© сайт "Знания-сила".
Читайте начало, часть 1

Работы Циолковского по космонавтике

Основное место в научном творчестве К.Э. Циолковского занимают вопросы ракетодинамики и космонавтики.

Наиболее ранние записи Циолковского по вопросам межпланетных сообщений относятся к 1878-1879 годам, когда он начал составлять "астрономические чертежи", тогда же им был сконструирован прибор для изучения действия на живой организм ускорения силы тяжести. Первой научной работой, в которой ученый высказал мысль о возможности использования принципа реактивного движения для перемещения в мировом пространстве, была монография «Свободное пространство» (1883).

В 1903 году в журнале «Научное обозрение №5» Циолковский опубликовал работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в которой впервые была научно обоснована возможность осуществления космических полетов при помощи жидкостных ракет и даны основные расчетные формулы их полета. Константин Эдуардович Циолковский был первым в истории науки, кто строго сформулировал и исследовал прямолинейное движение ракет как тел переменной массы. В архиве Российской Академии наук сохранился листок, датированный 10 мая 1897 года, на котором была дана формула, устанавливающая зависимость между скоростью ракеты в любой момент времени, скоростью истечения газа из сопла двигателя, массой ракеты и массой израсходованных взрывчатых веществ:

Vmax = V * Ln ( Мо / Мk ) = V * Ln ( 1+Мт / Мk ),

где: Vmax - скорость ракеты; V - эффективная скорость истечения продуктов сгорания из сопла ракетного двигателя; Мо - начальная (стартовая) масса ракеты; Mk - масса ракеты без топлива (в конце работы ракетного двигателя на активном участке траектории полёта ракеты); Мт - масса выгоревшего топлива.Открытие Циолковского указало основные пути совершенствования ракет: повышение скорости истечения газа и увеличения относительного запаса горючего.

Вторая часть труда «Исследование мировых пространств реактивными приборами» была опубликована в 1911-1912 годах в журнале «Вестник воздухоплавания». В 1914 году вышло дополнение к первой и второй части труда того же названия отдельной брошюрой в издании автора. В 1926 году работа «Исследование мировых пространств реактивными приборами» была переиздана с некоторыми дополнениями и изменениями.

Особенностью творческого метода учёного было единство научно-теоретического исследования и анализ и разработка возможных путей их практического осуществления. Циолковский научно обосновал проблемы, связанные с ракетным космическим полетом. Детально рассмотрел всё, что касается ракеты (одно- и многоступенчатой): законы движения ракеты, принцип её конструкции, вопросы энергетики, управления, проведение испытаний, обеспечения надежности систем, создание приемлемых условий обитаемости и даже подбор психологически совместимого экипажа. Циолковский не ограничился тем, что указал на средство проникновения человека в космос — ракету, но и дал подробное описание двигателя. Пророческими оказались идеи Циолковского о выборе жидкого двухкомпонентного топлива, о регенеративном охлаждении камеры сгорания и сопла двигателя компонентами топлива, керамической изоляции элементов конструкции, раздельном хранении и насосной подаче компонентов топлива в камеру сгорания, об управлении вектором тяги путём поворота выходной части сопла и газовыми рулями.

Думал Константин Эдуардович и о возможности использования других видов топлива, в частности, энергии распада атомов. Мысль об этом он высказал в 1911 году. В том же году Циолковский выдвинул идею создания электрореактивных двигателей, указав, что "может быть с помощью электричества можно будет со временем придавать громадную скорость выбрасываемым из реактивного прибора частицам".

В 1926 году Циолковский для достижения первой космической скорости предложил применить двухступенчатую ракету, а в 1929 году в работе «Космические ракетные поезда» дал стройную математическую теорию многоступенчатой ракеты, в 1934-1935 гг. в рукописи «Основы построения газовых машин, моторов и летательных аппаратов» предложил еще один способ достижения космических скоростей, получивший название "эскадры ракет".

Особенно большое значение придавал ученый проблеме создания межпланетных станций. В решении этой задачи он видел возможность осуществления давней мечты о завоевании человеком околосолнечного пространства, создания в будущем "эфирных поселений". Циолковский наметил грандиозный план завоевания мировых пространств, который в настоящее время успешно осуществляется.

Перу Циолковского принадлежит много научно-фантастических произведений: «Вне Земли», «На Луне», «Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения» и другие, которые являются прекрасным образцом научно-фантастической литературы. В них глубоко научно излагаются основные положения науки о звездоплавании, принципиальные основы устройства средств ракетной техники, подчеркивается значение для людей освоения просторов Вселенной. В повести «Вне Земли» красной нитью проходит идея интернационализма в космических исследованиях.

Работы К.Э. Циолковского по ракетодинамике и теории межпланетных сообщений были первыми строго научными изысканиями в мировой научно-технической литературе. "Время иногда неумолимо стирает облики прошлого, но идеи и труды Константина Эдуардовича будут все более и более привлекать к себе внимание по мере дальнейшего развития ракетной техники", — такую оценку Циолковскому-ученому дал Сергей Павлович Королёв.