Константин Циолковский - Промышленное освоение космоса

Человечество находится на новом этапе освоения космоса. Основное содержание этого этапа — индустриализация космического пространства. До недавнего времени человечество осваивало три среды — земную поверхность, моря, воздушный океан. Теперь настала очередь космоса как новой сферы человеческой деятельности. Это — очередной логический шаг развития космонавтики.

Индустриализация космоса — это комплексный процесс включения космических систем в народное хозяйство, который развивается одновременно в нескольких направлениях: космические информационные системы, космическая технология и производство, космические энергосистемы. Работы по практическому освоению этих систем находятся на различных стадиях. Так, космические информационные системы — спутниковые системы связи и навигации, спутниковая метеорология, исследование природных ресурсов и охрана окружающей среды — широко используются уже в настоящее время. В области космического производства осуществляются детальные программы теоретических исследований и технологических экспериментов. Космические энергосистемы, предназначенные, в частности, для удовлетворения потребности Земли в энергии, находятся в стадии проектных исследований. Для индустриального освоения космоса используются различные классы автоматических и пилотируемых космических аппаратов, а также долговременные орбитальные станции. В ближайшие десятилетия ожидается значительный прогресс во всех направлениях космической индустриализации и соответственно значительный рост ее технико-экономической эффективности.

Советские люди могут гордиться тем, что проблема индустриального освоения космического пространства в интересах человечества впервые была сформулирована и научно обоснована в трудах их соотечественника — основоположника космонавтики Константина Эдуардовича Циолковского. В своих работах Циолковский предложил последовательную программу космической индустриализации, которая, по его мнению, должна способствовать, если пользоваться современной терминологией, значительному росту качества жизни. «Я надеюсь, — писал ученый, — что мои работы, может быть скоро, а может быть в отдаленном будущем дадут обществу горы хлеба и бездну могущества».

Над этими вопросами Циолковский работал более 50 лет — с 70-х годов XIX века и до конца жизни. Однако время практической реализации замыслов ученого наступило лишь теперь, в конце XX столетия. Почему именно в наше время индустриализация космоса стала центральной задачей космонавтики?

За годы космической эры космонавтика прошла большой и сложный путь развития. Достигнуты немалые успехи. Созданы многочисленные классы ракет-носителей. Успешно функционируют в космосе пилотируемые орбитальные станции и автоматические космические аппараты. Дальние космические зонды значительно расширили объем знаний о Солнечной системе. На наших глазах развивается новая отрасль машиностроения, ориентированная на создание образцов техники, функционирующих в необычных условиях космоса, — космическое машиностроение.

Рождение космического машиностроения — первая предпосылка перехода к индустриальному освоению космоса. «Человечество ставит себе всегда только такие задачи, которые оно может разрешить, — писал К. Маркс, — …сама задача возникает лишь тогда, когда материальные условия ее решения уже имеются налицо или, по крайней мере, находятся в процессе становления»[1]. Эти слова в полной мере можно отнести и к индустриализации космоса.

Научно-техническая революция дала человечеству невиданные раньше блага, но одновременно привела к ряду опасных кризисных явлений: прогрессирующему истощению минеральных сырьевых ресурсов, загрязнению природной среды и деградации биосферы. И космонавтика в состоянии внести в решение этих проблем ощутимый вклад.

Значительное влияние на развитие процесса индустриального освоения космоса оказывает угроза его милитаризации, превращения в источник опасности самому существованию человечества. Советский Союз последовательно отстаивает линию на мирное использование достижений космонавтики.

Тематический сборник трудов К. Э. Циолковского, посвященный проблемам индустриализации космоса и рационального использования земных ресурсов, издается впервые. Часть этих трудов ранее вообще не издавалась, а часть была опубликована в прижизненных изданиях, давно ставших библиографической редкостью.

Большая работа по подготовке к печати настоящего сборника проведена доктором физ-мат. наук профессором Л. В. Лесковым и старшим научным сотрудником Государственного музея истории космонавтики им. К. Э. Циолковского в Калуге Т. Н. Желниной. В сборник включены самостоятельные работы, а также фрагменты из других работ К. Э. Циолковского, в которых рассматриваются эти вопросы.

Нет сомнений, что издание этого сборника будет способствовать закреплению приоритета отечественной науки в этой области. Немало полезного в богатом арсенале творческих идей основоположника космонавтики найдут для себя наши современники — ученые, конструкторы, инженеры, занимающиеся решением самых разнообразных конкретных вопросов космонавтики. Знакомство с трудами смелого и оригинального мыслителя, каким был К. Э. Циолковский, даст много полезного и самым широким кругам читателей: учащимся средних школ и профессионально-технических училищ; студентам и аспирантам, учителям и преподавателям вузов — всем интересующимся историей становления космонавтики, ее современными проблемами и перспективами.

Председатель Комиссии АН СССР по разработке научного наследия К. Э. Циолковского

академик В. С. Авдуевский

Определение свободного пространства

Свободным пространством я буду называть такую среду, в границах которой силы тяготения или совсем не действуют на наблюдаемые тела, или действуют весьма слабо в сравнении с земной тяжестью у ее поверхности (с тяжестью, которую испытываем мы — люди).

Наблюдаемые тела, помещенные в свободном пространстве, естественно назвать свободными. Такая среда теоретически может и не иметь границ, в таком случае я назову ее безграничной. Существование свободного пространства кажется немыслимым в действительности, потому что силы тяготения не могут быть устранены.

Распространенность свободного пространства

Но на основании законов же тяготения я объясню, что такая среда приблизительно может быть получена искусственно в мире и даже на нашей Земле.

Мало того — она не только может быть получена, но даже существует в действительности и не в виде исключения, но я сейчас докажу, что большая часть видимого нами звездного пространства есть приблизительно пространство свободное. Поэтому, если человек — участник не только Земли, но и неба, то явления свободного пространства должны быть ему особенно интересны. Звезды помещены в свободном пространстве, и большая часть мирового пространства — есть пространство свободное.

Представим себе мировое пространство, усеянное звездами и планетами.

Наблюдения астрономов показывают (последующие числа взяты из популярной астрономии Араго), что скорость, с которою движется центр тяжести Солнечной системы, составляет около 8 км/сек.

Движения других звезд также не очень многим отличаются от движения нашего Солнца. Так, наибольшая из замеченных скоростей — скорость Арктура — составляет приблизительно 80 км/сек.

Рассмотрим влияние тяготения на тела, помещенные в пространстве движения Арктура.

Если бы скорость Арктура никогда не изменяла своей величины и направления, то из этого можно [было] бы заключить, что Арктур движется по инерции и что на него не действует тяготение окружающих звезд. Или, может быть, тяготение одной части звезд уничтожает притяжение остальной противоположной части звезд.

В последнем случае пространство Арктура можно назвать средою уравновешенных сил тяготения.

Явления этой среды совершенно те же, что и явления среды, совсем лишенной тяготения. Поэтому и в таком случае можно сказать, что пространство Арктура — свободное пространство. Но, может быть, Арктур не движется равномерно, может быть, он даже несколько тысяч лет тому назад совсем был неподвижен и только влияние звезд сообщило ему скорость в 80 км/сек. В таком случае нужно допустить, что равнодействующая сил тяготения звезд не равна нулю, а имеет некоторую величину.