Л.В. Лесков. О работах К.Э. Циолковского…

О работах К.Э. Циолковского по проблемам промышленного освоения космоса и рационального использования ресурсов земли

Промышленное освоение космоса в наше время стало ведущим направлением космонавтики [1,6]. Последовательно и во все более широких масштабах происходит включение различных космических систем в народнохозяйственные комплексы. Существуют три основных направления использования космических систем в народном хозяйстве: космические информационные сети научного и народнохозяйственного назначения, орбитальные комплексы по производству материалов и изделий, космическое машиностроение, включая создание крупномасштабных орбитальных энергосистем.

Индустриализация космоса уже в настоящее время непосредственно обеспечивает эффективность, исчисляемую миллиардами долларов; в ближайшие годы эта величина возрастет в несколько раз, а на рубеже XX и XXI веков прибыль, которую будут обеспечивать космические системы, достигнет десятков миллиардов долларов.

Но не только непосредственной прибылью характеризуется эффективность работ по космической индустриализации. В настоящее время быстро развивается новая отрасль машиностроения, ориентированная на создание техники, функционирующей в условиях космоса, — космическое машиностроение. Внедрение в практику других отраслей народного хозяйства новых материалов, технологических процессов, оборудования, созданных в рамках этого нового направления, будет способствовать их дальнейшему научно-техническому прогрессу.

Но это еще не все Научно-технический прогресс несет человечеству не одни лишь блага. Он сопровождается целым рядом опасных кризисных явлений глобального характера. Это и истощение минеральных и энергетических ресурсов планеты, и возрастающее загрязнение природной среды, и деградация биосферы, и возникновение «узких мест» при передаче и обработке быстро растущих потоков информации и т. д. Включение космических систем в народнохозяйственную инфраструктуру будет способствовать преодолению этих кризисных ситуаций.

Стало ясно, что процессы промышленного освоения космического пространства в конечном счете ведут к переходу от современной «двумерной» инфраструктуры народного хозяйства к «трехмерной», которая наряду с народнохозяйственными предприятиями, расположенными на поверхности Земли, будет включать в себя в качестве органической части космические системы различного назначения.

Эти процессы, быстро развертывающиеся на наших глазах, имеют свою историю, у истоков которой стоял К. Э. Циолковский — наш великий соотечественник, основоположник космонавтики.

К. Э. Циолковский написал более 20 работ, в которых рассматриваются научные и технические проблемы промышленного освоения космоса. Он первым сформулировал и саму идею космической индустриализации. В ряде работ Циолковский разрабатывал мировоззренческие аспекты освоения космоса. Большое внимание Циолковский уделял пропаганде идей космонавтики. Он посвятил этому несколько научно-фантастических произведений и научно-популярных статей. Им опубликованы также работы, в которых описаны его изобретения, предназначенные для непосредственного использования в народном хозяйстве результатов космических исследований.

К сожалению, работы К. Э. Циолковского, посвященные промышленному освоению космоса и рациональному использованию ресурсов Земли, никогда не были собраны вместе. Часть из них опубликована в изданиях, давно ставших библиографической редкостью. Некоторые до сих пор хранились в виде рукописей в Архиве Академии наук СССР (ААН СССР). По этим причинам многое из того, что было сделано К. Э. Циолковским по проблемам индустриализации космоса, остается неизвестным исследователям его творческого наследия. Такое положение несомненно нанесло существенный ущерб закреплению приоритета советской науки. Ведь за рубежом продолжают публиковаться работы, повторяющие в той или иной степени идеи К. Э. Циолковского.

Всестороннее изучение всего арсенала творческих идей основоположника космонавтики приобретает особое значение в наше время, когда программа индустриального освоения космического пространства, впервые сформулированная в трудах К. Э. Циолковского, активно воплощается в жизнь.

В наши задачи не входит разбирать причины, по которым многое из творческого наследия К. Э. Циолковского до сих пор полностью не опубликовано. Во всяком случае менее всего в этом виноват сам Циолковский. Вот что он писал в 1922 г. по поводу издания своих трудов в рукописи «Направление работ» (тоже неопубликованной): «Мне бы хотелось издавать их здесь, в Калуге, хоть по одному печатному листу в месяц… Обнародование их придаст мне бодрость и силу закончить остальные работы и изобретения. Государство же от своей маленькой жертвы не разорится, так как таких, как я, немного» [25].

Составители настоящего сборника трудов К. Э. Циолковского считают, что, выполняя эту работу, они в какой-то степени отдают моральный долг памяти ученого.

Отмечая значение работ К. Э. Циолковского в докладе, посвященном 100-летию со дня рождения ученого, академик С. П. Королев говорил: «Константин Эдуардович Циолковский был человеком, жившим намного впереди своего века, как и должно жить истинному и большому ученому» [8]. Эта оценка, данная человеком, под руководством которого было начато практическое воплощение идей основоположника космонавтики, может быть полностью распространена на цикл работ К. Э. Циолковского, посвященных промышленному освоению космического пространства.

