Jak dostat člověka do vesmíru? Ruská cesta má začátek v bahně Rjazaně

Když 12. dubna 1961 obletěl Jurij Gagarin jako první člověk Zemi, nespadl tento úspěch z nebe – šlo o výsledek nápadů, myšlenek a práce desítek tisíc lidí. Kdo ale Gagarinovi a jeho následovníkům cestu do vesmíru otevřel nejvíc? V případě Ruska bezpochyby vizionářský matematik Konstantin Ciolkovskij. 

Podle českého experta na dějiny kosmonautiky Karla Pacnera se o možnost lidských cest do kosmu nejvíc zasloužili tři muži, každý z nich z jiné země: „Rus polského původu Konstantin Eduardovič Ciolkovskij, Američan Robert Hutchings Goddard a Němec Hermann Julius Oberth,“ napsal Pacner v knize Kolumbové vesmíru. Pro ruskou kosmonautiku byl z nich nejdůležitější Ciolkovskij. 

Ciolkovskij byl sice vždy využíván sovětskou propagandou jako vzorný příklad ruské geniality, ve skutečnosti měl ale polský původ. Pocházel ze zapadlého kouta carského Ruska. Narodil se 17. září 1857 ve vesničce Iževskoje v Rjazaňské gubernii.

Jeho otce do kraje na jih od Moskvy Rusové násilím přestěhovali z rodného Polska po nezdařeném lidovém povstání proti carovi. Měl třináct dětí, živil se jako lesník a třel bídu s nouzí. Konstantin přezdívaný Kosťa (v pořadí páté dítě) se narodil ve chvíli, kdy jeho otec přišel o práci, a ještě jako chlapec kvůli spále ohluchl. Paradoxně právě to mu otevřelo možnosti, jak se stát jedním z největších vědců lidstva.

Konstantin Eduardovič Ciolkovskij
Zdroj: Wikimedia Commons

Sud naplněný plynem. A dál?

Ve škole sám sebe vnímal jako cizince. „Cítil jsem se mezi nimi izolovaný, ponížený, vyhnaný, a proto jsem se ponořoval do sebe, nutilo mě to hledat velké věci, abych získal od lidí pochvalu a nebyl stále přezírán,“ vysvětloval později, proč školní docházku nahradil domácí výukou. Při samostudiu objevoval fyziku, chemii, matematiku, astronomii. A také ho bavilo vyrábět modely aut, balonů a strojů.

Nakonec dokázal vystudovat a stal se učitelem aritmetiky a geometrie na střední škole v Borovsku, zapadlé oblasti, kde noví lidé nejčastěji končili za trest. Tam našel nejen manželku, ale také dost času na to věnovat se tomu, co ho bavilo – přemýšlení o strojích.

V šestadvaceti letech se poprvé zamyslel nad tím, co ho později proslavilo, nad strojem těžším než vzduch, který by byl schopný letu: „Dejme tomu, že máme sud naplněný silně stlačeným plynem. Jestliže otevřeme jeden z jeho tenkých kohoutků, potom plyn nepřetržitým proudem vychází ze sudu, přičemž pružnost plynu, odpuzující jeho části do prostoru, bude stejným způsobem neustále odrážet i sud. Výsledkem toho bude nepřetržitá změna pohybu sudu.“

Tuto první myšlenku na raketu ale Ciolkovskij opustil a pokračoval dál s vývojem řiditelného kovového balonu, který měl řady těchto prvků využívat. V úspěšné práci mu ale bránily nejen neutěšené poměry carského Ruska, ale také „osud“ – jednou při požáru přišel o prakticky všechny výsledky mnohaleté práce, podruhé mu je vzala povodeň.

Rovnice z 25. srpna

Když roku 1897 Němci oznámili vznik řiditelné kovové vzducholodě, musel mít Ciolkovskij smíšené pocity – radost z toho, že stejnou věc navrhoval o deset let dříve, se mísila se smutkem, že tento stroj nevznikl v Rusku.

Znovu se obrátil k reaktivnímu pohonu, k raketám, ty mu začaly dávat největší smysl – nejlépe podle něj napodobovaly let ptáků. A protože v té době vyšla Verneho kniha Ze Země na Měsíc, začal uvažovat, že by se takový stroj dal použít k cestě mimo Zemi. V té době už se také přestěhoval do města Kaluga, kde žil až do konce života.

Na konci předminulého století neexistovala ani základní matematika, která by dokázala spočítat, zda je cesta mimo Zemi vůbec možná a jestli by ji člověk přežil. A přestože na takových úvahách v té době nezávisle na sobě pracovalo více vědců, nakonec na řešení přišel právě středoškolský učitel aritmetiky Ciolkovskij.

Ve svém deníku uvedl, že základní rovnici formuloval 25. srpna 1898. Zněla: V = V1, iii (J + ‚n2/rn,). Neboli konečná rychlost letu rakety se rovná součinu rychlosti vytékajících plynů a přirozeného logaritmu poměru počátečního množství pohonných hmot ke konečné hmotnosti tělesa zvětšeného o jednu.

