Старшее поколение сегодня любит сокрушаться, что молодежь сплошь хочет стать бизнесменами да юристами, а вот во времена их молодости все стремились в авиацию и космос. А когда внуки начинают объяснять, что космос – дорогое удовольствие, поэтому сначала нужно стать бизнесменом, чтобы заработать деньги на космическую путевку, бабушки и дедушки просто не понимают, о чем речь.
Да, когда 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин впервые полетел космос, никому и в голову не могло прийти, что спустя несколько десятилетий мы вполне серьезно будем обсуждать космический туризм и полеты в космос за деньги. Однако это сущие мелочи по сравнению с тем, что несколькими десятилетиями ранее люди даже представить себе не могли, что человек в принципе когда-нибудь сможет полететь в космос.
Вы сможете представить себе все, что угодно, если пройдете наши программы «Лучшие техники самообразования» и «Самопознание». А сегодня мы поговорим о человеке, который не боялся мечтать и представил первые модели преодоления земного притяжения задолго до того, как в воздух поднялся первый самолет. Сегодня мы познакомимся с биографией Константина Эдуардовича Циолковского (1857-1935) и его поистине великими идеями.
Циолковский Константин Эдуардович: биография
День рождения Константина Циолковского отмечается 5 сентября по новому стилю или 17 сентября по старому. Ученый Константин Циолковский имел знатное польское шляхетское происхождение. Его прадед Фома Циолковский после первого раздела Речи Посполитой переехал на Житомирщину.
Отец будущего ученого Константина Эдуардовича Циолковского Эдуард Циолковский в 1820 году получил свидетельство, подтверждающее его дворянское происхождение, что позволило ему воспользоваться рядом привилегий для знатного сословия. В частности, получить высшее образование самому и дать хорошее образование детям.
По факту, Циолковские были обрусевшими поляками. К моменту, когда родился Константин Циолковский (год рождения 1857) семья уже несколько десятилетий проживала на территории Российской империи в городе Вятка, дома все разговаривали по-русски.
Родной язык в семье тоже не забывали. Так, Константин Циолковский неплохо знал польский язык и читал польские газеты. Прочие языки, которые преподавали в гимназии, ему давались с трудом. По причине плохих отметок по немецкому, греческому и латыни его даже оставили на второй год во втором классе.
Правда, основным препятствием для нормальной учебы в гимназии было вовсе не «второгодничество» Циолковского, а постигшая его болезнь. В результате осложнений из-за скарлатины он почти полностью оглох, что затрудняло стандартные коммуникации. Что, впрочем, не помешало Циолковскому заняться самообразованием.
Без строгого педагогического надзора он быстро определился со своими интеллектуальными предпочтениями и делал основной упор на физику, математику, астрономию. Кроме того, он научился работать на токарном станке, что впоследствии облегчило ему понимание, как можно материализовать свои теоретические идеи на практике.
Стремление к самообразованию полностью поддерживали родители Циолковского. Так, отец его отправил в Москву, где возможностей для получения новых знаний было намного больше. Отец даже мечтал, чтобы сын поступил в Императорское Московское техническое училище (ныне МГТУ имени Баумана). Однако проблемы со слухом исключали возможность прослушивания лекций наравне с остальными студентами, а просто самостоятельного знакомства с литературой было бы недостаточно для получения образования такого уровня.
В итоге Константин Циолковский вернулся в родную Вятку, начал зарабатывать репетиторством по математике, а получаемые средства позволили ему организовать собственную мастерскую-лабораторию для будущих научных опытов. Уже после переезда с семьей в Рязань Циолковский экстерном сдал экзамены, позволившие ему получить работу преподавателя математики.
В дальнейшем он совмещал преподавательскую деятельность с научными изысканиями. Его самые первые научные работы, посвященные кинетике газов и аэродинамике, не дошли до наших дней. Однако биографы утверждают, что именно эти работы, попав на рецензию к профессору Санкт-Петербургского университета Петру Фан-дер-Флиту, стали для Циолковского своего рода «пропуском» в члены Русского физико-химического общества [В. Кочетков, 1994]. Членство в столь уважаемой организации позволило Циолковскому более широко презентовать и продвигать свои идеи в научной среде.