С того времени, когда К. Э. Циолковский написал свою первую работу, связанную с проблемами промышленного освоения космоса, — «Свободное пространство» — прошло более ста лет, а со времени создания последней работы — более пятидесяти. Поэтому, публикуя сейчас цикл его работ по космической индустриализации, необходимо «навести мосты» между временем, когда эти работы были выполнены, и современностью, показать преемственность между трудами ученого и работами его последователей, проанализировать особенности творческого метода Циолковского. Решению этих задач и посвящена настоящая статья.

Знакомясь с трудами К. Э. Циолковского по индустриализации космоса и рациональному использованию ресурсов Земли, нельзя не обратить внимания на одну их важную особенность — энциклопедический характер этого цикла работ. Следует заметить, что эта черта характеризует и творческое наследие К. Э. Циолковского в целом [11]. Энциклопедичность отличает труды Циолковского от работ других пионеров космонавтики. Г. Оберт, Р. Годдард, Ф. А. Цандер, Ю. В. Кондратюк, Р. Эно-Пельтри и другие внесли заметный творческий вклад в решение тех или иных конкретных вопросов. Однако по широте охвата проблем космонавтики и полноте проведенных исследований их работы заметно уступают трудам К. Э. Циолковского.

Анализ его трудов позволяет сделать вывод, что за прошедшие десятилетия космонавтика развивалась в русле идей, первоначально сформулированных ее основоположником и вплоть до настоящего времени не появилось ни одного крупного направления, которое в той или иной степени не нашло отражения в работах К. Э. Циолковского.

Другая отличительная особенность творчества Циолковского состояла в том, что он не ограничивался постановкой проблем космонавтики, а всегда стремился раскрыть их конкретное содержание, наметить оптимальные пути решения. Эта особенность затрудняет периодизацию работ Циолковского: иногда исследование того или иного конкретного вопроса занимало его много лет, и он возвращался к интересующей его теме в более поздних работах, каждый раз углубляя ее понимание. Отсюда неизбежно следовало, в частности, и некоторое перекрытие по содержанию работ, близких по тематике, но написанных в разные годы.

Поясним эту мысль на конкретном примере проблемы электрических ракетных двигателей — перспективном типе космических двигателей, которые должны сыграть важную роль в реализации современных программ космической индустриализации [6]. Идея применения двигателей этого класса впервые была сформулирована К. Э. Циолковским в 1911 г. [18, с. 97]. В 1924 г. ученый возвращается к этой теме, причем на этот раз мысли его носят значительно более конкретный характер [18, с. 113–126]. Так, он впервые обращает внимание на возможность подвода к космическому летательному аппарату энергии извне, с помощью хорошо сфокусированного пучка электромагнитных излучений. Создать при этом тягу двигателя можно двумя путями: за счет отбрасывания струи нагретого воздуха либо рабочего вещества, запасенного на борту летательного аппарата. Циолковский отмечает, что в некоторых режимах космический аппарат можно достаточно эффективно ускорять вообще без отброса реактивной массы, используя световое давление, которое можно создавать сконцентрированным электромагнитным излучением. В той же работе Циолковский впервые рассматривает еще одно перспективное средство вывода в космос полезных грузов — электродинамический ускоритель массы, или электромагнитную пушку [18, с. 113]. В 1926 г. Циолковский уточняет потенциальные преимущества электродинамических ускорителей и одновременно отмечает их недостатки [18, с. 145]. Различные вопросы, связанные с работой этих ускорителей, Циолковский анализирует и в своих последних работах, датированных 1933–1935 гг. [18, с. 350, 369]. Подобный подход типичен для научного стиля К. Э. Циолковского.

Проблемы освоения космоса начали интересовать К. Э. Циолковского очень рано. В своей автобиографии он писал, что думал «о завоевании Вселенной» уже в 16–18 лет [36, с. 57]. Эти мысли вместе с увлечением точными науками привели к тому, что одна из первых его научных работ «Свободное пространство» (1883 г.) была посвящена последовательному изложению основ физики невесомости как научного фундамента деятельности человека в космосе (см. стр. 9 настоящего издания). Несмотря на то, что эта работа написана более ста лет назад, она не утратила своего научного значения и в наше время. Это было первое систематизированное изложение особенностей физических процессов в условиях невесомости, которые необходимо учитывать при проведении любых операций в космосе.

Интерес к этим вопросам не ослабевал у Циолковского и в последующие годы. Однако примерно до 1896 г. он не знал, каким образом может быть технически решена задача полета человека с Земли в космическое пространство. Поэтому в то время дальнейшую разработку вопросов исследования и освоения космоса он проводил, используя форму научно-фантастических повестей [16]. Следует подчеркнуть, что будучи фантастическими (не был еще решен фундаментальный вопрос полетов в космос) во всем остальном эти повести были строго научны. «Фантастично только то, — писал Циолковский в предисловии к своей рукописи „Космические путешествия“, — что излагаемое предполагается осуществленным, хотя оно совсем не осуществлено» [34]. Этот прием позволил К. Э. Циолковскому достаточно широко исследовать особенности жизни человека в космосе.

