Пионер космонавтики. Ари Штернфельд

«Он родился гением. Как иначе назвать человека, который в юности на арифмометре, взятом на ночь у соседа, точно вычислил траектории спутников и космических кораблей за много лет до их запуска?» — писала в 1995 году газета «Московская правда» по поводу 90‑летия Ари Абрамовича Штернфельда. Тогда же в московском Политехническом музее прошло торжественное собрание, посвященное памяти выдающегося ученого, лауреата международных премий по астронавтике, одного из основоположников космонавтики.

Проблемами космонавтики он стал заниматься в 20‑летнем возрасте. И последующие 55 лет были годами упорнейшего труда, сопровождаемого не только пренебрежением к космонавтике как науке со стороны официальных лиц и даже знаменитых ученых, но и тяжелыми сюрпризами, которые преподносила жизнь.

Ари Штернфельд родился в небольшом старинном польском городе Серадзе, недалеко от Лодзи. Запись в семейной родословной книге свидетельствует о том, что его далеким предком со стороны отца был знаменитый ученый — философ и астроном, врач Моше Маймонид (1135–1204); возможно, любовь к исследованию законов мироздания через много веков передалась потомку…

Интерес к точным наукам, физике и математике, Ари Штернфельд проявляет еще в гимназии, где после основных занятий он слушает вечерние лекции по теории относительности. По окончании гимназии Ари поступает в известный Ягеллонский университет в Кракове. Здесь он посещает семинары по экспериментальной физике, лекции по радиоактивному излучению.

В 1924 году, закончив первый курс университета, он едет во Францию, где поступает в Нансийский университет. Но приходится думать и о хлебе насущном. До начала занятий молодой человек отправляется в Париж, работает грузчиком на столичном рынке — «чреве Парижа», а позднее рабочим на автомобильном заводе «Рено».

После трех лет учебы, в течение которых будущий ученый жил в неотапливаемой комнате, часто недоедая, он получает долгожданный диплом инженера‑механика.

В Париже Штернфельд находит себе работу на неполную рабочую неделю и все свободное время посвящает делу своей жизни — космонавтике. С целью написать докторскую диссертацию на эту тему он поступает в знаменитую Сорбонну. Он изучает патентную и научно‑техническую литературу, опубликованную в разных странах, сам пишет статьи, вступает в переписку с К. Э. Циолковским. Благодаря Штернфельду, французские читатели впервые познакомились с работами и идеями русского ученого. Наконец подготовительная работа к диссертации была закончена. Однако научные руководители молодого ученого не осмелились взять на себя ответственность за полученные им результаты исследований о полетах в космос. Ему ничего не остается, как вернуться в Лодзь.

Вот как он сам вспоминает об этом периоде:

«Черновые страницы будущего “Введения в космонавтику” множились. Но не суждено им было, как я задумал, стать диссертацией о будущих космических полетах. Мои официальные научные руководители в Парижском университете отказались одобрить столь фантастическую тему докторской диссертации и предлагали заняться теорией резки металлов… Я отказался от этого предложения, решив все свои силы посвятить космонавтике и продолжать работу в этом направлении на свой страх и риск. Покинув Париж, я вернулся к своим родителям в Лодзь. На полтора года заперся в маленькой комнате, и рукопись была закончена. Это была нелегкая работа: каждый день — один шаг, одна машинописная страница. Если в Париже я имел к своим услугам огромный справочный аппарат, то в тогдашней Лодзи не было даже порядочной библиотеки, и я с трудом достал, пожалуй, единственную в этом городе таблицу натуральных логарифмов. В Париже я располагал электрической счетной машиной, здесь же время от времени не совсем легальным путем перекочевывал ко мне арифмометр: каждую субботу, в конце рабочего дня, выносил его тайком для меня из конторы один служащий большого завода, а в понедельник утром арифмометр опять стоял аккуратненько на своем месте…

Кроме того, в комнате было очень мало света (солнце туда никогда не заглядывало). И дышать было нечем, ибо даже окна открыть нельзя было — рядом во дворе находилась уборная общего пользования без канализации. В таких условиях я работал днями и ночами, доводя себя буквально до изнурения».

