вернёмся в библиотеку?


Transmagazin, Luft- und Raumfahrt.
Berlin, Verlag Transpress, 1989 г.

Франк Э. Ритц
Альфред Мауль - пионер ракетной фотографии.
(Ракеты для фотографирования местности. Дрезден, 1906 г.)

Альфред Мауль.

4 октября 1957 г., когда был запущен первый спутник, началось стремительное освоение космического пространства. Наряду с колическтвенным и качественным развитием космических транспортных систем возникли и совершенно новые - космические - технологии: спутниковые навигация и связь, космическое материаловедение, биология, медицина. Особое положение в этом ряду занимает исследование Земли из космоса, т. н. дистанционное зондирование Земли.

Тем более удивителен тот факт, что более чем за 50 лет до старта первого искусственного спутника Земли инженер из Дрездена Альфред Мауль пришел к идее фотографировать поверхность Земли с помощью камеры, установленной на ракете.

Кем же был этот основоположник ракетной фотографии?

Обладатель абсолютного слуха

Альфред Герман Карл Мауль родился в семье торговца Карла Эрнста Юлиуса Мауля и Отилии Христианы Регины Мауль в Тюрингии, в городке Поснеке. Вначале он учился в муниципальной школе в своем родном городе, а позднее - в Дрездене. В 1880 г. Альфред Мауль закончил Дрезденскую консерваторию. В начале 1890-х годов он постигал технические науки в высшем техническом училище в Райхенберге (ныне Либерек, Чехия). Мауль был не только выдающимся инженером, но и замечательным пианистом - он обладал т. н. «абсолютным» слухом.

В 1897 г. инженер Мауль получил лицензию в Дрездене. Некоторое время он работал механиком и устанавливал самые разнообразные электрические и телеграфные аппараты. В 1904 г. он создал собственное конструкторское бюро, направлением деятельности которого было конструирование дозирующих и упаковочных автоматов для сигаретного, фармацевтического и химического производства. 22 патента документируют его изобретения в этой области. С 1931 года он начинает производство механизмов на своей собственной фабрике.

Мауль был человеком, открытым разнообразным новым идеям. Свою идею ракетной фотосъемки местности он начал реализовывать уже в конце 1890-х годов. Большие надежды он связывал с военным применением ракетной фотосъемки, и, следовательно, с поддержкой военных.

Первые практические эксперименты Мауля с ракетной фотосъемкой относятся к 1900-му году. Для их проведения он выбрал никем не занятое поле около Дрездена. В 1903 г. инженеру был предоставлен военный плац у Кенигсбрюка (Саксония). Сегодня это округ Дрезден. Здесь во времена ГДР располагался Институт авиационной и космической медицины.

В течение 7 лет Мауль построил несколько типов ракетных аппаратов. Но несмотря на некоторые успехи, ракетное фотографирование местности не нашло широкого применения.

Так выглядела Германия в 1906 году. Снимки фотографическими ракетами Альфреда Мауля.

Кроме того Мауль занимался историей ракет начиная от древнего Китая и кончая последними для того времени морскими спасательными и военными ракетами.

В начале тридцатых годов Мауль получил приглашения от Вернера фон Брауна посетить ракетный полигон Куммерсдорф, где разворачивалась программа А-4. Мауль получил возможность еще раз обратить внимание на свой проект, но это не имело практического резонанса.

Что касается частной жизни Альфреда Мауля, то следует еще добавить, что в 1900 г. он женился на Сельме Марии Майер. У них родились три дочери. В последние годы жизни Мауль страдал тяжелой формой сахарного диабета, что привело к необходимости ампутации обеих ног. Он скончался от этой болезни 27 августа 1942 г. в Дрездене.

Гиростабилизация

Транспортировка и монтаж мобильного лафета.

Итак, в 1900 г. Мауль начал строить свои ракеты. Основательное рассмотрение имеющихся в распоряжении автора патентов Мауля, фотографий и описаний, встречающихся в прессе, показывает, что исследователь спроектировал по меньшей мере 9 разных аппаратов и построил 6. При этом он всегда действовал в определенной последовательности. Сначала он испытывал ракету без фотокамеры, затем следовала серия снимков местности без предварительного выбора нужного участка. Если оба этих испытания проходили удовлетворительно, можно было снимать определенную территорию.

Не обходилось без неудач. Ракеты взрывались на старте, затвор фотокамеры не открывался в нужное время или не открывался вовсе.

Твердое топливо для первых эксперимантов Мауль покупал на большом заводе феейерверков семьи Фишер в Вайнболе. Позже, когда военное ведомство заинтересовалось ракетами Мауля, он получил возможность использовать морские спасательные ракеты со склада пиротехнической лаборатории Берлина-Шандау. Эта лаборатория даже производила топливо по заказу Мауля. По результатам испытаний ракет 1903 года Мауль получил свой первый патент в этой области - «Ракетный аппарат для фотографирования предварительно выбранных участков местности».