Переломными в исследованиях Циолковским проблем освоения космоса были 1896–1903 гг. В это время он пишет и издает свой основной научный труд — «Исследование мировых пространств реактивными приборами» [18]. В процессе этой работы был решен кардинальный вопрос всей проблемы в целом: Циолковский показал, что оптимальным средством выхода в космос является ракета.

Теперь, когда Циолковскому стало ясно, что путь в космос открыт и его освоение в принципе может быть поставлено на научно-практические рельсы, перед ним встал новый вопрос — о смысле и значении космизации деятельности человека. Разумеется, получить ответ на этот вопрос на основе главным образом технического подхода, характерного для всех предшествующих работ Циолковского было невозможно. Требовался принципиально иной подход, основанный на широком мировоззренческом исследовании ряда философских, гносеологических, морально-этических проблем. Только в рамках такого подхода можно было сформулировать наиболее общие целевые установки деятельности человека в космосе и лишь затем обратиться к поиску конкретных технических решений вытекающих отсюда практических задач.

В 1902–1903 гг. К. Э. Циолковский пишет одно из своих самых больших и, вероятно, самых сложных произведений — «Этика или естественные основы нравственности», которое так и осталось неопубликованным [17]. Эта работа во многом противоречива; а частично и ошибочна, однако ее подробный разбор лежит за рамками темы настоящей статьи. Остановимся лишь на тех выводах, к которым приходит Циолковский в отношении космизации человеческой деятельности. Вот эти выводы:

1. Цель жизни — «вечное ее продолжение ради знания и господства над миром» [17, с. 10]. Говоря о будущем человека, Циолковский писал: «… не природа будет распоряжаться и играть им, а он природою» [17, с. 102].

2. Достичь этой цели человек может, опираясь на науку. «Нет пределов искусству, знанию и могуществу разума… Точнее, они непрерывно расширяются» [17, с. 31].

3. Укрепляя свою власть над природой, человек неизбежно обратится к освоению космоса. «Небесное пространство беспредельно и вполне достижимо для жителей Земли и их бесчисленных потомков, энергия солнц громадна и масса веществ невообразима» [17, с. 103].

4. Предварительное условие становления «совершенной разумной жизни» — переустройство общества на справедливых началах. Следует заметить, что взгляды Циолковского на пути решения этой задачи носят утопический характер.

К дальнейшей разработке мировоззренческих проблем освоения космоса К. Э. Циолковский вернется в более поздних трудах [20, 21, 23, 26, 27, 28, 29, 32, 33, 37]. Но свою роль «Этика или естественные основы нравственности» по-видимому сыграла, дав Циолковскому внутреннюю убежденность в том, что он на правильном пути. Он пришел к твердому убеждению: освоение человечеством космоса — очень сложная, но практически вполне решаемая задача. Что может приобрести человечество, затратив немало сил на ее решение? На этот вопрос у Циолковского также был ясный ответ: «Я надеюсь, что мои работы может быть скоро, а может быть и в отдаленном будущем дадут обществу горы хлеба и бездны могущества» [19, с. 1].

Первая публикация его основной работы «Исследование мировых пространств реактивными приборами» прошла почти незамеченной. Циолковскому предстояло решить трудную задачу — добиться признания научной общественностью его идей о завоевании космических пространств с помощью реактивных приборов. Эту задачу ему удалось решить после того, как в 1911–1912 гг. появилось издание второй части «Исследования мировых пространств…» [18]. Именно в этой работе К. Э. Циолковский написал пророческие слова: «Невозможное сегодня станет возможным завтра» [с. 115].

Теперь перед ученым встала новая задача — исследовать, каким образом «невозможное станет возможным», иными словами, определить оптимальные способы и средства промышленного освоения космоса, наметить последовательные этапы этой работы.

Циолковский разрабатывал эти вопросы около 10 лет, но наиболее плодотворными были для него 1919–1924 гг., в течение которых создана основная часть работ, посвященных обоснованию конкретных программ индустриализации космоса (см. настоящий сборник). Нетрудно понять эту задержку — предшествующие годы были трудными для ученого. Отношение к творчеству Циолковского коренным образом изменилось после победы Октябрьской революции. «Почти незамеченный прежде, — пишет он в своей автобиографии, — я возбудил теперь внимание к своим работам» [36, с. 136]. Изменение условий, в которых протекал творческий поиск, повлияло на его интенсивность.

В этом цикле работ Циолковского с большой полнотой представлена картина последовательного и всестороннего освоения человечеством космоса, включая овладение ресурсами собственной планеты. Убедительно показаны практические выгоды, которые получит цивилизация в результате выхода в космическое пространство. Проанализированы различные программы освоения космоса. Намечены этапы космической индустриализации, указаны способы и технические средства, с помощью которых могут быть решены эти задачи.

В трудах Циолковского с различной степенью детализации рассмотрен ряд сценариев[6] космической индустриализации: 1. Полное преобразование Земли в целях обеспечения максимального качества жизни (см. с. 167–233, 235, 240, 242). 2. Колонизация околосолнечного пространства (см. с. 30, 53, 87, 101, 103, ПО, 121, 129, 159, 241). 3. Освоение планетных систем других звезд, распространение «ударной волны разума» по неживой материи (см. с. 83, 109, 116, 123, 155, 156). 4. Преобразование биологического вида Homo sapiens, возникновение расы высокоорганизованных разумных существ, приспособленных к жизни непосредственно в космосе.

