23 августа исполняется 130 лет со дня рождения Фридриха Цандера. Больших торжеств не будет — Фридрих Артурович умер в 1933 году, он успел принять участие только в самом начале советской ракетно-космической отрасли. Увы, не все пионеры и энтузиасты смогли увидеть реализацию своих мечтаний. Но помнить их труд полезно и правильно.
Дом, где провел детство Цандер, фото Smig/Wikipedia
Фридрих Артурович Цандер родился 23 (11 по старому стилю) августа 1887 года в Риге в семье интеллигенции. Отец был выходцем из купеческой семьи и работал врачом, мать происходила из семьи музыканта. Фридрих был четвертым ребенком. Когда ему было два года, мать умерла при родах. Отец женился во второй раз, но активно участвовал в воспитании детей. Цандер писал в автобиографии:
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.
Товарищи отца были моряками, Фридрих бывал в мореходном училище, познакомился там с навигационными приборами и заинтересовался астрономией. У отца была большая библиотека, в которой Цандер больше всего любил Жюля Верна — «С Земли на Луну» и «Вокруг Луны». Вообще стоит отметить, что Жюль Верн отметился в биографиях многих пионеров ракетной техники, его книги, пусть и спустя тридцать лет, наконец дождались поколения, которое начало воплощать мечты о космических путешествиях.
В 1896 году Фридриха определили в частное приготовительное училище. Личные способности и помощь отца позволили изучить трехлетнюю программу за два года. В 1898 году Цандер зачислен в первый класс Рижского городского реального училища (самая близкая современная аналогия — колледж технических наук).
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?
В последнем классе училища перед зимними каникулами наш преподаватель прочел нам часть статьи, написанной К.Э. Циолковским в 1903 году, под названием «Исследование мировых пространств реактивными приборами»
В 1905 году Цандер закончил училище лучшим выпускником и, по предоставленной первому выпускнику привилегии, был зачислен на механическое отделение Рижского политехнического института. Увы, испугавшись революции 1905 года, администрация временно закрывает институт, и Цандер уезжает в Данциг (сейчас Гданьск, Польша), где состоит слушателем в Высшем техническом училище на машиностроительном отделении. В 1907 году институт снова открывают, и Цандер возвращается в «альма матер», где учится до 1914 года.
Параллельно с учебой в 1908 году он участвует в деятельности Первого Рижского студенческого общества воздухоплавания и техники полета, где строит планеры и пропагандирует идею полетов на аппаратах тяжелее воздуха.
1908 год, построенный обществом планер, Цандер слева
18 сентября 1908 года Цандер заводит специальную тетрадь «Космические (эфирные) корабли, которые обеспечат сообщение между звездами. Движение в мировом пространстве», в которую регулярно записывает расчеты и идеи по космической тематике. Со временем тетрадь превращается в уникальный справочник, и, если бы она была издана в 20-х годах, Цандер мог получить мировую известность. Увы, это не было сделано. Хуже того, Цандер вел записи стенографическим кодом, и до сих пор не вся информация из тетради расшифрована.
В 1909 году Цандера осеняет идея использования отработанных ступеней ракеты в качестве топлива. Крылатые аппараты и идея сжигания в ракетном двигателе металла будут заметны во всей его последующей работе. До сих пор человечество не достигло такого уровня, чтобы в полете разобрать предыдущую ступень и сжечь ее в двигателе последующей ступени, но идея безотходного космического полета в принципе верная.
В том же году было противостояние Марса. На волне интереса публики общество воздухоплавания активно и успешно занимается популяризацией астрономии. В 1910 году очень к месту появляется комета Галлея, а в 1912 году происходит солнечное затмение. Эти события также используются для популяризации.
В 1910 Цандер придумывает варианты космического лифта — станция, висящая в точке равного притяжения Земли и Луны, или даже соединение Земли и Луны тросом. Но расчеты неумолимы — лучшая сталь того времени не выдержит таких нагрузок. Сейчас, кстати, появились материалы, с которыми можно построить лунный космический лифт, и это не металлы, а кевлар/дайнема/арамид, из которых делают стропы.