Готовая к старту ракета в своем лафете. Справа - груз, в своем падении раскручивающий маховик гиростабилизации. Военные - обслуживающий персонал.

Как же выглядели эти ракеты? Первые экземпляры имели стартовую массу до 25 кг, причем только 200 г приходились на фотокамеру. Они могли достигать высоты полета от 200 до 400 м. Размер фотографической пластины составлял 180 х 180 мм, фокусное растояние объектива - 21 см.

Корпус ракеты был похож на большой артиллерийский снаряд. Деревянный силовой набор был покрыт картонной обшивкой и обычно красился снаружи голубой краской. Ракета состояла из трех частей. В верхней части оживальной формы помещался фотоаппарат. Средняя цилиндрическая часть вмещала в себя твердотопливный двигатель, парашют и десятиметровую ленту. И, наконец, нижняя часть представляла собой длинную палку с оперением.

Особое внимание Альфред Мауль уделял проблеме стабилизации ракет в полете. В патентном письме 1903 года он описывает, как можно бороться с вращением ракеты с помощью аэродинамического стабилизатора. Один из рисунков показывает нам ракету с плоскостями, прикрепленными непосредственно к ракетному корпусу, другой - со стабилизатором на конце длинной штанги. Хотя к моменту составления патентной заявки Маулю было все ясно с аэродинамической стабилизацией. он постоянно варьирует конструкцию оперения. Первые аэродинамические плоскости имели каркас из стальных труб и обшивались материалом. Более поздние были цельнометаллическими значительно меньшего размера. Смещение таким образом центра тяжести ракеты улучшало ее летные качества.

В последних ракетах Мауль применил гиростабилизацию. Как известно, действие раскрученного волчка или маховика состоит в том, что летательный аппарат, имеющий его, движется точно в заранее заданном направлении. Электрический импульс освобождал падающий груз, который раскручивал горизонтально расположенный маховик. Два маховичка поменьше устраняли случайное вращение ракеты (вокруг главного маховика - прим. перев.).

Этот метод стабилизации и сегодня находит широкое применение в космических аппаратах и баллистических ракетах. Возможно, Мауль был первым, кто применил его. Гиростабилизатор очень точно удерживал направление движения ракеты, поэтому снимки местности получались очень четкими.

Старт фотографической ракеты на плацу у Кенигсбрюка.

Мауль также занимался стабилизацией ракет в фазе снижения. В своих патентных письмах он предлагает несколько вариантов. Первая возможность состояла в применении выдвижных плоскостей. В другом патенте он описывает применение перевернутого парашюта. Но нет никаких указаний на то, что эти варианты были воплощены «в металле» и испытывались.

Фотокамеры с фитилем

Много раз варьировал Мауль положение камеры в корпусе ракеты и механизм срабатывания затвора. Так, в одном из своих патентов, он исследовал положение оси фотокамеры параллельно направлению движения ракеты. В этом случае необходимо было обеспечить срабатывание затвора камеры непосредственно после достижения ракетой верхней точки полета, когда ракета вследствие специального положения центра тяжести поворачивается носом к Земле. Срабатывание затвора в нужный момент достигалось регистрацией давления набегающего воздушного потока. На носу ракеты устанавливалась небольшая пластинка, прижимающая пружину. В верхней точки траектории ракета останавливалась относительно воздуха, давление набегающего воздушного потока падало,

Последствия неудачного старта.

пружина освобождалась, приводила в действие механическую задвижку, а та в свою очередь - затвор фотокамеры.

Но из имеющихся фотографий и документов можно сделать вывод, что Мауль использовал исключительно фитильный метод срабатывания затвора. Некая пружина фиксировалась в напряженном состоянии фитилем, размер которого был подобран таким образом, что он перегорал в тот момент. когда ракета достигала высшей точки траектории. Пружина освобождалась и вызывала срабатывание затвора камеры. Если использовался фитиль, то камера устанавливалась не параллельно, а под углом 105° к направлению полета. Мауль добился того, что при подъеме ракеты на высоту от 600 до 800 м можно было

Одна из первых фотографических ракет.

фотографировать местность с хорошей детализацией на дальность от 2,2 до 3,4 км. Участки местности для съемки можно было выбрать на месте старта с помощью специального прибора, установленного на лафете, при этом изменялся угол установки камеры. После нескольких запусков полученные кадры монтировались в фильм, где состыковывались ближние и дальние участки. Теоретически можно было снимать местность на дальность до 80 км.

Что касается применяемых камер, то речь идет исключительно о камерах одного кадра. Дело в том, что вследствие ничтожной грузоподъемности твердотопливных ракет камеры должны были быть максимально легкими и компактными. Первые камеры имели фотопластины размером 180 х 180 мм, а когда Мауль стал применять более тяжелые ракеты, размер кадра увеличился до 200 х 250 мм. У таких камер фокусное расстояние объектива составляло 28 см.