Последний вопрос рассмотрен в работах [26, 27, 29, 30, 31], которые не включены в настоящую книгу, поскольку выходят за рамки ее темы.

Первое знакомство с циклом работ К. Э. Циолковского, посвященных промышленному освоению космоса и рациональному использованию ресурсов Земли, может произвести противоречивое впечатление. С одной стороны, поражает редкая точность многих его научных предсказаний, изящество и обоснованность предлагаемых им технических решений. Но с другой стороны, при первом чтении можно в недоумении остановиться перед некоторыми крайними выводами ученого: увеличение народонаселения в 1000 и более раз по сравнению с современным уровнем, постепенный демонтаж собственной планеты и использование ее вещества для строительства космических поселений, где будет обитать размножившееся человечество, возникновение новой породы «эфирных» разумных существ, которые смогут существовать непосредственно в космическом пространстве, усваивая энергию, излучаемую Солнцем. Как это возможно, что на страницах одних и тех же работ строгая точность научного анализа сочетается с на редкость смелым полетом фантазии? Контраст между этими крайностями, кажется, еще более усиливает стиль некоторых работ Циолковского: рубленые формулировки, лаконичные, афористичные фразы, текст, полный скрытой страсти и местами напоминающий язык древних пророческих книг.

Впрочем, эту особенность своего творческого метода хорошо осознавал сам Циолковский. Он умел ценить смелую игру воображения. Подчеркивая важную роль этого качества для научного творчества, Циолковский писал: «В гармоническом сочетании научного исследования и научной фантазии лежит залог движения науки вперед» [5, с. 63]. Вряд ли, однако, этого признания достаточно, чтобы вполне объяснить контраст между сухой точностью научного прогноза, достоверность которого хорошо выверена последующими десятилетиями развития космонавтики, и буйным, ничем, кажется, не сдерживаемым полетом фантазии.

Чтобы разобраться в причинах этого кажущегося противоречия, обратимся к анализу метода, с помощью которого Циолковский строил различные сценарии будущего освоения космоса и использования ресурсов Земли. Удобно сделать это на примере первого из этих сценариев — сценария радикального преобразования планеты в интересах человечества (развитие солнечной энергетики, значительный рост производительности на основе научно-технического прогресса, истребление вредных видов насекомых, растений и животных, выведение высокопродуктивных сортов растений, преобразование климата и т. д.). Исследователи творческого наследия Циолковского редко обращаются к этой серии работ ученого, вероятно, потому, что некоторые из выводов, к которым он приходит, представляются утопическими. Однако это только первое впечатление.

Циолковский строит исследование сформулированной им проблемы в соответствии с четким планом. Вначале он ставит общую цель — достаточно полное удовлетворение потребностей постоянно растущего населения Земли, затем намечает последовательность более частных задач. Замечательной стороной выполненного им анализа является каждый раз устанавливаемое соответствие, конкретных задач и технически реализуемых способов их решения. Например, преодоление вредных для людей особенностей климата тропических и северных широт, а затем и перестройку климата предлагается обеспечить с помощью ряда мер (использование для обогрева и охлаждения жилищ энергии солнечного излучения, строительство крытых помещений большой площади, изменение альбедо различных участков поверхности Земли, выведение сортов растений, способных усваивать до 50% энергии излучения Солнца, создание средств воздействия на океан и на атмосферу). По современным представлениям, такой способ построения прогноза близок к методам, основанным на использовании теории графов, например к методу дерева целей [13].

В результате разбор многих конкретных вопросов рационального использования ресурсов Земли в целях обеспечения высокого качества жизни всех народов, выполненный Циолковским, нисколько не устарел и сохраняет свое значение и в наше время. Устарела, пожалуй, только терминология.

Все это, разумеется, не означает, что предлагаемый К. Э. Циолковским сценарий может быть принят целиком, без существенной корректировки. Время вносит свои поправки. Это касается, например, оценки количественных пределов роста цивилизации, осваивающей собственную планету. По оценкам Циолковского, освоение суши позволит увеличить население Земли до 400 миллиардов человек, а освоение всей поверхности планеты, включая преобразованный океан, — 5000 миллиардов. Нетрудно заметить, что эти цифры на два-три порядка превосходят разумный предел численности населения Земли, установленный демографами в наше время (10–15 миллиардов человек) [9]. Предсказанная Циолковским численность населения недопустима и по экологическим соображениям: существует предел производства на Земле добавляющей энергии, превышение которого губительным образом повлияет на климат планеты [6].

Причина ошибки, допущенной Циолковским в этих оценках, вытекает из несовершенства использованной им модели — границы ее применимости слабо проанализированы и определены недостаточно корректно. Эту ошибку в настоящее время нетрудно исправить. Поэтому более важно обратить внимание на другое. В части методологического обоснования указанных цифр Циолковский использовал строго научный подход: вначале он сформулировал четкий критерий, ограничивающий рост численности населения (площадь благоустроенной поверхности планеты 100 м2 на одного человека), а затем использовал его для количественных оценок. Однако по современным представлениям одного этого критерия недостаточно, чтобы сделать правильные оценки.