В июне того же года Цандер предлагает использовать для движения космических аппаратов магнитное поле Земли. Эта идея сейчас успешно реализована — магнитное поле используют для ориентации спутников, и проводятся эксперименты с ускорением/торможением с опорой на него.
В 1912 году Цандер самостоятельно придумывает идею отбрасывания отработанных ступеней ракеты. Напоминаю, у Циолковского предлагался перелив топлива между отдельными кораблями. Только у Годдарда эта идея зафиксирована ранее (в 1909 году).
В 1914 году Фридрих с отличием заканчивает институт и устраивается на завод «Проводник». Диплом с отличием давал широкую свободу выбора специальности, и Цандер 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, затем, после революции, ликвидируют, но Цандер не возвращается в Ригу, «оттого, что Москва с Ходынским полем — центр авиации». Отклоняясь чуть в сторону, Ходынское поле стало важной вехой в жизни не одного пионера советского ракетостроения, с ним также был связан Б.Е. Черток.
В 1915-1917 годах Цандер проводит эксперименты с оранжереями «авиационной легкости», изучая вопросы жизнеобеспечения космических аппаратов, выращивает овощи в древесном угле. В архивах хранится рукопись на 163 листа с результатами работ, но, увы, снова в стенографической записи. В 1917 году проводит опыты с расплавленным металлом, изучая возможность использования его в ракетном двигателе.
В 1919 году устраивается на завод «Мотор». Многие бумаги по первым советским авиационным двигателям хранят его расчеты. Участвует в разработке двигателей М-11, М-15, М-26 и других. В этом же году 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. Неоднократно выступает с докладами по двигателю, а опыт работы с жидким кислородом очень пригодится ему впоследствии.
В конце 1921 или начале 1922 года встречается с Владимиром Лениным и беседует с ним о вопросах межпланетных сообщений. Цандер потом отмечал, что его поразил огромный кругозор Ленина и его энергия. 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 в общих чертах заканчивает проект и возвращается на завод.
Результатом работы, ведущейся примерно с 1920 года, становится проект крылатого космоплана. В плотных слоях атмосферы он должен был использовать высокоэффективный поршневой двигатель, 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.
Внешний вид космоплана Цандера
К 1924 году проект был закончен, Цандер стал выступать с докладами, подал авторскую заявку на изобретение, а также опубликовал статью в журнале «Техника и жизнь». Он участвует в трехдневном диспуте о полетах на другие миры.
Афиша диспута
В этом же году принимает участие в создании Общества межпланетных сообщений.
В 1925-1926 годах параллельно работе Цандер занимается популяризацией — посещает с лекциями Ленинград, Рязань, Тулу, Харьков, Саратов. Лекции имеют большой успех, после выступления начинаются диспуты. Увы, в 1925 году Общество межпланетных сообщений распадается.
В 1927 году в Москве открылась первая Мировая выставка межпланетных аппаратов и механизмов. Выставка была небольшой и бюджетной, но это с лихвой компенсировалось эпичностью (тут подробнее с фото). Неподготовленному человеку казалось, что Вселенная уже в кармане. Увы, на выставке были представлены макеты проектов, которые в подавляющем большинстве еще не полетели, а до первого спутника оставалось целых тридцать лет. В углу комнаты был стенд Цандера.
К 1928 году относится проект составной ракеты со множеством боковых блоков с двигателями и емкостями с топливом.
В реальности он не воплотился, но подобные схемы часто создают в Kerbal Space Program, потому что они действительно эффективны. Когда в следующий раз будете играть в KSP, вспомните Цандера…
1930 год стал очень важным для инженера, ученого и конструктора. 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.
Схема и внешний вид двигателя ОР-1
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 был 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). Четвертую бригаду (конструкции летательных аппаратов) возглавил С.П. Королев.
В 1931-32 годах Цандер, Королев и Борис Черановский работали над ракетопланом. Бесхвостые планеры Черановского, казалось, идеально подходили для установки ракетного двигателя.
Борис Черановский и Сергей Королев у планера БиЧ-8
Для аппарата готовился уже настоящий двигатель ОР-2 с проектной тягой 50 килограммов, охлаждением сопла водой, а камеры сгорания — газообразным кислородом.
