Фридрих Цандер: пионер советской ракетно-космической отрасли из Риги

Рижский ученый Фридрих Артурович Цандер (1887-1933), пионер советской ракетной техники, даже детей своих назвал «по-космическому»: Меркьюри и Астра. Вся жизнь, каждый его помысел были самоотверженно отданы науке – в его истории пример для многих ученых, которые ответственность за свою непродуктивность перекладывают на «государство», которое «не обеспечивает» их потенциально выдающиеся научные разработки.

«Уже с детства я любил стоять у окна и смотреть на звезды в темные зимние вечера. Мой отец был большим любителем естествознания, ряд лет активно работал в музее, в котором он нам показывал чучела птиц и зверей всевозможных пород, а также остовы и части ископаемых допотопных животных и метеорные камни, упавшие с неба. В 1894 году, когда мне было семь лет, он ездил в Баку и Закаспийскую область и привез оттуда всевозможных крабов, ящериц, варанов, черепах, змей и т. п. Мы, дети, конечно, сильно восприняли все это. Одновременно нам рассказывали о том, что представляют собой звезды, Луна и планеты, и прибавляли при этом, что там можно найти новых животных, более причудливой формы. Дети слышат лишь половину сказанного, так и я, помню, сильно огорчился и даже заплакал, когда мне сказали, что туда еще нельзя полететь», — запечатлел впоследствии Фридрих Артурович в автобиографии.

С другой стороны, его сильно навигационные приборы, которые он увидел в мореходном училище, где служили друзья отца. Интерес к астрономии подогревался большой семейной библиотекой, в которой Фридрих больше всего любил Жюля Верна, а именно «С Земли на Луну» и «Вокруг Луны». Нужно отметить, что Жюль Верн отметился в биографиях многих пионеров ракетной техники: его книги 30 лет спустя дождались поколения, которое начало воплощать мечты о космических путешествиях.

«Рассказы про полеты Г. Лилиенталя в Германии и пущенные отцом высоко воздушные змеи возбудили во мне рано вопрос: нельзя ли будет мне самому добиваться перелета на другие планеты? А в последнем классе Рижского городского реального училища перед зимними каникулами наш преподаватель прочел нам часть статьи, написанной К.Э. Циолковским в 1903 году, под названием «Исследование мировых пространств реактивными приборами», — записал Цандер. В 1905 году он закончил училище лучшим выпускником и, по предоставленной привилегии, был зачислен на механическое отделение Рижского политехнического института. Однако напуганная революцией 1905 года администрация временно закрывает институт, и Цандер уехал учиться в Данциг (сейчас польский Гданьск), слушателем в Высшем техническом училище на машиностроительном отделении. В 1907 году Рижский политех снова открывают, и Фридрих Цандер вернулся в родной город. Он участвует в деятельности Первого Рижского студенческого общества воздухоплавания и техники полета, где строил планеры и пропагандировал идею полетов на аппаратах тяжелее воздуха.

18 сентября 1908 года Цандер заводит специальную тетрадь «Космические (эфирные) корабли, которые обеспечат сообщение между звездами. Движение в мировом пространстве», в которую регулярно записывал расчеты и идеи по космической тематике. Со временем тетрадь превратилась в уникальный справочник, который, будь он издан в 20-х годах, принес бы составителю мировую известность. Впрочем, Цандер вел записи стенографическим кодом, и до сих пор не вся информация из тетради расшифрована.

В 1909 году талантливого студента Политеха осенила идея использования отработанных ступеней ракеты в качестве топлива (до сих пор человечество не достигло такого уровня, чтобы в полете разобрать предыдущую ступень и сжечь ее в двигателе последующей ступени!). Крылатые аппараты и идея сжигания в ракетном двигателе металла будут заметны во всей его последующей работе.

Противостояние Марса, комета Галлея, солнечное затмение – вся эта череда астрономических событий подогревает интерес публики к деятельности Рижского общества воздухоплавания. В 1910 Цандер придумывает варианты космического лифта как станции, висящей в точке равного притяжения Земли и Луны, или даже соединения Земли и Луны тросом. Но расчеты неумолимы: лучшая сталь того времени не выдержит таких нагрузок. Сейчас, кстати, появились материалы, которые действительно можно было бы использовать: кевлар, дайнема, арамид…

В том же году Фридрих предлагает использовать для движения космических аппаратов магнитное поле Земли – и ведь эта идея сейчас успешно реализована! Магнитное поле используют для ориентации спутников, проводятся эксперименты с ускорением или торможением с опорой на магнитное поле.

В 1914 году Фридрих с отличием закончил институт и устроился на завод «Проводник». Он захотел работать с резиной, потому что она должна будет играть большую роль «при изготовлении воздухонепроницаемых одежд и т. п. необходимых для межпланетных путешествий предметов». В 1915 году из-за Первой Мировой войны завод эвакуируют в Москву: там Цандер проводит эксперименты с оранжереями «авиационной легкости», изучая вопросы жизнеобеспечения космических аппаратов, выращивает овощи в древесном угле, проводит опыты с расплавленным металлом, изучая возможность использования его в ракетном двигателе. После революции завод ликвидировали. Но ученый в Ригу не вернулся: «оттого, что Москва с Ходынским полем — центр авиации».

В 1919 году Цандер устраивается на завод «Мотор». Многие бумаги по первым советским авиационным двигателям хранят его расчеты. Так, он участвует в разработке двигателей М-11, М-15, М-26, придумывает и отправляет в Главное управление авиационных заводов и Управление ВВС проект инжекторного авиационного двигателя, работающего на жидком кислороде и нефти. Инжектор придумали до него, но перспективность этого вида впрыска топлива в цилиндр на тот момент не была очевидной.