У современного читателя нередко вызывает также протест категоричность постановки Циолковским вопроса об истреблении вредных видов растений и животных. При этом обычно забывают, что именно такой курс на избавление Земли от многих вредных видов в течение последних десятилетий был испытан фактически в масштабах всей планеты (использование ядохимикатов, пестицидов и т. п.). Практика показала, что необходим другой подход, основанный на учете обратного воздействия изменения природной среды на хозяйственную деятельность человека, на комплексных, экологически сбалансированных мероприятиях по охране природы и использованию ее ресурсов. Предвидеть такой ход событий во времена Циолковского было, естественно, невозможно.

Из сказанного становится ясно, что у метода, использованного Циолковским при построении сценария преобразования Земли как части программы освоения космоса есть еще одна слабость — отсутствие учета обратных связей. Именно этим отчасти объясняются те крайние выводы, к которым приходит Циолковский и которые в настоящее время представляются наиболее сомнительными. Следует, однако, заметить, что в рамках той модели, которая принята Циолковским, эти выводы строго обоснованы.

Кроме того, следует учитывать еще одну особенность сценария Циолковского — практически полное отсутствие временных масштабов. Внимательно читая работы Циолковского, нетрудно, однако, убедиться, что наиболее радикальные пункты в его прогнозе (типа демонтажа Земли) относятся к временам, удаленным от нашей эпохи в будущее на многие миллионы лет. Оценивая эти предсказания, надо принять во внимание, что даже современные методы научного прогнозирования почти полностью бессильны при такой глубине прогноза [13].

Отдавая поэтому заслуженную дань научной смелости К. Э. Циолковского и широте его научного обобщения, следует подчеркнуть важную особенность творческого стиля ученого: его не останавливает необычный характер выводов, к которым он приходит, если они имеют в его глазах достаточно убедительное научное обоснование. Циолковский глубоко верит в науку и в силу ее методов.

Особой тщательностью и полнотой разработки деталей отличается, сценарий освоения околосолнечного пространства. Отличительная его особенность — высокая степень соответствия реальному ходу работ по освоению космоса, проводимых в последние десятилетия [1, 2, 6]. Как мог убедиться читатель, для сформулированных Циолковским планов промышленного освоения космоса характерны полнота и тщательность проработки предлагаемых инженерных решений.

В этом цикле работ К. Э. Циолковским разобраны, в частности, вопросы сооружения крупногабаритных орбитальных конструкций различного назначения — промышленных комплексов, обитаемых блоков, оранжерей. Особое внимание уделено устройству оранжерей как основному элементу системы жизнеобеспечения замкнутого типа. Рассмотрены способы монтажа этих сооружений, меры обеспечения безопасности. Проанализированы типы энергоустановок для использования на орбитальных заводах, предложены схемы концентраторов солнечного излучения для проведения технологических процессов.

Составители настоящего сборника трудов К. Э. Циолковского не сомневаются, что этот его раздел будет особенно интересен и практически полезен всем, кто занимается воплощением в жизнь идей основоположника космонавтики.

Существует мнение, что прогнозы Циолковского основаны на чисто эвристическом подходе. Вероятно, такая точка зрения появилась потому, что у Циолковского нет работ, специально посвященных методологии прогнозирования. Однако высокая точность предвидения, которую Циолковский продемонстрировал в своих работах, позволяет считать это мнение ошибочным.

Анализируя труды Циолковского, можно восстановить основные черты метода, на который он опирался в своих исследованиях по освоению околосолнечного пространства. Во-первых, это ясная формулировка цели (использование солнечной энергии и вещества внеземного происхождения в интересах человечества). Во-вторых, системное использование передовых достижений науки и техники. В-третьих, анализ вариантов и выбор оптимальных способов решения конкретных технических задач. В-четвертых, построение четкой иерархической последовательности этапов индустриализации космоса. Именно эти особенности метода, на который опирался Циолковский и которые вполне сохранили свое значение в наше время, обеспечили в целом высокую достоверность построенного им сценария космической индустриализации. Отсюда следует и еще один вывод: специалисты по системным методам прогнозирования, которым приходится решать аналогичные задачи в наше время, могут найти в работах Циолковского немало полезного.

Таким образом, Циолковскому также принадлежит приоритет в использовании системных методов прогнозирования развития космонавтики и, в частности, ее важнейшего направления — промышленного освоения космического пространства. Как мы только что убедились, для решения этой задачи ему фактически пришлось совершенно самостоятельно разработать вариант системного метода составления сверхдолгосрочного прогноза. Учитывая пионерский характер этой работы и практически полное отсутствие предшественников, на исследования которых Циолковский мог бы опираться, приходим к выводу, что разработанная им прогнозная методика не могла не обладать некоторыми несовершенствами (отсутствие учета обратных связей, неполнота построенного дерева целей, отсутствие возможности оценить временные масштабы и др.). Отмечая эти несовершенства, мы, разумеется, далеки от мысли приуменьшить значение сделанного Циолковским. Дело в другом: не учитывая в совокупности сильных и слабых сторон методологии, на которую Циолковский опирался в своих исследованиях проблемы индустриализации космоса, невозможно правильно указать место, которое его работы занимают в системе современных научных представлений по этой проблеме.