В 1933 году главный труд Ари Абрамовича Штернфельда, монография «Введение в космонавтику», был закончен, и 2 мая 1934 года автор докладывал о полученных им данных в Сорбонне.

Доклад прошел весьма успешно и был опубликован в трудах Академии наук Франции. Работа, представленная также Комитету астронавтики Французского астрономического общества, принесла ее автору международную поощрительную премию по астронавтике. Это была первая научная награда, первое международное признание Ари Штернфельда.

В эти 30‑е годы, когда над Европой сгущались тучи фашизма, а в СССР только начиналось становление собственной науки и промышленности, когда о полетах в космос не могло быть и речи и никто в Европе, кроме узкого круга специалистов, о космонавтике и слышать не хотел, Штернфельд пророчески предсказывает, что Советский Союз явится тем государством, которое сможет противостоять фашизму и первым «откроет путь к освоению космического пространства». Он пересылает экземпляр рукописи»Введения в космонавтику» советскому правительству и с женой Густавой принимает решение переехать из Франции в Россию на постоянное жительство. Многие тогда сочли это безумием, В 1935 году супруги приезжают сюда навсегда.

Приняв в 1936 году советское гражданство, Штернфельд приступает к своей деятельности в Реактивном научно‑исследовательском институте (РНИИ). Ему посчастливилось работать с такими крупными учеными — творцами реактивной техники, как С. П. Королев, В. П. Глушко, М. К. Тихонравов, Г. Э. Лангемак.

В 1935–1936 годах он дополняет рукопись «Введения в космонавтику» данными новых исследований, а один из руководителей института, Лангемак, переводит ее на русский язык. В 1937 году книга впервые издается в Москве и получает в высшей степени похвальные отзывы многих крупнейших ученых. Так, академик Б. В. Раушенбах писал: ««Введение в космонавтику» сыграло роль своеобразной энциклопедии, посвященной проблеме предстоящего освоения космического пространства. Неудивительно, что по этой книге учились многие из тех, кому в будущем предстояла практическая работа по завоеванию космоса».

В 1974 году в издательстве «Наука» вышло второе издание «Введения в космонавтику», В предисловии к нему автор пишет: «Я счастлив, что мой труд принес пользу. Наградой для меня являются слова благодарности, полученные мною от летчиков‑космонавтов СССР, в частности от В.И. Севастьянова, назвавшего “Введение в космонавтику” “большой книгой знаний, с помощью которой мы входили в космонавтику”».

В книге впервые на русском языке были широко использованы такие общепринятые теперь понятия, как «космонавтика», «космический полет», «космический корабль», «космодром», «космонавт». Автором были выполнены теоретические исследования траекторий космических полетов и космических скоростей, разработана проблема существования сезонов космической навигации.

По существу, в книге были заложены основы новой науки — науки о космических навигациях.

«В земных условиях, — отмечает Штернфельд, — мы привыкли к навигационным сезонам в водном транспорте. Известно, что вода замерзает. Но ведь в межпланетном пространстве, казалось бы, ничто не мешает движению: лети куда хочешь и когда хочешь. В действительности это не так, хотя в космосе нет замерзающих речек и озер. Но навигационные сезоны обусловлены совсем другими причинами, и необходимо с этим считаться». Здесь и влияние могучего притяжения Солнца, которому подвергнется корабль, выйдя из поля притяжения Земли, взаимное расположение и притяжение планет и ряд других факторов. Все эти факторы необходимо не только учитывать, но и использовать их с тем, чтобы расход топлива и масса ракеты были наименьшими. Время старта, стартовая скорость, направление запуска с учетом указанных факторов должны быть выбраны так, чтобы в момент сближения космического корабля с заданной целью эта цель находилась именно в заданном месте космического пространства.

За исследования многочисленных космических трасс и орбит искусственных спутников земли Штернфельда в ряде книг называют «штурманом звездных трасс».

Им, в частности, была предложена необычная траектория полета космического аппарата (ракеты), названная автором «обходной траекторией с предварительным удалением». При полете по такой траектории космический аппарат направляется не прямо к цели, а предварительно удаляется в обход, на значительное расстояние от нее и, лишь достигнув заданной наиболее удаленной точки, возвращается подругой ветви к намеченной цели. При этом увеличиваются путь и время полета, но значительно экономится топливо.