Также Цандер работал над ракетой ГИРД-Х («ГИРД-десять»).
Слева — ГИРД-09, первая ракета на гибридном топливе (желеобразный раствор канифоли с бензином), справа — ГИРД-Х, первая ракета с ЖРД, фото George Shuklin/Wikipedia
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.
Большинство сотрудников ГИРД, в том числе и сам Королев, работали в подвале сперва на общественных началах по вечерам. Те, кто работал в вечернюю смену, приходили утром. Вот так однажды пришел утром в подвал конструктор Виктор Алексеевич Андреев и увидел сидящего над бумагами Цандера. Заметив Андреева, Фридрих Артурович спросил рассеянно:
— Что? Рабочий день уже кончился?
После этого Королев обнародовал устный приказ, согласно которому последний уходящий из руководителей бригад имел право уйти только вместе с Цандером.Иногда Цандер вовсе забывал о семье, о доме. Тогда его насильно одевали в кожаное пальто с меховым воротником и отправляли домой. Но даже когда провожали до трамвайной остановки, он каким-то образом через полчаса опять прокрадывался в подвал. Л. К. Корнеев писал в своих воспоминаниях:
«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».
Но, конечно, такая напряженная работа не могла не сказаться на состоянии здоровья Цандера. В санатории, куда его направили в марте 1933 года, в первые дни успели записать: «Доктор обнаружил у изобретателя боли в области сердца при волнении и нервных напряжениях, общую слабость (иногда засыпал прямо за рабочим столом), временами головные боли в лобной и затылочной части. Выяснилось, что Ф.Цандер страдал частыми ангинами.» По другим источникам
Цандер выглядел очень усталым, похудел, осунулся. В столовой, где они питались, гирдовцы вскоре заметили, что Цандер берет самую дешевую еду. Королев предложил собрать деньги и тайно от Цандера уплатить за него вперед. Фридрих Артурович по-прежнему платил свои 7 копеек, но блюда получал за 35 копеек. И все не мог нарадоваться: «Насколько лучше стали кормить в нашей столовой!» Е. К. Мошкин был вегетарианцем, отдавал ему мясо. Цандер брал с благодарностью. Из столовой в железной баночке с проволочной ручкой носил в подвал кашу — на вечер. В одном из ящиков стола хранились у него какие-то корочки, сухарики. Иногда он выдвигал ящик, заглядывал туда и говорил с улыбкой:
— Мышка была…
А иногда с удивлением:
— Ой! Откуда же у меня здесь котлета?
Королев распорядился, чтобы вечером Фридриху Артуровичу приносили чай и бутерброды.
Королев был на двадцать лет моложе Цандера, а в жизни выглядело наоборот — он словно опекал его. Он и путевку выхлопотал ему в Кисловодск, в санаторий…
В первые дни пребывания в санатории Цандер почувствовал себя плохо, сначала заподозрили простуду, но конструктору становится хуже, на теле появляется сыпь, и с диагнозом «сыпной тиф» Цандера госпитализируют в инфекционную больницу. Фридрих Артурович Цандер скончался в 6 утра 28 марта 1933 года. Похоронили его в Кисловодске.
Наиболее вероятно, что Цандер заразился тифом в поезде — для экономии денег он ехал в общем (сидячем) вагоне. Наверняка повлияло общее истощение от переработок, ослабившее организм. Вполне возможно, что, если бы он соблюдал разумный баланс работы и отдыха, то его организм мог бы и справиться с болезнью.
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, улицы в нескольких городах бывшего СССР.
В 2015 году ТВ Роскосмоса сняло небольшую видеобиографию.
В сети можно найти видео посещения музея Цандера в Риге.
Источники и дополнительное чтение:
- Зильманович Д.Я., Пионер советского ракетостроения Ф.А. Цандер, Военное издательство МО СССР, М., 1966.
- http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/golovanov/doroga/18.html
- http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/n_i_j/1987/8/tsander.html
- http://adsl.kirov.ru/projects/articles/2012/03/23/mars-krasnaya-planeta/
- http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/tm/1962/9/tsander.html
- http://www.space.hobby.ru/firsts/tsander.html
Автор: Филипп Терехов