Так, одно из современных требований к прогнозу — это полнота и комплексный характер. Построенный К. Э. Циолковским сценарий промышленного освоения космоса этому требованию удовлетворяет не полностью. Например, в его работах отсутствует анализ перспектив использования космических аппаратов в целях получения информации народнохозяйственного значения (метеорология, исследование природных ресурсов, охрана окружающей среды), для создания космических систем связи и др. Между тем научно-технические предпосылки постановки этих вопросов существовали уже в 20-е годы. В рассмотренных Циолковским сценариях индустриализации космоса и преобразования Земли возможная роль космических информационных систем не учитывается. Следует, правда, отметить, что Циолковский близко подошел к постановке этой задачи: преимущества проведения на борту космических аппаратов астрономических и других научных исследований были ему ясны в полной мере.

Следующая слабая сторона метода, положенного Циолковским в основу сценария освоения околосолнечного пространства, состоит в неполноте критериев, определяющих границы экстенсивной фазы этого процесса. По существу Циолковский выдвигает только один такой критерий — ограниченная величина запасов небиогенного вещества в планетной системе, которое можно преобразовать в органическое. Проводя соответствующие оценки, он определяет максимально возможную величину численности населения Солнечной системы — 10²² человек. Любопытно, что при уровне энергопотребления, который в настоящее время достигнут в развитых странах в расчете на одного человека, это примерно соответствует всей энергии, излучаемой Солнцем (4.1026 Вт).

В этом вопросе проявляется одно из наиболее серьезных расхождений между прогнозом Циолковского и взглядами современных исследователей. Остановимся поэтому на нем более подробно. Следует прежде всего отметить, что согласно современным представлениям развитие цивилизации носит главным образом интенсивный, а не экстенсивный характер и не будет сопровождаться постоянным ростом энергопотребления вплоть до звездных масштабов [6, 10, 14]. Стабилизируется и численность населения, достигнув в XXI веке величины 10–15 миллиардов [9]. Вероятность существования цивилизаций, освоивших потребление энергии масштаба излучаемой собственным солнцем, очень мала.

Учесть ограничения, которые определяют такой характер развития цивилизации, на уровне представлений XIX — начала XX века было практически невозможным. Не мог сделать этого и Циолковский. Поэтому он и пришел к выводу, что численность населения Земли в отдаленной перспективе, после ее полного освоения достигнет 5×10¹² человек, а после освоения Солнечной системы — 10²². О причинах значительного расхождения этих цифр с современными оценками уже говорилось. Подчеркнем другое: в прогрессирующем росте численности населения Циолковский видит вовсе не самоцель, а лишь средство решения задач, которые он считает определяющими для будущего человечества.

Какие же это задачи? Анализируя современные ему сведения по астрономии и планетологии, Циолковский делает вывод, что при длительных сроках существования цивилизации достаточно велика вероятность ее гибели вследствие различных космических катастроф (угасание или взрыв солнца, истощение природных ресурсов планеты, ее взрыв, столкновение с крупным небесным телом и т. п.). «Знание всех угрожающих сил космоса, — пишет Циолковский в рукописи 1921 г. [24],— поможет развитию людей, так как грозящая гибель заставит их быть настороже, заставит напрячь все умственные и технические средства, чтобы победить природу».

Что же это за средства? По мнению Циолковского, для цивилизации в конечном счете существует только один способ избежать гибели — это создание сети космических поселений и переселение на них значительной части человечества. К этой мысли Циолковский возвращается во многих своих работах. «Как же люди могут избавиться от такого ужаса?» — спрашивает он в рукописи 1934 г., в которой рассматривает падение на Землю крупного метеорита [35], и дает сам себе ответ: «Я думаю, прежде чем это случится, мы найдем возможность спасти человечество и цивилизацию в заатмосферных областях Земли».

Ту же мысль он ранее высказывал в рукописи 1928 г. [28]: «Если бы жизнь не распространилась по всей Вселенной, если бы она была привязана к планете, то эта жизнь была бы чисто несовершенной и подверженной печальному концу, т. е. катастрофе (взрыв солнца и планет). Но в том-то и штука, что жизнь, зачавшись на одной из биллиона планет, жизнь счастливая, достигшая высочайшего значения и могущества, расходилась не только по планетам, но и вне их, в эфире, на некотором самом благоприятном расстоянии от звезд. Тут она создавала жилища без громадных и массивных планет».

