершить революцию в технике. Это не так. Проникновение человека в межпланетное пространство осуществляется постепенно, вместе с развитием техники».

Людям, мало сведущим в космонавтике, казалось, что для полетов к другим планетам потребуется фантастически огромный запас топлива: ведь лететь так далеко! На самом же деле достаточно нескольких минут работы двигателя, а дальше ракета пойдет по инерции. Но по какой траектории?

Огромное число возможных маршрутов соединяет два небесных тела. Но среди них есть разумные и неразумные. Невыгодно, например, отправить космический корабль на Марс по прямолинейной траектории — для этого потребовалось бы придать ему гигантскую скорость. Куда проще воспользоваться эллиптической орбитой и лететь в три раза медленнее. Полет в этом случае продлится почти пять месяцев. Если это слишком долго, то можно выбрать параболическую траекторию и запустить корабль со скоростью 16,7 км/сек. Полет по такому маршруту займет всего 70 суток.

Штернфельд стал космическим штурманом. Он доказал, что одни орбиты в десятки раз экономичнее (с точки зрения расхода топлива) других. Оказалось, что в космосе более длинный обходной маршрут чаще предпочтительнее короткого. Дело в том, что к развиваемой двигателем скорости приплюсовывается огромная скорость движения Земли вокруг Солнца. А во время инерционного полета корабль подчиняется в точности тем же законам небесной механики, что и естественные космические тела. Применив эти законы, Штернфельд рассчитал сотни экономических траекторий полетов к планетам. Во «Введении в космонавтику» приведены таблицы с параметрами эллиптических орбит, по которым возможен облет планет и возвращение на Землю.

Многие ученые, не отличавшиеся прозорливостью, относились к вычислению орбит для космических кораблей как к неслыханной блажи. Они не верили, что стоят на поре космической эры.

4 октября 1957 года

Штернфельд надеялся вскоре после «Введения в космонавтику» издать научно-популярный вариант книги. Но этому надолго помешала война.

Нелегкой была жизнь в эвакуации на Урале. Шесть дней в неделю преподаватель Штернфельд давал до десяти уроков в день в Серовском металлургическом техникуме. Вел чуть ли не все предметы: физику и детали машин, проектирование и машиноведение... Ходил за много километров в тайгу искать грибы и шиповник... Сажал на целинной земле картошку, которую два года подряд выкапывали для себя другие... Он еще не знал, что в Лодзинском гетто погибнут его родители, а с ними его архив до 1935 года, в том числе письма Циолковского... Ночами он вычислял орбиты полета космических кораблей...

В предновогодний вечер 1942 года собрались преподаватели за столом, на котором стояли самовар и бутылка самогона, а на закуску — скудный дневной паек. До фантазий ли тут — холодно, голодно, дом далеко, немцы под Москвой и Ленинградом! А чудак-учитель завел разговор о путешествиях на другие планеты. «Я уступаю за рюмочку свой билет на межпланетный рейс», — пошутил кто-то. В ответ Штернфельд обнял своих маленьких дочерей и сказал: «Им рюмочки не дадим. Они наверняка полетят в космос. Ведь это так просто!»

Его дочери не полетели. Но спустя двадцать с небольшим лет совершила космический рейс их ровесница — Валентина Терешкова.

С новой энергией принимается Штернфельд пропагандировать космонавтику после войны. Для пионеров космонавтики выступления перед широкой публикой всегда были задачей не менее важной, чем собственно научная работа. Идея полета в космос всегда нуждалась в сторонниках. Корреспонденции, статьи, фантастические (но научно обоснованные) репортажи, космические парадоксы А. Штернфельда появлялись в тысячах газет и журналов на всех континентах. Чутко откликается ученый и на «космические сенсации». Так, когда распространилась гипотеза о том, что Тунгусский метеорит был космическим кораблем, Штернфельд рассчитал, что «марсиане» тут ни при чем — ни одна разумная трасса не могла их привести 30 июня 1908 года на Землю. Попутно оказалось, что в космической навигации есть сезонность — например, за период с 18 октября 1907 года по 14 июня 1909 года ни один энергетически выгодный маршрут не вел с Марса на Землю. С интересом слушали сообщение об этом участники Третьей метеоритной конференции...