Чем знаменит Константин Циолковский и какой вклад внес в развитие отечественной науки? Давайте поговорим об этом подробнее.
Константин Циолковский: ключевые идеи и достижения
Идеи, высказанные Константином Эдуардовичем Циолковским, сделанные им открытия во многом предопределили развитие отечественной космонавтики. Помимо собственно технических разработок, Циолковский много думал над философскими проблемами космоса. Впоследствии он назвал гуманитарный блок своих изысканий «космической философией» [К. Циолковский, 2004].
Ключевые идеи во взглядах Циолковского:
- Монизм как единство человека и мира во всех его проявлениях.
- Вечность жизни во Вселенной.
- Эволюционизм как эволюция человека, природы и общества.
- Когерентность человека космосу в понимании самообновляемости и автономии в плане физиологического существования.
- Гармония человека и техники.
- Человеческое общество, социум как феномен космического масштаба.
Теперь расскажем чуть подробнее.
Философские идеи Циолковского
Монизм Циолковского включал в себя множество различных аспектов. Одним из важнейших можно считать космо-антропологический параллелизм. Это, если вкратце, идея подобия человека как микрокосма и Вселенной как макрокосма. Подразумевается, что человек как неотъемлемая часть Вселенной соответствует ей по своим основным характеристикам.
С одной стороны, такой подход должен облегчить изучение и понимание того, как устроен космос. С другой стороны, такое видение делает актуальной так называемую «деятельностную парадигму». Проще говоря, люди должны привести самих себя и социум в гармонию с законами мироустройства, уйти от плюрализма существования отдельных индивидов как социальных атомов к монизму, т.е. единству всех этих «социальных атомов».
В итоге развитие человека должно двигаться по пути искоренения негативных свойств, негативных мыслей, всего плохого, что присуще природе человека. Циолковский считал, что весь негатив, все мрачные помыслы и темные стороны сознания могут быть искоренены, потому что не имеют онтологического основания в свойствах Вселенной. Поэтому все страдания и печали есть «иллюзия слабого человеческого существа, пока не постигшего истинных законов мироздания» [К. Циолковский, 2004].
Циолковский много рассуждал об источниках всех негативных явлений в социуме. В частности, таких как войны, насилие, несправедливое разделение благ. По его мнению, основная причина в том, что в сознании людей преобладают разделительные тенденции: зависть, противопоставление людей по принципу «свой – чужой», стремление к доминированию и привилегиям, эгоизм. По сути, именно эгоизм – индивидуальный и корпоративный – как раз и порождает такое разделение на своих и чужих, друзей и врагов и т.д. Подобный «нравственный дуализм», по мнению Циолковского, должен быть искоренен как главная помеха на пути становления «космического сознания».
Важна и другая сторона космо-антропологического параллелизма. Так, с момента появления социальных форм жизни во Вселенной физический космос меняет свой облик и обретает новый смысл существования. Будучи населенным разумной и социально организованной жизнью, космос поднимается на более высокую ступень своего развития.
В контексте идей монизма весьма интересно разработанное Константином Циолковским учение об атоме-духе как материалистическом варианте теории реинкарнации. Важнейшим аспектом монизма в понимании Циолковского является идея однородности космоса и наличие универсальных связей между физическими и психическими началами, одушевленными и неодушевленными предметами, природными и социальными явлениями.
Циолковский считал, что физический мир состоит из атомов, обладающих потенциальной «психической чувствительностью». Эта «психическая чувствительность» атома, в свою очередь, зависит от того, в состав какого физического тела входит атом, будет ли это растение, животное, человек и т.д. Таким образом, атом бессмертен и меняет только формат своего существования, «путешествуя» посредством круговорота веществ в природе. Подобный подход обеспечивает «субъективное бессмертие» человека, потому что после распада его тела происходит воплощение атомов в новых телах.
И, коль скоро Вселенная является вечной во временном измерении и бесконечной в пространственном, то человек, будучи ей подобным, но изначально не обладающий этими качествами, может со временем их обрести. В этом контексте бессмертие и возможность перемещения без пространственных ограничений становятся не такой уж фантастической идеей, а космический транспорт будет элементом реализации данной возможности.