В конце 1921 года с ученым даже встретился глава советского государства Владимир Ленин и беседовал с ним о вопросах межпланетных сообщений — Цандер отмечал, что его поразил огромный кругозор Ленина и его энергия. Вот как он вспоминал об этом: «После доклада меня пригласили к В.И. Ленину. Я был очень смущен. Но Владимир Ильич с такой простотой и с такой душевностью расспрашивал меня о моих работах и планах на будущее, что я даже несколько злоупотребил его временем и очень подробно рассказал ему о своих трудах и о своей мечте во что бы то ни стало построить ракетный межпланетный корабль. Я с очень большим воодушевлением рассказывал В. И. Ленину, что много думаю о том, как и в каких условиях будет летать человек на Марс, как ему выдержать ускорение, как нужно будет одеваться во время полета, чем и как питаться, и т. д.

Затем В. И. Ленин спросил меня: «А вы первым полетите?» Я ответил, что иначе и не мыслю, так как должен показать пример, а после меня смело полетят другие».

Как минимум частично под влиянием этой встречи Фридрих Артурович взял годовой неоплачиваемый отпуск для работы над проектом межпланетного корабля. За время работы без зарплаты впадает в нужду, вынуждено продает телескоп. Рабочие завода «Мотор» из своей зарплаты отчисляют ему двухмесячный заработок.

Спустя год учёный в общих чертах закончил проект и вернулся на завод. Результатом работы стал проект крылатого космоплана. В плотных слоях атмосферы он должен был использовать высокоэффективный поршневой двигатель, а поднявшись в разреженные слои — переключиться на ракетный. На участке разгона основные крылья должны были втягиваться в корпус, разбираться и использоваться как топливо. У космоплана должны были остаться небольшие крылья для посадки обратно на Землю. В космосе предлагалось использовать солнечный парус. На каждом этапе полета работал бы наиболее эффективный двигатель, также максимально использовалось бы аэродинамическое качество аппарата. В 1924 году Цандер стал выступать с докладами (Ленинград, Рязань, Тула, Харьков, Саратов), подал авторскую заявку на изобретение, а также опубликовал статью в журнале «Техника и жизнь». Тогда же ученый принимает участие в создании Общества межпланетных сообщений – которое, увы, просуществовав всего год, распалось. В 1927 году стенд Цандера присутствовал на открывшейся в Москве первой Мировой выставке межпланетных аппаратов и механизмов.

В 1930 году Фридрих Артурович начал работу над первым советским ракетным двигателем ОР-1. Из-за бюджетных ограничений он был создан на основе паяльной лампы, но обладал всеми признаками настоящего ракетного двигателя и развивал тягу до 5 кг. Двигатель работал на бензине и газообразном воздухе. Сопло специально не имело расширяющейся части для изучения процессов горения. Кроме бензина, Цандер впоследствии экспериментировал со сжиганием металлов в этом двигателе. Также в дневниках есть информация об использовании разных экспериментальных сопел. Из-за того, что двигатель использовал газообразный воздух, иногда ошибочно предполагалось, что это был не жидкостной ракетный двигатель, а воздушно реактивный (но конструкция и методика испытаний однозначно говорят, что это именно ЖРД).

Первые огневые испытания двигателя ОР-1 прошли 18 сентября 1930 года и стали большим событием для пионеров и энтузиастов советской космонавтики. В начале 1931 года Цандер организует секцию реактивных двигателей при Бюро воздушной техники Центрального Совета Осоавиахима, которая затем превращается в ГИРД — Группу изучения реактивного движения. Цандер возглавляет первую бригаду (двигатели), а четвёртую бригаду (конструкции летательных аппаратов) возглавил С.П. Королев.

Именно к периоду работы в ГИРД относятся анекдотические рассказы про любовь Цандера регулярно восклицать «На Марс! Вперед на Марс!» и трагикомические истории про то, как много он работал. Руководством был даже издан приказ, согласно которому последний уходящий домой имел право уйти только вместе с Цандером. Его практически насильно одевали и провожали до трамвайной остановки – но были случаи, когда он через полчаса обратно прокрадывался в свой подвал, к чертежам.

Л. К. Корнеев оставил такие воспоминания: «Видя, что Фридрих Артурович очень устал и спал что называется, на ходу, ему был поставлен «ультиматум»: если он сейчас же не уйдет домой, все прекратят работать, а если уйдет и выспится, то все будет подготовлено к утру, и с его приходом начнутся испытания. Сколько ни спорил, ни возражал Цандер против своего ухода, бригада была неумолима. Вскоре, незаметно для всех, Цандер исчез, а бригада еще интенсивнее начала работать. Прошло пять-шесть часов, и один из механиков не без торжественности громко воскликнул: «Все готово, поднимай давление, даешь Марс!» И вдруг все обомлели. Стоявший в глубине подвала топчан с грохотом опрокинулся, и оттуда выскочил Ф. А. Цандер. Он кинулся всех обнимать, а затем, смеясь, сказал, что он примостился за топчаном и оттуда следил за работами, а так как ему скучно было сидеть, то он успел закончить ряд расчетов и прекрасно отдохнул». Такая напряженная работа не могла не сказаться на состоянии здоровья конструктора. Королев, который был на 20 лет младше Цандера, опекал его с поистине отеческой заботой: видя, что Фридрих Артурович в столовой берет самую дешевую еду, собрал деньги и втайне договорился, чтобы Цандеру выдавали блюда не за 7, а за 35 копеек; выхлопотал ему путевку в Кисловодск в санаторий… Там ученый и скончался, заразившись сыпным тифом в поезде. Уже после смерти Цандера начались испытания двигателя ОР-2, а осенью 1933 года полетела ракета ГИРД-Х. В память о нем назван кратер на обратной стороне Луны.