Полет советского стратостата - это не головоломная погоня за рекордом, не спортивная прогулка в заоблачные края, не "рисковое" приключение. Это шаг огромного научного значения, выход на разведку в еще неведомые просторы. Это серьезнейшим образом продуманное и превосходно подготовленное мероприятие, расширившее наши познания о мире. Так писали газеты о рекордном полете первого советского стратостата "СССР", взлетевшего 30 сентября 1933 года над Москвой на высоту девятнадцать километров.
Почти на три километра был поднят потолок обитаемого мира. Трое советских летчиков проникли туда, где не был никто из землян. "От радости захлопал в ладоши. Ура "СССР"!" - телеграфировал в Москву из Калуги К. Э. Циолковский. А Москва стояла, "задравши голову": все выискивали в небе поднявшуюся на невиданную высоту сверкающую серебристую точку.
Полету стратостата "СССР" предшествовало несколько знаменательных событий. Первыми границы стратосферы достигли немецкие воздухоплаватели Берсон и Зюринг. 31 июля 1901 года они поднялись из Потсдама на аэростате "Пруссия" объемом 8400 кубометров в открытой кабине с кислородными приборами на высоту 10800 метров. В мае 1927 года капитан Грей стартовал с аэродрома Скоттфилд в штате Иллинойс (США) на водородном шаре объемом 2265 кубометров. Воздухоплаватель поднялся в открытой кабине с кислородной маской на высоту 12914 метров. Это был уже хорошо подготовленный полет. Гондолу оснастили радиоприемником, термометром, альтиметрами (показателями высоты) и статоскопом (прибором, показывающим скорость подъема и спуска). Через полгода Грей полетел второй раз. Он поднялся на ту же высоту, но аэростат спускался слишком медленно, и воздухоплавателю не хватило кислорода. Пилот погиб. В 1928 году, достигнув высоты 11000 метров, по той же причине погибли в полете испанец Моллас со своим помощником.
Следующий выдающийся мировой рекорд высоты - 15871 метр - был установлен в 1931 году швейцарским физиком и воздухоплавателем Огюстом Пиккаром и его помощником Копфером. Их полет был связан с колоссальными трудностями: из-за слишком быстрого подъема пришли в негодность почти все приборы, гондола на старте получила трещину, ртуть разбившегося барометра едва не разъела оболочку гондолы, сломался кислородный аппарат. Шестнадцать незапланированных часов воздухоплаватели провели в стратосфере, потому что не могли заставить шар опуститься. Но уже через год неутомимый ученый с другим ассистентом - Козинсом вновь поднялись в стратосферу на аэростате объемом 16000 кубометров на высоту 16370 метров. И это был безоговорочный успех. Пиккар шел к нему около 20 лет.
Группа советских молодых инженеров-энтузиастов во главе с В. А. Чижевским вынашивала идею строительства стратостата с начала 1932 года. По предварительному проекту конструкторы должны были создать пилотируемую гондолу для экипажа из трех человек с абсолютно герметичными люками, хорошей обзорностью во все стороны, местом для размещения нескольких десятков приборов, со свободно управляемым воздушным клапаном, с надежным устройством для сброса балласта, термоизоляцией и амортизатором, смягчающим удар о землю при посадке с большой скоростью и предохраняющим аппарат от сотрясения. Все эти требования нужно было увязать в одно целое.
Когда проект гондолы был окончательно утвержден, возникли споры о том, какой принцип должен быть положен в основу ее конструкции. Прошло предложение Чижевского - построить каркас, принимающий на себя все нагрузки, и одеть его в оболочку, которая будет воспринимать только разность давлений внутри гондолы и снаружи. Такое распределение нагрузок не вызывало излишних местных напряжений в материале.
Между конструкторами роли распределились следующим образом: каркас, обшивка и установка приборов - инженер Н. Н. Каштанов, люки, иллюминаторы и специальное отцепное устройство (в полете применено не было) - В. М. Лапицкий, герметичные выводы управления клапаном и балластом - А. Я. Левин, амортизирующее устройство - И. И. Цебриков, механизм сбрасывания балласта - В. Г. Фролов. Каждый из них выполнял подобную работу впервые, тем не менее завершилась она большим успехом.
После создания и утверждения эскизного проекта в кратчайшие сроки из деревянных реек и фанеры был построен макет гондолы в натуральную величину, затем началась усиленная проработка детальных чертежей. Строилась гондола в цехах завода № 39 имени Менжинского. Работа была закончена очень быстро, и наконец наступил самый ответственный момент - испытание на герметичность. Из предосторожности первые испытания проводили поздно вечером, когда на заводе было мало народу. Давление увеличивали постепенно, опасаясь взрыва: сперва - 0,5 атмосферы, затем - 0,7 и так постепенно до 1,7 атмосферы. После устранения ненадежных заклепок и подтягивания гаек полная герметичность была достигнута.