Фотографическая ракета над Вайнболой.

Последние экземпляры фотографических ракет достигали веса в 42 кг. Полученные снимки поражали выдающимся качеством. Прекрасно различались дома, улицы, дороги, участки, засеянные разными культурами.

Мобильные лафеты

Для старта своих ракет Мауль строил мобильные складывающиеся лафеты весом 400 кг. Обслуживающий персонал привозил сложенный лафет на стартовую позицию и раскладывал его. Невдалеке ставили флаг, показывающий направление ветра. После внесения поправок на силу и направление ветра с помощью специального прибора, установленного на лафете, выбирали нужный участок местности, подлежащий фотографированию.

Ракета сделала снимок и теперь спускается на парашюте.

Ракета поджигалась с расстояния 200 м. Первый электрический импульс освобождал падающий груз, раскручивающий волчок гиростабилизатора, второй - воспламенял твердое топливо ракеты. Через несколько секунд ракета достигала высшей точки своего полета, сразу после этого срабатывал затвор фотокамеры и вытягивался тормозной парашют. Ракета разделялась на две части. Непосредственно на стропах парашюта висел головной конус со спрятанной в нем фотокамерой. Ниже на десятиметровой ленте висела выработанная ракетная гильза со стабилизатором. Таким образом земли вначале касалась нижняя часть ракеты. Освобожденный от значительной доли груза парашют приводил камеру уже с меньшей скоростью. Камеру подбирали и готовили к старту в составе новой ракеты. Снимок получали через 6 минут после приземления ракеты.

Ракета за 70 марок

С 1900 до 1903 года Мауль экспериментировал в поле у железнодорожной линии Дрезден-Риза-Лейпциг у Вайнболы и в Дрездене-Трахау. Вероятно, этим можно объяснить часто встречающееся заблуждение, что Мауль родился в Дрездене-Трахау.

Много раз конструктор имел возможность продемонстрировать свои изобретения высокому военному начальству. Поэтому летом 1906 г. он получил в свое распоряжение плац у Кенигсбрюка, а также военных как обслуживающий персонал.

Альфред Мауль у одного из первых экземпляров мобильных лафетов.

Первые эксперименты на плацу Кенигсбрюка проводились в тайне. Инженер Мауль сам прекрасно представлял преимущественно военный аспект своих исследований. Фотографические ракеты было значительно труднее вывести из строя, чем привязные аэростаты, которые в то время применялись для разведки местности. Так, в одном эксперименте 120 пехотинцев обстреляли ракету во время снижения. Подобранная ракета оказалась неповрежденной.

С 1906 года пресса стала довольно подробно освещать эксперименты Мауля. Свои эксперименты Мауль частично финансировал сам, частично средства поступали от фирмы Хюльтч и от военного ведомства. Эксперименты должны были поглотить 100 000 марок. Хотя стоимость одной ракеты в 70 марок была значительно ниже стоимости привязного аэростата, они не пошли в серийное производство.

Автор трех приоритетов

Третий патент Альфреда Мауля - спусковой механизм затвора фотокамеры.

Различные источники указывают на то, что еще до экспериментов Мауля существовали идеи фотосъемки местности с помощью ракет. Но нет никаких подтверждений того, что эти ракеты существовали «в металле». Таким образом Альфред Мауль - первый человек. который осуществил эту идею на практике и решил все связанные с этим проблемы.

Инженер Мауль впервые сделал следующее:

- впервые применил ракету для фотографирования местности;

- впервые несколько раз применил полезную нагрузку и использованный ракетный корпус;

- впервые применил гиростабилизацию летательного аппарата.

Мауль не оставил никаких значительных теоретических работ. Его технические решения при постройке и использовании ракет документированы в патентах. В своих исследованиях он был больше практиком, чем теоретиком. Больше всего его интересовало качество снимков земной поверхности. Его исследования фотографирования местности с помощью ракет после 1910 года не имели никакого значения. Причина этого состоит в том, что фотосъемка местности с самолета имеет много преимуществ перед ракетами. Напрмер, можно использовать камеру с рулоном пленки и делать много снимков.

Эксперименты Мауля никак не повлияли и на дальнейшее развитие ракетной техники. Только с началом исследования Земли с помощью современных космических аппаратов стало возможным оценить заслуги Альфреда Мауля - пионера ракетной фотосъемки.

Устройство ракеты Мауля. Слева: средняя часть с маховиком и десятиметровой лентой. В центре: верхняя часть с камерой. Справа: обтекатель с регистратором давления воздушного потока. Размеры этой модели ракеты (без стабилизатора - прим. перев.): высота 75 см, диаметр 39 см.