По аналогии с самолетной «мертвой петлей» ученый назвал эту траекторию астронавтической мертвой петлей.

Теория космической навигации позволила Штернфельду определить наиболее целесообразную траекторию полета к Марсу. Существовавшая до этого траектория обеспечивала возможность достичь нашего соседа в солнечной системе, но при условии, что космический корабль сразу же вернется на Землю.

«Конечно, жалко было бы немедленно возвращаться «домой», прежде чем участники экспедиции успеют осмотреться вокруг, — считает Ари Абрамович. — И, вообще, в таком случае экспедиция теряет всякий смысл». Ученый вводит, как он пишет, «небольшую коррекцию траектории». Именно эта маленькая коррекция траектории космического корабля может продлить пребывание экспедиции на Марсе до нескольких дней или недель, необходимых для исследования планеты.

Но несмотря на успех «Введения», Штернфельду снова придется работать в одиночку. В 1937 году его, бывшего иностранца, увольняют из института и никуда не принимают на работу. Возможно, это и спасло ученого, он не был репрессирован, как некоторые его коллеги по институту. Ему еще предстояло пережить и годы «борьбы» с так называемым космополитизмом.

«Особенности биографии отца, — вспоминает дочь Майя (один из авторов этой статьи), — дай, в конце концов, сама его фамилия были «неудобными». Недаром ему предлагали сменить ее на Звездина. Дескать, Штернфельд, если перевести с немецкого, означает «звездное поле». Он отказался».

Несмотря на все его хлопоты, в том числе обращение к Сталину, все последующие 43 года он фактически работал один, без сотрудников и помощников.

«Не имея возможности периодами действовать в коллективе, — вспоминал Ари Абрамович, — я работал в одиночку; писал книги и статьи, в которых излагал свои теоретические концепции, касающиеся разных аспектов космонавтики, главным образом орбит и межпланетных траекторий». Только в журнале «Техника — молодежи» им было опубликовано около полутора десятков статей.

В ноябре 1954 года, всего за три года до запуска первого спутника, он послал статью о космосе в журнал «Вопросы философии». Ученый так описывает свое посещение редакции: ««Диалектика космических полетов? Каких полетов?» — удивились наши философы. Конечно, статью отвергли. А в январе 1960 года меня пригласили на заседание редакционной коллегии этого же журнала. Речь шла об упомянутой статье. И что же? Ее опубликовали в седьмом номере того же года с рекомендательным примечанием редакции».

За год до запуска первого искусственного спутника земли, в 1956 году, Штернфельд выпускает новую книгу, «Искусственные спутники земли», вызвавшую настоящую сенсацию. «Большое спасибо за эту чудесную книгу, по которой мы, космонавты, учимся», — напишут автору космонавты.

С запуском искусственного спутника в СССР имя Штернфельда становится всемирно известным.

Его избирают почетным гражданином города Серадзе, в котором он родился, Нансийский университет присваивает ему степень доктора физико‑математических наук, а Академия наук СССР — доктора технических наук «хонорис кауза». До него лишь 11 человек удостаивались этой чести.

С 1965 года Штернфельд — заслуженный деятель науки и техники России, с 1966 года — почетный член Академии наук Лотарингии.

Вторую международную премию по астронавтике, премию Галабера, Штернфельду присуждают в то же время, что и первому в мире летчику‑космонавту Юрию Гагарину. Но ни разу, в том числе и с Гагариным, не выпустили его за границу для получения премий и званий.

Труды Ари Абрамовича Штернфельда изданы более 85 раз на 40 языках в 39 странах пяти континентов. Они продолжают издаваться и в настоящее время, после смерти ученого в 1980 году, составляются по материалам ученого его друзьями и сразу становятся библиографической редкостью.

Ари Штернфельд был не только крупным теоретиком, но и блестящим популяризатором науки. Его научно‑популярные произведения, раскрывающие «тайны» и парадоксы космонавтики, печатались многими журналами во многих странах и могут быть поставлены в один ряд с научно‑популярными работами таких авторов, как К. Э. Циолковский и Я. И. Перельман.