Na této rovnici stojí v podstatě až dodnes celá kosmonautika, je obdobou Newtonových zákonů pro fyziku, Pythagorovy věty pro geometrii nebo slavné Einsteinovy rovnice pro relativistickou fyziku.

Roku 1903 vyšel Ciolkovskému článek, kde detailně na třiceti stránkách popsal revoluční myšlenku: člověk je schopný překonat zemskou gravitaci a opustit svou rodnou planetu. Bohužel tento text nikoho nezaujal a zklamaný Ciolkovskij se vrátil zpět k balonům.

Vize letů, družic a kolonií

Své raketové dílo matematik dokončil až roku 1912, a protože se tehdy už modernizoval celý svět, tentokrát uspěl a začalo se o něm mluvit – především s příchodem komunistického režimu, který si Ciolkovského vážil více než ten carský.

Jeho myšlenky pronikly do Německa, které v raketové vědě vynikalo nejvíc, a začali ho oceňovat jeho kolegové i konkurenti. Ciolkovskij dostal nové možnosti a jeho fantazie se mohla rozběhnout na plné obrátky. A začala se natahovat do míst, kam se tehdy neodvážili ani ti nejodvážnější spisovatelé žánru, který byl později nazván science fiction.

„Ve dvacátých letech začíná i ostatní svět pomaloučku chápat, že raketa bude jedinečným dopravním prostředkem ve vesmíru. Tehdy si pětašedesátiletý myslitel z Kalugy načrtává nový pracovní program. Třebaže si uvědomuje, že on jej nikdy nemůže splnit a že zůstane jako odkaz jeho následovníkům,“ napsal Karel Pacner.

„Uvažuje o raketovém letadle, které se dostane až za hranice atmosféry a nazpět se vrátí plachtěním, o umělých družicích Země, o velkých družicových stanicích okolo Země, o kolonizaci planet a jejich měsíců, o rozvoji kosmického průmyslu, o takovém přelidnění sluneční soustavy, že pozemšťané budou muset osídlit celou Mléčnou dráhu, o vyhasnutí našeho Slunce, jež však žádného člověka neohrozí, neboť lidstvo včas odletí k jiným hvězdám.“ 

Konstantin Eduardovič Ciolkovskij
Zdroj: Roskosmos

V těchto úvahách se dostal až k myšlenkám na existenci technologicky pokročilých mimozemských civilizací: „Mléčná dráha se skládá ze stamilionů sluncí a bilionů planet, na kterých by mohl vzniknout život,“ uvádí ve studii nazvané Vědecké etika.

„Ani trochu nepochybujeme, že život tam už existuje, a dokonce v mnohem dokonalejší formě než na Zemi (alespoň na většině planet). Může se stát, že mnohé z nich mají takovou moc, jakou si prostě nedokážeme představit. Tato velikost by jim také umožnila rozesít dokonalý život – a jestliže se to neuskutečnilo na Zemi, tak se to mohlo stát na planetách jiných. Bez zásahu Rozumu by spory nemohly překonat nepřekonatelné vzdálenosti.“

Myšlenka mocnější než stroje

Ciolkovského myšlenky v době mezi válkami získaly obrovskou popularitu a ve stopách jeho výzkumů se vydala spousta následovníků. Bezesporu to souviselo s technologickým optimismem komunistického režimu, ale také s vědeckým ateismem, který odmítal myšlenku, že by byl vesmír dílem Boha. Ukázat, že na nebi není žádná vyšší moc, ale „jen“ hvězdy a planety, tak zajímalo i vedoucí představitele režimu.

Díky Ciolkovského vlivu začala v Sovětském svazu vznikat první specializovaná pracoviště, kde ti nejlepší vědci soustředili svou pozornost na technické problémy raketových letů – byly to Laboratoř pro výzkum dynamiky plynů v Leningradě a Skupina pro výzkum reaktivního pohybu v Moskvě, roku 1933 je doplnil nejdůležitější, armádní Reaktivní výzkumný ústav.

Raketová věda měla takový úspěch i z politických důvodů. Řada špičkových vědců totiž ze Sovětského svazu po komunistickém převratu uprchla na západ. Věda o cestách do vesmíru ale byla tak mladou, že v ní žádní experti nebyli, mohla se tedy rozvíjet na mladých talentech, které nebyly spojené s carským režimem.

Když 9. září 1935 Konstantin Eduardovič Ciolkovskij zemřel na rakovinu žaludku, zůstala po něm spousta následovníků, kteří se pokoušeli převést do reality to, na co on jako první přišel a co spočítal. Zpráva o jeho smrti tehdy zarmoutila miliony obyvatel Sovětského svazu – včetně rodičů tehdy jednoročního chlapce, který se jmenoval Jurij Alexejevič Gagarin.

Ciolkovskij mohl zemřít spokojený, jeho následovníci, jako byli inženýr Sergej Koroljov nebo Friedrich Zander, totiž jeho vize realizovali – už 18. srpna 1933 byla vypuštěna první sovětská raketa na kapalná paliva Gird-09 a 25. listopadu 1933 první hybridní raketa GIRD-X. A ty zase otevřely cestu celému dalšímu sovětskému kosmickému výzkumu, který dal světu Sputnik, Gagarina, Lunochod, stanici Mir nebo raketoplány Buran.