Эти мысли Циолковского нуждаются в комментариях на основании современных научных представлений. С одной стороны, конкретные космические опасности, которые рассматривал Циолковский, маловероятны [3]. Но с другой — собственная техногенная деятельность человечества, достигшая в настоящее время планетарных масштабов, в самые короткие сроки может привести к последствиям катастрофического характера [12]. Современник К. Э. Циолковского другой наш великий ученый В. И. Вернадский в своих трудах неоднократно подчеркивал, что научная деятельность человечества должна быть направлена на сохранение равновесия в природе, на предотвращение катастрофического ущерба, который может нанести ей неконтролируемая техническая деятельность [4]. Забота о будущем человечества сближает мысли обоих замечательных ученых — Вернадского и Циолковского.

Если для предотвращения грозящих человечеству будущих кризисных ситуаций переселяться в космос в обозримой перспективе необходимости нет, то использовать для этой цели космические системы можно и нужно уже в настоящее время. Работы в этом направлении широко развернуты во всем мире (космический мониторинг, охрана окружающей среды, исследование и рациональное использование природных ресурсов с помощью космических систем и т. д. [1, 6]).

Рассматривая перспективы промышленного освоения космоса и, в частности, создания сети космических поселений, К. Э. Циолковский учитывал также энергетический кризис вследствие истощения сырьевых ресурсов Земли и неизбежность перехода к использованию нетрадиционных источников энергии, прежде всего энергии солнечного излучения. Эти взгляды Циолковского полностью сохранили свою актуальность и в наше время.

Интересны мысли К. Э. Циолковского о росте народонаселения. «Зачем мы хлопочем о большой численности населения? — спрашивал он в своей работе „Будущее Земли и человечества“ и давал ответ. — …чем оно больше, тем совершеннее его члены и тем выше общественное его устройство» (см. стр. 223). Это очень важное рассуждение: рост народонаселения для Циолковского вовсе не самоцель, а лишь средство повышения качества жизни. Выше мы уже отмечали, что достижение именно этой цели он считал главной задачей своей программы промышленного освоения космического пространства. И в этом главном, определяющем пункте взгляды Циолковского полностью совпадают с современными представлениями по этой проблеме. Время, однако, показало, что для достижения этой цели отнюдь не требуется почти неограниченный рост численности населения.

Поэтому в настоящее время пересмотрены и оценки масштабов заселения космоса. Циолковский считал, что в конечном счете миллионы лет спустя значительная часть человечества переселится в космос. Большая часть наших современников — последователей Циолковского — отвечает на этот вопрос иначе: в обозримой исторической перспективе человек будет осваивать космос по «вахтовому методу», как осваиваются, например, труднодоступные полярные районы. Однако следует отметить: заселение околосолнечного пространства Циолковский относил к эпохе, весьма отдаленной от наших дней, а промышленное освоение космоса происходит сегодня, на наших глазах.

Таково мнение большинства. Но не всех. Есть ученые, которые считают, что у человечества существуют веские причины, чтобы уже в настоящее время приступить к реализации программы широкого строительства космических поселений и вывозу на них основной части населения Земли. Наиболее активную позицию в этом вопросе занимает профессор Принстонского университета в США Джерард О'Нейл [7]. Интересно сопоставить аргументы, которые приводит О'Нейл в пользу немедленного переселения человечества в космос с доводами Циолковского. По О'Нейлу, главная цель исхода человечества с Земли — это избавление от многочисленных кризисов, которые угрожают сегодня цивилизации, — энергетического, экологического, от опасности социальных, политических и военных конфликтов. Он считает, что люди были наиболее счастливы в небольших полисах вроде Афин времен Перикла или Иерусалима времен царя Соломона; что-то подобное, по его словам, ожидает их и в стенах космических поселений. Советским читателям ясна утопичность подобных ожиданий: если источник болезней общества — социальные и политические факторы, что вполне справедливо для современной мировой системы, то и лечение должно быть направлено именно на эти факторы. Убежать от них все равно не удастся, даже в космос. Таким образом, программа строительства космических поселений, которую выдвигает О'Нейл, по самой своей постановке радикально отличается от программы освоения космоса К. Э. Циолковского. Эти программы имеют совершенно различные цели и относятся к совершенно различным историческим эпохам.

Коротко остановимся на сценариях межзвездной экспансий и преобразования вида Homo sapiens,

лежат за пределами темы настоящего сборника трудов К. Э. Циолковского. В основу первой из этих моделей также положен ряд гипотез — о правомерности переноса закономерностей промышленного освоения собственной планетной системы на освоение других звезд и Галактики в целом, о возможности сохранения связности цивилизации, выбравшей такую стратегию развития, об отсутствии противоречивых встречных интересов развивающихся цивилизаций, которые могут одновременно стремиться к освоению одних и тех же экологических ниш. Циолковскому был ясен внутренне противоречивый характер этих гипотез. Анализируя, например, проблему связности космических цивилизаций, он приходит к выводу о неизбежности возникновения иерархической структуры «межзвездных союзов» [29, 37]. Определенные опасения были у него связаны с послед- ней из перечисленных гипотез. В некоторых своих работах Циолковский прямо указывал на возможные опасности при кон- такте различных цивилизаций [22].

Несомненно, последний из упомянутых сценариев носит наиболее гипотетический характер. Он основан на предположении о возможности направленной автоэволюции вида Homo sapiens) следствием которой может быть возникновение «животных космоса», приспособленных к жизни в космическом пространстве и непосредственно усваивающих энергию излучения Солнца [31]. В других работах Циолковский предполагал, что во Вселенной существуют еще более высокоорганизованные «зрелые существа» [26, 27, 29, 33, 37].

Сходные взгляды на эволюцию человечества высказывал также В. И. Вернадский. «Homo sapiens — писал он, — …служит промежуточным звеном в длинной цепи существ, которые имеют прошлое и, несомненно, будут иметь будущее» [4, с. 55]. Однако в этом вопросе мы выходим за границы точного знания, и поэтому здесь следовало бы воздерживаться от поспешных суждений. Во всяком случае в силу прежде всего социальных факторов этот процесс должен обладать весьма консервативным характером. По нашему мнению, наиболее вероятные изменения, о которых можно говорить в сколько-нибудь обозримой перспективе, — это преодоление генетических дефектов фенотипа, увеличение продолжительности жизни и развитие совокупности средств, нацеленных на максимальное раскрытие и усиление творческого потенциала личности (биохимических стимуляторов, систем «человек-машина», перспективных систем обучения и т. п.).

Системные методы прогнозирования дают хорошие результаты, когда в качестве исходных предпосылок используются твердо установленные наукой явления, эффекты и закономерности. Но те же методы могут привести к малодостоверным или даже ошибочным выводам, если в основу построения системного сценария положены сомнительные исходные гипотезы.

Отмечая отдельные научно-методологические ошибки, допущенные Циолковским по конкретным вопросам исследования проблем освоения космоса, следует помнить, что при оценке значения его научного наследия главным для нас остаются достижения, удельный вес которых намного выше. Что касается ошибок, которые иногда совершал Циолковский, то их анализ необходим главным образом для того, чтобы составить более полное и глубокое представление о методологии научного поиска, на которую Циолковский опирался в своих работах.

Говоря об исследовании Циолковским проблем индустриализации космоса, следует остановиться и на оценке им сроков выполнения этих работ. Принято считать, что Циолковский рассматривал реализацию его идей в сравнительно отдаленной исторической перспективе. Однако есть основания полагать, что в последние годы жизни он изменил эту точку зрения.

Обратимся к незаконченной и неопубликованной повести Циолковского «Космические путешествия», над которой он работал в 1933 г. [34]. Цель этого труда, по словам Циолковского, состояла в том, чтобы «заинтересовать картинами будущего космического существования человечества». Герои этой повести — наши соотечественники — увлеклись идеями Циолковского и вступили с ним в переписку. Советское правительство помогло энтузиастам организовать дело. Вот как описывает Циолковский практическую подготовку к полетам в космос. «Лаборатории были роскошно обставлены и имели достаточно самых талантливых помощников, мастеров и рабочих. Все заводы и учреждения обязаны были исполнять их заказы» (см. стр. 156). В работах принимали участие специалисты разных стран, но во главе стояли советские ученые. Циолковскому рисовались картины совсем недалекого будущего… Напомним, что в научно-фантастическом фильме В. Н. Журавлева «Космический рейс», который Циолковский консультировал в последний год жизни, действие происходит в 1946 году.

Освоение космоса было для Циолковского делом глубоко практическим. Поэтому он хорошо понимал, что найденные им в процессе исследования проблем космической индустриализации новые технические решения могут найти применение не только в космосе, но и на Земле и не только в будущем, но и в настоящее время. В последние годы жизни ученый создает ряд работ, в которых предлагает конкретные проекты использования своих «космических» изобретений в народнохозяйственных целях — способы получения воды в пустынях, солнечные нагреватели, регулировки температуры в жилищах, воздуходувку для домен и др. [15]. С некоторыми из таких изобретений Циолковского можно познакомиться на страницах настоящего сборника его работ (см. стр. 169, 180, 197, 201, 212–215, 235–237). Заботы Циолковского о дне сегодняшнем хорошо понятны нам, его потомкам, и полностью соответствуют современному подходу к перспективным научным исследованиям.

Подводя итоги анализу исследований проблем промышленного освоения космоса, выполненного в трудах Циолковского, хочется еще раз подчеркнуть высокий гуманизм его творчества, проникнутого оптимистическими идеями. «Ненависть к жизни есть или болезнь, или заблуждение, — писал ученый. — Каждое разумное существо есть воин, сражающийся за свое лучшее будущее, за господство разума и блага во Вселенной» [17, с. 102]. В этом отношении труды Циолковского выгодно отличаются от исследований таких пионеров космонавтики, как Годдард и Оберт, которые с самого начала работали в тесном контакте с военными ведомствами.

Нет сомнений: К. Э. Циолковский был и остается нашим современником, его творческое наследие в своей основной части глубоко созвучно той грандиозной программе работ по исследованию и освоению космического пространства, которая развертывается в нашу эпоху и которая основана на идеях, высказанных великим основоположником космонавтики.

Примечания:

6

Здесь и в некоторых случаях далее употребляется современная терминология, которой Циолковский не пользовался.