Гондола представляла собой кольчуг-алюминиевый шар с теплонепроницаемой обкладкой. Снизу к нему был прикреплен амортизатор - хитрое сооружение из ивовых прутьев, напоминающее плетеную корзину. Шар выглядывал из нее как большое яйцо из гнезда. Прежде чем остановиться именно на такой конструкции, были испытаны все существующие в то время амортизаторы - резиновые и металлические. Корзина с мощными опорами из ивовых прутьев оказалась самым эффективным амортизирующим устройством. Она выдерживала статическую нагрузку на стоянке порядка 2,5 тонны и ломалась при ударе о землю со скоростью около 5 метров в секунду, сохраняя тем самым гондолу с пилотами и приборами. Поскольку подобная конструкция не поддавалась никакому теоретическому расчету, нужно было провести целый ряд испытаний на статическую и динамическую нагрузки. За изготовление опытных конструкций и полетного амортизатора взялся Вяземский промколхоз, производящий высококачественную плетеную мебель, и с честью справился с этой сложнейшей задачей.
Перед полетом на гондолу навесили десятки научных приборов и аппаратов: барометры, барографы, термометры, альтиметры, самозаписывающие метеорографы, приборы для улавливания космических лучей. Внутри кабины вдоль стенок установили аппараты, обеспечивающие жизнедеятельность аэронавтов: баллоны с кислородом и дыхательной смесью, патроны, поглощающие углекислый газ, выделяемый при дыхании. Были на борту баллоны с водородом (им в полете заполнялась оболочка аэростата, и это придавало ему подъемную силу). Экипаж взял с собой маленькую, но дальнодействующую радиостанцию для передачи сообщений на Землю. Все оборудование внутри гондолы, ставшей летающей лабораторией, было обтянуто мягким войлоком. Но была опасность извне. Существовала вероятность столкнуться на больших высотах с космическими частицами. Тогда-то и родилась среди пилотов, готовящихся к старту, поговорка: "Болидов бояться - в стратосферу не летать".
Большинство приборов стратостата, сконструированных советскими изобретателями, отличалось оригинальной конструкцией. Например, аппараты для взятия проб воздуха на больших высотах были заключены в легкие алюминиевые решетчатые ящики. В них располагались многочисленные стеклянные трубочки, которые поддерживала в подвешенном состоянии целая система пружин, и это полностью гарантировало их от поломки при падении или ударе. Во время испытаний приборы швыряли на пол, ударяли с размаху об стену, но ни одна хрупкая деталь, ни одна трубочка не разбилась. Действовал этот прибор так: при нажатии электрической кнопки включалось реле и маленькая гирька, падая в ящичек, отбивала горлышко вакуумной трубки. Воздух всасывался в нее, тут же нажатием второй кнопки включалась миниатюрная электропечка, и специальное устройство автоматически запаивало горлышко сосуда.
Большая смекалка и изобретательность потребовались и для того, чтобы вытянуть наружу из герметично закрытой гондолы выводы управления. Их провели через герметичные ртутные затворы и сальники. С помощью сальников работал, например, механизм управления балластом, которым служили подвешенные под гондолой мешки с дробью. Их было больше двух десятков, и каждый весил двенадцать килограммов. Проворачивая рукоятку по кругу, воздухоплаватели по мере надобности последовательно сбрасывали один мешок за другим. Механизм был такой: рукоятка зацепляла трос, тот выдергивал шпильку, на которой висел мешок, и балласт падал вниз. Причем не надо было бояться, что он свалится кому-то на голову - мешок предусмотрительно опрокидывался, и мелкая дробь успевала высыпаться в воздухе.
Но если гондола - тело стратостата, то оболочка - его голова. Больше всего опасений было по поводу оболочки. Беспокоились, выдержит ли новая "стратосферная" ткань давление расширяющегося газа, не станет ли она пропускать водород на больших высотах под действием ультрафиолетовых лучей? Расчет и конструкцию оболочки предложил один из трех будущих участников полета инженер К. Д. Годунов. В ее разработке принимал участие инженер-химик Н. А. Чижевский, родной брат главного конструктора. Рецептуру и технологию создания уникальной ткани выполнил Институт резиновой промышленности. Его специалистам удалось создать очень легкую по весу, весьма прочную, обладающую малой газопроницаемостью ткань. Саму материю для оболочки - пять тысяч квадратных метров тонкого, но прочного и легкого перкаля соткали работницы Богородско-Глуховской мануфактуры. Затем на нее были нанесены двадцать пять тончайших слоев нового состава толщиной всего три сотые миллиметра! Они и придали ткани нужные свойства. Чрево оболочки стратостата было огромно. Объем шара составлял 24 тысячи кубических метров, а поперечник - 36 метров. Внутри него мог легко поместиться дом в сто квартир по три комнаты в каждой. При этом шар весил всего 950 килограммов.
Советские конструкторы построили стратостат, побивший рекорд О. Пиккара, всего за семь месяцев. А осуществи ли полет в занебесье три летчика: Эрнест Карлович Бирнбаум, Константин Дмитриевич Годунов и Георгий Алексеевич Прокофьев. Для своих современников они были такими же героями, как первые покорители космоса для нас.
См. в номере на ту же тему