Более подробно идеи ученого проанализированы в статье «Постулаты космической философии К. Э. Циолковского» [В. Алексеева, 2017]. А мы перейдем к техническим идеям Циолковского, реализованным им при жизни и ставшим основой для развития отечественной космонавтики уже после его смерти.
Технические проекты и достижения Циолковского
Мы уже успели выяснить, насколько незаурядным человеком был Константин Циолковский: биография содержит множество перипетий, выпавших на его долю с самого раннего детства. Показательно уже то, что он из-за последствий болезни и тугоухости не смог получить классическое высшее образование, которое считается базовым условием будущей научной карьеры, и сосредоточился на самоподготовке по интересующим его дисциплинам.
Ученый-самоучка, как его называют многие источники, оставил после себя огромное научное наследие. Проекты, которые реализовал Константин Циолковский, книги, которые он написал, интересны по сей день. Поэтому стоит обсудить это все подробнее. Нам в помощь обзор «Первый в космосе. Изобретения и идеи Циолковского, опередившие свое время», содержащий сведения обо всех наиболее громких проектах Циолковского [К. Матвеева, 2014].
Дирижабль Циолковского
В свои 28 лет Константин Циолковский принял твердое решение посвятить себя исследованию темы воздухоплавания и спроектировать аэростат из металла. Данный проект, стартовавший в 1885 году, вошел в историю под названием «Дирижабль Циолковского», хотя это слово еще не было в ходу, и сам Циолковский пользовался термином «аэростат».
Он предложил инновационную по тем временам идею: оболочка из тонкого металла, гофрированные боковины, а вместо водорода в качестве подъемной силы использовать нагретый воздух. Такая конструкция гарантирует подъем и полет при любой температуре окружающей среды и на любой высоте.
Плановый объем конструкции составлял 500 тысяч кубометров, что было более чем вдвое больше построенных уже в 20 веке крупнейших дирижаблей. В частности, наиболее известных моделей «Гинденбург» и «Граф Цеппелин II», созданных в Германии, которые составляли в объеме порядка 200 тысяч кубометров.
Проект впечатлил масштабами, но не нашел финансирования. В итоге «дирижабль Циолковского» так и остался на стадии проекта:
Справедливости ради заметим, что уже в 20 столетии инженеры-конструкторы подтвердили реалистичность теоретических расчетов Циолковского. Однако ввиду высокой затратности и нерентабельности на фоне развивающихся авиаперевозок проект не был воплощен в жизнь.
Моноплан Циолковского
В конце 19 столетия вышла в свет статья Циолковского «Аэростат или птицеподобная летательная машина», в которой ученый представил свое видение и чертежи цельнометаллического моноплана, имеющего утолщенное изогнутое крыло [К. Циолковский, 1964]. В статье Циолковский уделил особое внимание форме фюзеляжа и его обтекаемости как ресурса для увеличения скорости полета. Эта идея тоже не продвинулась дальше стадии моделирования макета, потому что российская научная общественность не сочла идею перспективной:
Между тем, идея, что называется, «витала в воздухе» во всех смыслах. Летательный аппарат похожей конструкции построили немцы, чем произвели настоящий фурор на фронтах Первой мировой войны.
«Аэродинамическая труба» Циолковского
Из биографии Константина Эдуардовича Циолковского нам известно, что он за свой счет оборудовал мастерскую-лабораторию и вкладывал свои средства в научные эксперименты. Так, у себя дома он соорудил самую первую на территории России лабораторию аэродинамики, а затем создал первый прообраз аэродинамической трубы:
Уточним, что аэродинамическая труба – это устройство, назначением которого является моделирование действия потока воздуха на движущиеся в воздухе тела. Впоследствии именно по этому образцу была построена аэродинамическая труба в Московском университете. Работами руководил российский инженер Николай Жуковский (1847-1921).
Созданная Циолковским конструкция позволила ему на практике проверить многие свои идеи. В частности, идею поезда на воздушной подушке.
