Джулиан Гатри.

Как построить космический корабль. О команде авантюристов, гонках на выживание и наступлении эры частного освоения космоса



скачать книгу бесплатно

Там ребята объяснили кассиру, что хотят открыть счет, чтобы оплачивать разные крутые штуки для своего клуба.

– У вашего клуба есть название? – спросил кассир.

Ребята посмотрели друг на друга с недоумением.

– Ну ладно, что вы в своем клубе делаете?

– Не знаю, – ответил Питер, – разные вещи.

– А именно?

– Ну, ракеты, поезда, роботы, самолеты и автомобили с дистанционным управлением, лодки…

– Похоже, что вы делаете все на свете, – покачал головой кассир. – Может быть, так и назвать – клуб «Все на свете»?

Так стихийно организованный клуб «Все на свете» начал существовать официально. Собирались ребята в домике Питера, сооруженном на дереве, причем ведущая в него лесенка специально была сделана слишком хлипкой, чтобы по ней не могли подниматься взрослые. Встречались они, конечно, и в «экспериментальной» комнате у Питера. Они заказывали ракетные комплекты «Эстес», дифференцированные по уровню сложности сборки, начиная с классической Der Red Max с хвостовым оперением из красного дерева, с черным носом, с черепом и скрещенными костями. Эта 40-сантиметровая ракета взлетала примерно на 150 м и опускалась на землю с помощью парашюта. Сначала ребята работали в соответствии с графиком, поднимаясь с одного уровня сложности на другой (от 1 до 5), а затем начали делать собственные ракеты и даже собственное ракетное топливо.

Питер, Билли и другие ребята создали также компьютерный клуб Северной школы Грейт-Нека, математический клуб и клуб будущих врачей. Они учились программировать на калькуляторах Hewlett-Packard и Texas Instruments, а затем и на компьютерах, тем более что старшеклассникам это предлагалось в качестве профессионального обучения. Они осваивали электронику, собирая комплекты Heathkits, делая небольшие транзисторные приемники, состоявшие из сопротивлений, конденсаторов, диодов, транзисторов, реостатов и небольших динамиков. Их одноклассник Йон Линн первым из всей группы собрал работоспособный компьютер Sol-20 Processor Technology, похожий на ранние модели «Альтаира». В их первых «компьютерах» для программирования использовались перфокарты, основанные на том же механическом принципе, что и жаккардовые ткацкие станки, с устройством считывания, преобразующим последовательности перфорационных отверстий в электрические сигналы включения/выключения, которые компьютер интерпретировал как числа и команды для выполнения расчетов. Часть ритуала вступления в тайное братство состояла в том, чтобы обойти с перфокартами вокруг школы.

После школы они зависали в зале игровых автоматов «Золотой берег» и играли в Pong (спортивный симулятор), Tank (военный симулятор) и Speed Race (автогонки). Одной из любимых у них была игра Lunar Lander, в которой игрок использует клавиши со стрелками для изменения тяги двигателя и направления полета космического корабля с целью обеспечения благополучной посадки в точку X на Луне. Питер входил в сборную школы по дайвингу, и, хотя он никогда особо не увлекался спортом, он был мускулистым, как борец, и мог сделать сальто назад из положения стоя.

У него были густые и темные непослушные волосы, он носил золотую цепь с крестом, и его дразнили за невысокий рост – всего 165 см.

Представления Питера и его друга Билли относительно создания и запуска мощных ракет значительно расширились, когда они оказались в химическом классе весьма популярного преподавателя мистера Тори. Мистер Тори преподавал химию в Северной школе Грейт-Нека уже не первое десятилетие и любил проводить эксперименты, которые будили у детей воображение и производили на них впечатление. Питер и Билли помогали ему в лаборатории и внимательно наблюдали за всем. В конце концов это принесло свои плоды.

В классе, в лабораторных халатах и очках, Питер и Билли следили, как мистер Тори взял из баночки похожие на металл серые кристаллы йода и поместил их в химический стакан. Затем мистер Тори поставил стакан в вытяжной шкаф, добавив к этим кристаллам небольшое количество концентрированного раствора аммиака. Он осторожно встряхнул получившуюся смесь и объяснил, что теперь в стакане новое соединение – трийодид азота, с тремя атомами йода, связанными с одним атомом азота, и что во влажном состоянии оно практически безопасно. Однако в сухом виде трийодид азота взрывается от малейшего прикосновения, например снежинки или перышка. Дав химикатам время прореагировать, Тори профильтровал получившуюся грязную на вид смесь, чтобы избавиться от избытка аммиака. Крайне важно, еще раз предупредил он ребят, чтобы это вещество успело осесть, прежде чем оно высохнет. Когда пришло время тестирования, Питер и Билли оказались впереди и в середине. Длинной палкой учитель потянулся к этому веществу, казавшемуся обугленным. Питер заметил над трийодидом азота жужжащую муху. Он осторожно ткнул Билли локтем, указав ему на шестиногую свидетельницу происходящего. Палка мистера Тори коснулась получившегося порошка одновременно с приземлением на него мухи, и тут же раздался громкий и резкий хлопок! Взметнулось облачко фиолетового дыма. Несчастную муху разметало на кусочки.

Вскоре к двери Питера стали доставлять взрывчатые вещества в ящиках, помеченных черепом со скрещенными костями и предупреждающей надписью «Опасно! Взрывчатые вещества» на верхней панели. Ребята обнаружили, что они могут получать то, что им нужно, от химических компаний, рекламные объявления которых печатались в конце выпусков журнала Popular Science. Курьерская служба UPS обеспечивала доставку необходимых им химических веществ прямо до дверей. Одну из кладовок у себя на третьем этаже Питер потихоньку превратил в химический склад и перехватывал коробки, прежде чем это успевали сделать отец или мать. Кроме того, Питер и Билли разделили свои запасы пополам, чтобы, если кто-то из них будет уличен, они потеряли бы не все, а только половину.

Они заказывали лабораторное химическое оборудование: мензурки, горелки, колбы, пробки, капельницы, воронки и термометры. Питер интересовался щелочно-земельными металлами, особенно магнием, который при горении светится ярким белым светом. Он заказывал коробки с магниевой лентой и порошком и добавлял барий, чтобы при сжигании получить зеленое пламя, и стронций, чтобы получить красное пламя. Он ставил опыты с кальцием и, конечно, с любимым нитратом калия, серой и древесным углем – основными компонентами пороха.

Единственное, чем не нравились Питеру нитрат калия и сера, так это тем, что для их сжигания был необходим кислород. Он хотел найти что-то такое, что могло бы гореть и без кислорода. Химия открывала Питеру путь в неизвестное, которое было драматичным и опасным и ощущалось как нечто совершенно отличное от обычных школьных занятий. В ней была своя тайна, порядок и логика. Он как бы снова становился маленьким мальчиком и мог после дождя прыгать по лужам. Только теперь он мог сам делать лужи и вызывать рябь на них.

Питер начал изучать ракетостроение, взялся за книги русского учителя и физика Константина Циолковского – глухого самоучки, родившегося в 1857 году, но знавшего о космических путешествиях и ракетной технике столько, что его работы используются и через сто с лишним лет. Еще в конце XIX века Циолковский описал влияние невесомости на организм, предсказал необходимость использования скафандров для космических путешествий, разработал первую в России аэродинамическую трубу, описал ракеты, приводимые в движение за счет окисления жидкого водорода жидким кислородом, вывел математическую формулу изменений импульса и скорости ракеты[9]9
  Циолковский предложил так называемую ракетную формулу, описывающую скорость, которую может обеспечить ракетный двигатель. Она зависит от скорости истечения выхлопных газов и чистого изменения массы ракеты по мере расхода топлива. Эмпирическое правило гласит, что изменение скорости ?V = (скорость исходящих газов) ? (логарифм отношения начальной массы к конечной массе). Например, если ракета сожгла столько топлива, что ее общая масса уменьшилась втрое, то увеличение скорости примерно равно скорости выхлопных газов. Если масса уменьшается в 9 раз, то увеличение скорости примерно в два раза превышает скорость истечения выхлопных газов. Идея состоит в том, что нужно сжигать как можно больше топлива как можно быстрее и при этом еще как можно быстрее выбрасывать продукты сгорания. Чем быстрее сжигается топливо, тем легче становится ракета и, значит, тем меньше энергии требуется для ее ускорения.


[Закрыть]
. Питер прочитал и про Роберта Годдарда, американского физика, изготовившего и в 1926 году запустившего первую в мире ракету на жидком топливе (по своей значимости это событие можно поставить в один ряд с полетом братьев Райт в Китти-Хоке). Когда Годдард сказал, что достаточно большая ракета может в один прекрасный день достичь Луны, его осмеяли, но не все: его поддержал, в частности, летчик Чарльз Линдберг. При этом Питер отметил для себя, что ракетные эксперименты Годдарда в период его обучения в Вустерском политехническом институте иногда заканчивались взрывами и появлением дыма, так что профессорам приходилось бежать за огнетушителями.

Питер узнал о немецком физике Германе Оберте, также убежденном стороннике ракет на жидком топливе (в отличие от твердотопливных ракет), и еще об одном немце – Вернере фон Брауне, «отце “Сатурна-5”», который еще в нацистской Германии, во время Второй мировой войны, разработал баллистическую ракету «Фау-2»[10]10
  Все инженеры, руководившие разработкой «Сатурна», раньше работали в Пенемюнде по программе «Фау-2».


[Закрыть]
. Питер знал, что, если бы не фон Браун и его группа немецких инженеров, американцы вряд ли смогли бы слетать на Луну в конце 1960-х.

По выходным Питер и его друзья-соратники по ракетостроению упаковывали свои творения, включая различные радиоуправляемые самолеты, в рюкзаки и прыгали на велосипеды. Они ехали в направлении Торгово-морской академии в Кингс-Пойнте. Иногда они оккупировали футбольное поле у самых ворот академии, чтобы запускать на нем свои ракеты «Эстес». Однако обычно их довольно быстро прогоняла охрана академии.

Иногда мальчикам удавалось убедить кого-нибудь из родителей довезти их до Рузвельт-Филда, откуда Линдберг поднял в воздух свой «Дух Сент-Луиса», чтобы лететь в аэропорт Ле-Бурже в Париже. Здесь была автомобильная стоянка и большое открытое пространство. Ребята заряжали ракеты самодельным порохом, иногда получая просто хлопок, иногда фейерверк, а иногда и неожиданный взлет баллистической ракеты (одна как-то понеслась на них как огнедышащий дракон и чуть не обожгла ничего не подозревавшего Гарри Диамандиса).

Одним из лучших созданий Питера и Билли стало семейство ракет «Монго» – «Монго-1», «Монго-2» и «Монго-3», каждая из которых была выше и мощнее предшественницы. Они создали автономную систему запуска на базе микросхемы-таймера 555 Timer IC, которая должна была последовательно запускать все три ракеты. Таким образом, один из друзей мог следить за запуском, а другой – фотографировать. Это позволило им занять первое место на конкурсе разработок ракет «Эстес» и в качестве приза получить сертификаты на покупку новых ракет. Расширяя свой арсенал и путешествуя по таблице Менделеева, Питер и Билли сделали важное открытие: оказалось, что хлорат калия обладает большей взрывчатой силой, чем нитрат калия.

Кроме того, Питер обнаружил некоторые важные свойства у перхлората калия, а именно что он не только очень взрывоопасен, но и при разложении сам выделяет кислород. Он покупал это бесцветное кристаллическое вещество, обычно используемое в фейерверках, боеприпасах, бенгальских огнях и двигателях больших ракет, коробками по 2,5 кг. В ходе экспериментов он сверлил отверстия в кассетах для фотопленки и закрывал их автомобильной кузовной шпатлевкой. Однако, чтобы устроить настоящий взрыв, перхлорат или хлорат калия нужно было соединить с каким-то горючим веществом, например с серой или алюминиевым порошком. При правильной концентрации смеси она «выстреливала» из залепленного отверстия; в противном случае получалось лишь шипение или вообще ничего не происходило.

Однажды зимой, ближе к вечеру, ребята собрались дома у Йона Линна. Они наполнили кассеты различными смесями, обмотали их скотчем и подожгли на обледенелой дороге. Одна из них полетела прямо в голову одному из парней, некоторые сработали так, как было задумано, а некоторые просто пшикнули и не двинулись с места. После проведения дополнительных экспериментов был разработан новый план: предлагалось взять одно из взрывных устройств в виде кассеты с перхлоратом калия и поместить его в воду, чтобы посмотреть, что произойдет (напомним, что для горения перхлората калия кислород не нужен).

Экспериментаторы побежали за дом, где у Линнов был плавательный бассейн, который на тот момент частично замерз. Одну из кассет они поместили в воду под лед, отошли немного в сторону и стали ждать и наблюдать. Секунды шли одна за другой, но ничего не происходило. Потом они услышали приглушенный звук, что-то вроде «бу-у-ушш!». Лед приподнялся на пару сантиметров (ребята при этом отступили еще назад), а потом вроде бы осел снова. Питер почувствовал облегчение. Потом раздался отчетливый и ужасающий треск. Сьюзен, мать Йона Линна, готовившая обед, вдруг почувствовала, что их дом сдвигается с места.

В общем, жизнь все яснее показывала, что этот пригородный участок слишком мал для воплощения ракетных грез Питера.

2
Первые разочарования

Питер сидел один в комнате общежития Гамильтон-колледжа на 1800 студентов, выдержанного в новоанглийском стиле. Колледж располагался в Клинтоне, Нью-Йорк, почти в пяти часах езды на север от Грейт-Нека. Университетский городок этого колледжа был очень красив, но уже через несколько недель Питер понял, что совершил большую ошибку.

Его как никогда сильно тянуло к космосу, химии и ракетостроению, однако в Гамильтоне он учился на подготовительных медицинских курсах, что вовсе не приближало его к профессии астронавта. И что еще хуже – не похоже, что он сможет специализироваться сразу по двум профилирующим дисциплинам: по биологии и физике. Здесь у него не было возможности выбрать сразу две профильные науки, не говоря уже о серьезном изучении космоса.

Питер оказался в Гамильтоне, потому что не чувствовал себя достаточно умным, чтобы учиться в одной из школ Лиги плюща, хотя его друзья по большей части поступили именно в эти заведения. А подготовительные медицинские курсы – это для спокойствия родителей. Парень, не знавший удержу, теперь вынужден был мириться с ограничениями.

Уже вскоре после прибытия в колледж он, 18-летний, написал в своем дневнике: «Приходится признать, что я передумал относительно Гамильтона. Мне нужен более широкий выбор дисциплин. Я пытаюсь выбрать в качестве основной дисциплины биохимию. Не знаю, удастся ли мне сделать это».

И на следующей странице: «Меня чрезвычайно беспокоит это противоречие, с которым я столкнулся в Гамильтоне (хотя я сильно надеюсь, что это неправда). Во-первых, я слышал, что здесь очень трудный предварительный экзамен, сложнее, чем во многих известных и “более сильных” учреждениях. И во-вторых, я не знаю, будет ли это учитываться в дальнейшем при подсчете баллов».

Когда Питер вернулся домой в Грейт-Нек на каникулы в День благодарения, он столкнулся с бывшим одноклассником Майклом Новембером, который теперь учился на первом курсе колледжа в Массачусетском технологическом институте (МТИ). Они договорились поиграть в теннис на корте в Шелтер-Бэй, чтобы немного потренироваться, а заодно и поболтать. Когда они встретились в один из сухих, но холодных дней поздней осени, Питер признался Майклу, который тоже учился в «продвинутом» химическом классе, что уже изголодался по точным наукам и технике. Всякий раз, когда в Гамильтон для проведения научной дискуссии приезжал приглашенный профессор, Питер пробирался поближе к нему и обязательно делал записи. «Я просто впитывал его, – рассказывал он другу. – Философия – великая наука, литература тоже прекрасна, но мне этого мало».

Майкл, который играл в футбол в одной из команд Грейт-Нека и любил математику примерно так же, как Питер любил космос, находился в совершенно иной ситуации. В промежутках между геймами Майкл рассказал Питеру о существующей в МТИ программе UROP (Undergraduate Research Opportunities Program), в рамках которой студенты получают возможность вести исследования в таких разных областях, как ядерная физика, городское планирование и солнечные фотоэлектрические системы для жилых домов.

Сам Майкл участвовал в экспериментах по ядерному синтезу, в том числе в сооружении уменьшенной версии «Токамака» – круглой стальной трубы с глубоким вакуумом внутри, в которой для ограничения синтеза используются магнитные поля. Руководителем проекта у него был профессор Луис Смаллин, который помог создать в институте факультет электротехнической инженерии и вычислительной техники, а в начале 1940-х возглавлял лабораторию излучений, как раз когда в ней разрабатывалась бортовая авиационная РЛС, использовавшаяся во время Второй мировой войны.

Питер прекратил игру. Он не мог поверить, что первокурсник может участвовать в экспериментах по ядерному синтезу. «Господи, это невероятно!» – только и сказал он.

Майкл также изучал курс теории относительности у профессора Джерома Фридмана, директора институтской лаборатории ядерной физики. Физику в его группе первокурсников преподавал профессор Генри Кендалл, который вместе с Фридманом занимался прорывными исследованиями в области субатомных частиц, называемых кварками[11]11
  Термин «кварк» был предложен Мюрреем Гелл-Манном, коллегой Ричарда Фейнмана по Калифорнийскому технологическому институту (Калтеху); предположительно, он использовал цитату из книги Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану»: «Три кварка для мистера Марка!» Правда, Гелл-Манн хотел, чтобы это произносилось как «кворк». Кварковая модель позволила «организовать» всю совокупность разнородных частиц, которые были открыты к тому времени.


[Закрыть]
. В общем, к моменту окончания этого теннисного матча Питер уже неотступно думал о МТИ. Остаток каникул он провозился со своим автомобилем «понтиак транс-ам» с двигателем V8 и золотой жар-птицей на капоте. Он переделал впускной коллектор карбюратора таким образом, чтобы тот смог забирать больше кислорода, и вынашивал идею системы впрыска, в которой использовалась закись азота.


Вернувшись в Гамильтон после Дня благодарения, Питер обратился в МТИ, чтобы спланировать поездку туда на собеседование в начале января, и ему выслали комплект документов, необходимых для перевода. Он интересовался, может ли он на что-то надеяться: ведь МТИ был одним из самых авторитетных институтов в мире и перевестись в него было еще труднее, чем просто поступить. Однако наряду с этим Питер пытался извлечь максимум возможного из пребывания в Гамильтоне в плане науки вообще и космоса в частности, в том числе и за пределами университетского городка. Он стал два-три раза в неделю посещать занятия группы биологических исследований. Он искал профессоров и местных исследователей, так или иначе занимавшихся космосом. Он писал письма в НАСА, например такие:


Уважаемые дамы и господа! Обращаюсь к вам по поводу своего образования. Я учусь в колледже и со временем надеюсь включиться в работу по космической программе. Однако сначала я хотел бы получить степень доктора медицины, надеюсь, в сочетании со степенью доктора философии (вероятно, в области биохимической инженерии). Я хотел бы знать, есть ли у НАСА какие-нибудь учебные программы, представляющие интерес для меня. Кроме того, пожалуйста, пришлите мне всю информацию о включении в космическую программу, подготовке астронавтов и так далее, а также соответствующее заявление, если это возможно.

С уважением, Питер Диамандис


Наконец наступил январь, Питер и его мать приехали в Бостон и направились в МТИ в Кембридже, через реку Чарльз. Питер и Тула прошли по Массачусетс-авеню, миновали Гарвардский мост[12]12
  Официально длина Гарвардского моста составляет «364,4 смута плюс одно ухо». Расстояния на мосту определяются по цветным меткам, нанесенным через каждый смут, а кое-где через каждые десять смутов. Оливер Смут был членом братства «Лямбда-Хи-Альфа», и в октябре 1958 года длина его тела (около 170 см) была выбрана в качестве внесистемной единицы для измерения длины моста. С его согласия «братья» уложили его на мосту триста раз, пока не пришли полицейские и не разогнали их. Кстати, кузен Оливера Джордж Смут прославился участием в работе над спутником COBE, который впервые измерил анизотропию космического фонового микроволнового излучения.


[Закрыть]
, весьма истоптанную лестницу, прошли мимо ряда грандиозных колонн и далее до входа в дом № 77 на Массачусетс-авеню, к мраморной куполообразной ротонде в центре кампуса. Питер всматривался в каждую деталь, от надписи на греческом языке под куполом до тянувшегося впереди длинного коридора. Зимнее солнце вливалось через высокие окна, оставшиеся сзади, и заполняло вестибюль из белого известняка мягким приглушенным светом. Студенты в мешковатых куртках несли книги и рюкзаки, и их разговоры отдавались эхом в этом огромном пространстве. Вестибюль переходил в 250-метровый коридор, из которого открывался доступ в другие части студенческого городка. Тула, неравнодушная к архитектуре, подумала, что от этого здания просто захватывает дух, как от Пантеона в Риме. Питер не мог описать свои ощущения. Может быть, он почувствовал то же, что и его мать, когда впервые увидела их дом в Грейт-Неке, или то же, что и его отец, когда в первый раз увидел его мать в вечернем платье и понял, что это Она.

Питер и Тула медленно шли по длинному холлу, и Питер рассматривал объявления и рекламки на досках объявлений и в витринах. Было тут и объявление об исследовательской программе UROP, о которой рассказывал Майкл Новембер. Один из студентов рассказал Питеру и Туле о «МТИ-хендже»: каждый год в течение нескольких дней в конце января лучи заходящего солнца пронизывают насквозь сразу семь зданий, находящихся на одной линии на северном краю Киллиан-корт, и достигают восьмого; наблюдать это лучше всего с третьего этажа.

Зал, который в кампусе обычно называют «Бесконечным коридором», проходит через части зданий 3, 4, 7, 8 и 10. Для всеобщего упорядочивания в МТИ используются номера, которые присваиваются зданиям, аудиториям и даже студентам. В двери аудиторий были вставлены непрозрачные стекла сливочного цвета, и на них от руки были написаны черным названия факультетов и имена профессоров (они напомнили Питеру двери, которые он когда-то видел в старых детективах). Питеру захотелось открыть все двери и посмотреть, что скрывается за каждой из них. При этом он был необычно молчалив, но старался вникать во все детали. Вместе с мамой они миновали здания 10 и 11 и остановились у здания 8 – физического факультета. Этот факультет был создан еще в XIX веке основателем МТИ Уильямом Бертоном Роджерсом, и среди его преподавателей и выпускников можно выделить ослепительную плеяду лауреатов Нобелевской премии и других величайших умов, от Ричарда Фейнмана (квантовая электродинамика), Мюррея Гелл-Манна (элементарные частицы), Сэмюэла Тинга и Бертона Рихтера (субатомные частицы) до Роберта Нойса (Fairchild Semiconductor, Intel), Билла Шокли (полевые транзисторы), Джорджа Смута (реликтовое излучение) и Филиппа Моррисона (Манхэттенский проект, популяризация науки). В первые годы после запуска первого искусственного спутника Земли и успеха программы «Аполлон» физические классы в МТИ были переполнены.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41