И настал день, когда в космонавтику поверили все: 4 октября 1957 года впервые на околоземную орбиту был выведен советский искусственный спутник Земли. Началась космическая эра. Это был звездный час пионера космонавтики Ари Штернфельда. Дело его жизни восторжествовало, мечта стала реальностью. Он ждал этого дня. За год до запуска спутника вышла его книга «Искусственные спутники Земли». Еще в конце 20-х годов он относил начало полетов в космос к 50-м годам. Никогда не позволял себе Штернфельд увлечься беспочвенной фантазией. А ведь не всем удавалось сдерживать себя. Например, Эно-Пельтри, обуреваемый скорее мечтой, чем расчетом, писал в 1930 году в своей книге «Астронавтика». «Современное состояние техники заставляет полагать автора настоящей книги, что полет на Луну с последующим возвращением на Землю может быть осуществлен в течение ближайших десяти лет». Через долгих двадцать семь лет умирающий Эно-Пельтри был счастлив узнать про запуск первого искусственного спутника...

Космонавтика стала признанной наукой, а имя Штернфельда — популярным. Первым наградил своего питомца Нансийский университет, присвоив ему степень доктора физико-математических наук. Не забыли его и в Польше: теперь Штернфельд — почетный гражданин своего родного города. Диплом о присвоении Штернфельду Академией наук СССР ученой степени доктора технических наук имеет номер 12. Ари Штернфельд — почетный член Академии и общества наук Лотарингии.

Долгие годы Штернфельд был единственным среди советских ученых обладателем «Международной премии по астронавтике» (ее прекратили присуждать в 1939 году). В 1958 году французский промышленник Анри Галабер учредил новую международную премию за выдающиеся достижения в освоении космического пространства, и премию Галабера А. А. Штернфельд получил уже вместе с первым космонавтом Ю. А. Гагариным.

16 октября 1974 года

Если ученый написал несколько книг, которые издавались более 80 раз и переводились на 36 языков, то будет ли для него событием очередное переиздание? Наверное, не всегда. А для Штернфельда день подписания к печати второго издания «Введения в космонавтику» — один из счастливейших в жизни.

Эта книга, которая явилась, по словам лауреата Ленинской и Государственной премий академика В. П. Глушко, «выдающимся событием в 30-х годах», — подлинный памятник научной мысли. Многие полновесные идеи были впервые в истории космонавтики высказаны в этом труде. Часть из них касается движения ракеты в атмосфере и в безвоздушном пространстве. Другие относятся к конструкции ракеты. Штернфельд вывел новые формулы реактивного движения, позаботился о сигнализации в межпланетном пространстве и об отсчете пройденного пути.

Большинство идей Штернфельда нашло подтверждение в практике. И не беда, что некоторые (как, например, идея об указателе пройденного расстояния — одографе) не сбылись: это значит, что космонавтика пошла по другому пути. Есть в книге и идеи, которые, вероятно, так и останутся лишь в ней. Среди них — оригинальный расчет, позволяющий заметно уменьшить вторую космическую скорость с 11,2 км/сек до 5,8 км/сек. Правда, для этого понадобится... тоннель, проходящий через центр Земли.

Главное достижение Штернфельда — это рассчитанные им траектории полетов космических кораблей. В бюллетенях, изданных Нансийским ученым обществом и Варшавским институтом авиации, сопоставлялись орбиты из «Введения в космонавтику» с орбитами запущенных в космос автоматических кораблей. Особенно хорошее совпадение — для первой, второй и третьей советских искусственных планет «Луна-1», «Венера-1» и «Марс-1» и для американских космических аппаратов «Пионер-4», «Пионер-5» и «Рейнджер-3». Сравнение основных параметров показало, что действительные орбиты незначительно отличаются от рассчитанных Штернфельдом.

«Введение в космонавтику» — гордость советской науки. В 1938 и 1939 годах «Введение в космонавтику» выставлялось в советском павильоне на Всемирной выставке в Нью-Йорке. Но эта книга — не только памятник. По ней и сейчас учатся космонавты, один из которых — В. И. Севастьянов — назвал «Введение в космонавтику» «большой книгой знаний, с помощью которой мы входили в Космонавтику».

Всю жизнь Штернфельд работал на будущее. Теперь, в семьдесят с лишним лет, персональный пенсионер Штернфельд мог бы позволить себе и отдохнуть. Но по-прежнему в его квартире шумят две электрические счетные машины. По-прежнему вставляется чистый лист бумаги в дежурную пишущую машинку — специально для записи неожиданных идей. Ари Штернфельд продолжает плодотворно работать.