Поезда на воздушной подушке
В конце 20-х годов была опубликована работа Циолковского «Сопротивление воздуха и скорый поезд» [К. Циолковский, 1927]. В этой работе ученый подробно расписывает принцип движения железнодорожного состава на воздушной подушке. Константин Циолковский писал, что трение можно практически свести к нулю путем накачки воздушной массы между днищем состава и железнодорожными путями.
Для этого нужна постоянная подкачка воздушной массы, которая затем будет как бы «утекать» по краям зазора между днищем состава и полотном путей. По расчетам Циолковского, при давлении в 1/10 (одну десятую) атмосферы на 1 м2 днища состава будет приходиться подъемная сила в 1 тонну, что впятеро больше, нежели требуется для движения облегченных модификаций поездов.
Для большей скорости важна обтекаемая форма вагона поезда. Например, «как у рыбы или птицы», – писал Константин Циолковский [К. Циолковский, 1927]. Идеи Циолковского стали базовыми для разработки транспортных средств на воздушной подушке.
Правда, реализовали эти идеи сначала для водных средств. Так, первые опытные образцы военных катеров на воздушной подушке были созданы в СССР в 30-е годы. Все эти суда были уничтожены в ходе военных сражений в годы Второй мировой войны. А уже в 50-е годы подобные суда гражданского назначения появились в Англии. Первый образец такого плавсредства пересек Ла-Манш за 20 минут.
Космический ракетный поезд
В 1929 году Константин Циолковский выдвинул идею «космических ракетных поездов» [К. Циолковский, 1934]. Суть в том, что по мере отработки топливного материала ракеты будут сбрасываться вниз на землю. По расчетам ученого, когда отсоединится и упадет последняя ракета, скорость поезда будет достигать космической, что и позволит поезду отправиться в космос.
В 1935 году Циолковский уточнил свои расчеты и показал, что на Земле «разогнаться» до 1-й космической скорости возможно исключительно с использованием многоступенчатых ракет. Возможность перепроверить данное предположение представилась лишь в 1944-1945 годах, когда в Германии произвели экспериментальные запуски ракеты «Фау-2»:
Эта ракета стала первым в истории человечества объектом, который произвел суборбитальный космический полет.
«Лифт в космос» от Циолковского
Были у Циолковского и поистине фантастические идеи. Так, еще в 1895 году он предложил идею «космического лифта», позволяющего попасть в космос без помощи ракеты. Для этого нужна башня высотой 35 000 километров, а собственно «лифт» должен двигаться со скоростью 11 км/сек. Впоследствии эту скорость назовут 2-й космической, и как раз на этой скорости перемещаются межпланетные космические средства.
К слову, уже в наступившем третьем тысячелетии NASA анонсировала конкурс на проект космического лифта. Причем на сайте NASA 1895 год указан именно как год, когда впервые была предложена идея «лифта в космос» [NASA, 2005].
На самом деле, об идеях и достижениях Константина Циолковского можно говорить бесконечно долго, потому что их много. В придачу ко всему вышеперечисленному, это, например, построенная им первая в мире центробежная машина Циолковского, предшественница современных центрифуг, которая позволила исследовать влияние центробежных сил на состояние живого организма на примере животных и насекомых:
А еще это его идея выдвижных шасси в нижней части летательного аппарата. А еще его научно-фантастическая повесть «На Луне», где он в мельчайших подробностях описывает не только поверхность Луны, но и вид Солнца и планеты Земля со стороны Луны [К. Циолковский, 1960]. Достаточно сказать, что наиболее полная подборка статей и книг Циолковского насчитывает порядка 200 названий [Н. Красноступ, 2022].
Значение идей и достижений Константина Циолковского сложно переоценить, потому что они воистину опередили время, и дали верное направление мысли для будущих поколений ученых и конструкторов. При желании, вы можете изучить все идеи Циолковского самостоятельно и узнать много интересного, что пока не нашло широкого отражения в массовых изданиях и обзорах.
Мы желаем вам узнавать как можно больше интересного и увлекательного в этой жизни. Мы приглашаем вас на наши программы «Лучшие техники самообразования» и «Самопознание». И предлагаем ответить на вопрос по теме статьи:
