До того как в конце XIX века зародилась астронавтика, наука о межпланетных путешествиях, писатели-фантасты, а среди них самый замечательный – Жюль Верн, отправляли своих героев в мировое пространство с помощью снаряда, выпущенного из гигантской пушки. Однако даже при поверхностных расчетах становится ясно, что это невозможно. Причин для этого три. Прежде всего, чтобы оторваться от Земли, тело должно развить скорость не менее 11,2 километра в секунду, или сорок тысяч триста двадцать километров в час, тогда как в результате взрыва даже самых лучших взрывчатых веществ газы распространяются со скоростью не выше трех километров в секунду. Выпущенный из пушки снаряд должен будет, поднявшись на определенную высоту, неминуемо упасть обратно на Землю. Помочь нельзя ничем: ни удлинением канала ствола, ни увеличением количества взрывчатки. Во-вторых, страшное ускорение, действующее на путешественников в момент выстрела, раздавило бы их насмерть. Чтобы понять, насколько огромны его размеры, достаточно представить себе, что в момент выстрела дно снаряда ударит путешественников с силой гранаты, попадающей в цель. Наконец, в-третьих, если бы даже людям, находящимся в снаряде, удалось каким-нибудь чудом уцелеть при выстреле и если бы, вразрез с законами механики, снаряд не упал на Землю, то при падении на Луну он должен был бы разлететься на куски.

Чтобы преодолеть притяжение Земли и в то же время освободиться от влияния атмосферы, дающей опору крыльям самолетов, понадобилось изобретение, которое поистине совершило переворот. Додумались до него очень давно. Уже приблизительно в 1300 году нашей эры китайцы запускали первые ракеты, движимые силой пороховых газов. Однако должно было пройти еще около шестисот лет, пока русский ученый Циолковский впервые начертил план межпланетного корабля. Вслед за ним появились Годдар, Оберт и многие другие. Они заложили фундамент астронавтики, которая разрослась со временем в самостоятельную отрасль техники.

Принцип движения был ясен. Он основывался на известном законе Ньютона, по которому действие равно противодействию. Ракета должна была иметь запас горючего, превращающегося в струю газов с большой скоростью истечения. Сила реакции толкала ракету в противоположную сторону. Здесь, однако, конструкторов поджидала первая трудность. При самой бурной из всех химических реакций – соединении кислорода с водородом – взрывные газы получают скорость пять километров в секунду. До скорости 11,2 километра в секунду, которую называют отрывной, еще далеко. К тому же эту скорость нужно сообщить телу, движущемуся свободно, – например, выстреленному снаряду. Ракета – другое дело. Она может взлететь с Земли со скоростью и меньше отрывной, при условии, что ее двигатель будет работать непрерывно до той минуты, пока она отдалится от Земли на значительное расстояние. Однако такое решение не может удовлетворять. Кислородно-водородным горючим, казалось бы, самым совершенным, не пользовались никогда, так как эти газы трудно сжимаются, а применять их в жидком виде затруднительно и небезопасно. Кроме того, очень высокая температура реакции быстро разрушает двигатель. Поэтому пришлось применять виды горючего, выбрасывающего газовую струю со скоростью всего лишь один – три километра в секунду. Но в таких условиях вес горючего, которое необходимо затратить для освобождения от земного притяжения, должен в несколько сотен раз превышать вес самой ракеты. Даже если бы удалось использовать наиболее эффективное кислородно-водородное горючее, ракета, весящая десять тонн и несущая десять тонн груза, должна была бы взять для полета от Земли до Луны сорок тысяч тонн горючего. Это была бы громада величиной с большой трансатлантический пароход, и притом с чрезвычайно тонкими стенками – попросту говоря, огромных размеров резервуар с крошечной, на самом кончике его, каютой для пассажиров. Управлять таким аппаратом чрезвычайно трудно, так как его устойчивость изменяется по мере убывания горючего, а к концу пути такая ракета превратится в огромную пустую скорлупу.