Новеллы о парадоксах космонавтики послужили поводом к тому, что его, как вспоминал ученый, «наподобие Оскара Уайльда прозвали на страницах печати ряда зарубежных стран Лордом Парадоксом». Книга «Парадоксы космонавтики» вышла уже после смерти Штернфельда.

Парадоксальность заключалась в необычных, порой противоположных оценкахявлений на земле и в космосе.

Приведем несколько отрывков из последней работы Штернфельда «Раздумья о космонавтике».

— В 12 часов дня с космодрома в сторону Венеры была пущена ракета со скоростью порядка 11,5 км/с. Через 12 часов с того же космодрома в том же направлении была послана вторая ракета со скоростью в 1,4 раза больше. Когда она догонит первую?

«Казалось бы, — пишет ученый, — это очень легко рассчитать по схеме, известной нам из школьных уроков арифметики. Между тем эта вторая ракета никогда не догонит первую и даже полетит в противоположном направлении… далеко к орбите Плутона».

— Как экономичнее долететь до Луны и вернуться на Землю?

Оказывается, обогнуть Луну на спутнике и вернуться на Землю легче, чем осуществить такой полет с посадкой на Луне, так как прилунение и последующий взлет потребуют больших дополнительных затрат топлива.

Именно так и поступил экипаж «Аполлона‑13», когда на корабле вышла из строя энергетическая установка и была дана команда возвращаться на Землю. Для этого космонавты Ловелл, Суиджерт и Хейс сначала облетели Луну и лишь затем скорректировали траекторию полета, чтобы приводниться в заданном районе.

— Был ли Тунгусский метеорит космическим кораблем, посланным марсианами?

В те уже далекие 50‑е годы нашего века такая мысль имела хождение, и Штернфельда попросили прояснить ее. «После ряда расчетов, — пишет Ари Абрамович, — я пришел к заключению, что не только в день падения метеорита, 30 июня 1908 года, но и в течение всего этого года никакой марсианский корабль (если бы такой существовал) не мог прилететь по логически обоснованной траектории». Вопрос об искусственном происхождении Тунгусского метеорита был закрыт.

Ари Штернфельд был горячим сторонником мира. Опровергая существовавшее мнение, что война способствует развитию ракетной техники и тем самым приближает эру межпланетных путешествий, он заявлял: «Мы убеждены, что человечество, освободившееся от призрака войны, гораздо быстрее достигнет этой своей давнишней и вечно юной мечты».

В 1980 году вышла книга о жизни Штернфельда — в Польше, а в 1987‑м — у нас, в России. В обращении к ее читателям космонавт Севастьянов писал: «Этот выдающийся представитель советской и мировой науки, ученый‑гуманист, пионер космонавтики заслуживает, чтобы о его жизни и творчестве знал каждый образованный человек».

На доме № 3/17 в Малом Патриаршем переулке в Москве, где он жил последние 10 лет, установлена мемориальная доска. Имеются мемориальные доски и в городе Серове Свердловской области, где он находился в эвакуации и преподавал во время войны,и на его родине, в городе Серадзе. Его именем названы улица в Лодзи и площадь в новом израильском городе Кирьят‑Экрон, а также кратер на обратной стороне Луны. Одна из самых известных обоснованных и рассчитанных им траекторий получила в науке наименование «штернфельдовской».

На Новодевичьем кладбище в Москве, где похоронен ученый, на его могиле установлен памятник работы друга семьи, известного московского скульптора и художника Фаины Самойловны Хазан, живущей в настоящее время в Бостоне. Памятник выполнен в виде большой, в человеческий рост, открытой книги, на одной «странице» которой — барельеф головы ученого и надпись: Ари Штернфельд. Пионер космонавтики, 14.5.1905–5.7.1980. На другой «странице», внизу, — траектории полета космического аппарата для случая возвращения его с искусственного спутника (планеты) на Землю. Окружность, в центре которой находится Земля, представляет собой орбиту спутника, внутренней штриховой линией обозначена теоретическая кратчайшая траектория возвращения аппарата на Землю, а сплошной — «штернфельдовская», «обходная траектория с предварительным удалением». Над траекториями надпись на латыни, удивительно точно отражающая жизненный путь Ари Штернфельда: «Через тернии к звездам».

(Опубликовано в № 56, декабрь 1996)

____________________________________

Читайте нас в Телеграм