Герман Юлиус Оберт ( нем. Hermann Julius Oberth ; 25 июня 1894 — 28 декабря 1989) — немецкий физик и пионер ракетной техники австро-венгерского происхождения, трансильванско-саксонского происхождения. [3] Оберт поддерживал военные усилия нацистской Германии и в 1943 году получил Крест военных заслуг (1-го класса). [5]
Оберт родился в трансильванской саксонской семье в Надьсебене (Германштадт), Королевство Венгрия (сегодня Сибиу в Румынии ); [6] и помимо своего родного немецкого языка , он свободно говорил также на венгерском и румынском языках . В возрасте 11 лет интерес Оберта к ракетной технике был вызван романами Жюля Верна , особенно «С Земли на Луну» и «Вокруг Луны» . Он любил перечитывать их снова и снова, пока они не запечатлелись в его памяти. [7] В результате Оберт построил свою первую модель ракеты, будучи школьником в возрасте 14 лет. В своих юношеских экспериментах он самостоятельно пришел к концепции многоступенчатой ракеты . Однако в это время у него не было ресурсов, чтобы воплотить свои идеи в жизнь.
В 1912 году Оберт начал изучать медицину в Мюнхене , Германия , но после начала Первой мировой войны он был призван в Германскую императорскую армию , назначен в пехотный батальон и отправлен на Восточный фронт против России . В 1915 году Оберт был переведен в медицинское подразделение в госпитале в Сегешваре (нем. Schäßburg; румын. Sighișoara), Трансильвания , в Австро-Венгрии (сегодня Румыния). [8] Там он нашел свободное время, чтобы провести серию экспериментов, связанных с невесомостью , а затем возобновил свои ракетные разработки. К 1917 году он показал проекты ракеты, использующей жидкое топливо, с дальностью полета 290 км (180 миль) Герману фон Штейну , военному министру Пруссии . [9]
6 июля 1918 года Оберт женился на Матильде Хуммель, от которой у него было четверо детей. Один из детей Оберта погиб, будучи солдатом во время Второй мировой войны . Его дочь Ильза (родилась в 1924 году) погибла 28 августа 1944 года в результате случайного взрыва на испытательном полигоне Редля-Ципфа по производству ракетных двигателей V-2 и на заводе жидкого кислорода, где она работала ракетным техником.
В 1919 году Оберт снова переехал в Германию, на этот раз для изучения физики, сначала в Мюнхене, а затем в Гёттингенском университете . В 1922 году предложенная Обертом докторская диссертация по ракетостроению была отклонена как «утопическая». Однако профессор Августин Майор из Клужского университета в Румынии предложил Оберту возможность защитить там свою оригинальную диссертацию, чтобы получить докторскую степень. [10] Он успешно сделал это 23 мая 1923 года. [8] Затем он опубликовал свою 92-страничную работу в частном порядке в июне 1923 года в виде несколько спорной книги Die Rakete zu den Planetenräumen [11] ( Ракета в планетарном пространстве ). [12] К 1929 году Оберт расширил эту работу до 429-страничной книги под названием Wege zur Raumschiffahrt ( Пути к космическому полету ). [13] Оберт позже прокомментировал, что он сделал осознанный выбор не писать еще одну докторскую диссертацию. Он написал: «Я воздержался от написания еще одной, думая про себя: Ничего страшного, я докажу, что я способен стать более великим ученым, чем некоторые из вас, даже без звания доктора». [14] Оберт критиковал немецкую систему образования , говоря: «Наша образовательная система подобна автомобилю с мощными задними фарами, ярко освещающими прошлое. Но глядя вперед, вещи едва различимы». [14]
В 1927 году Оберт стал членом Verein für Raumschiffahrt (VfR) – «Общества космических полетов» – любительской ракетной группы, которая черпала огромное вдохновение из его книги, и Оберт выступал в качестве наставника для энтузиастов, которые присоединились к Обществу, в которое входили такие люди, как Вернер фон Браун , Рольф Энгель, Рудольф Небель или Пауль Эхмайр . У Оберта не было возможности работать или преподавать в колледже или университете, как и у многих хорошо образованных специалистов в области физических наук и техники в период с 1920-х по 1930-е годы – ситуация значительно ухудшилась во время всемирной Великой депрессии , которая началась в 1929 году. Поэтому с 1924 по 1938 год Оберт содержал себя и свою семью, преподавая физику и математику в средней школе Стефана Людвига Рота в Медиаше , Румыния. [8]
В период с 1928 по 1929 год Оберт работал научным консультантом в Берлине над фильмом «Frau im Mond» («Женщина на Луне»). Этот новаторский фильм был снят и спродюсирован известным режиссером Фрицем Лангом в сотрудничестве с компанией Universum Film AG . Фильм имел огромное значение для популяризации идей ракетной техники и исследования космоса . Одним из главных заданий Оберта было построить и запустить ракету в качестве рекламного мероприятия непосредственно перед премьерой фильма. Он также спроектировал модель Friede , главной ракеты, изображенной в фильме.
5 июня 1929 года Оберт выиграл первую премию Prix REP-Hirsch ( премия REP-Hirsch ) от Французского астрономического общества . Эта награда была присуждена за его значительный вклад в область астронавтики и межпланетных путешествий, что было особо отмечено в его книге Wege zur Raumschiffahrt [13] («Пути к космическим полетам»). Книга, расширенная версия Die Rakete zu den Planetenräumen («Ракета в межпланетное пространство»), закрепила за ним положение выдающейся фигуры в этой области. [15] Том посвящен Фрицу Лангу и Тее фон Харбоу . [13]
Студент Оберта Макс Вальер объединил усилия с Фрицем фон Опелем для создания первой в мире крупномасштабной экспериментальной ракетной программы Opel-RAK , которая привела к рекордам скорости для наземных и железнодорожных транспортных средств и первому в мире ракетному самолету. Opel RAK.1 , специально созданный проект Юлиуса Хатри , [16] был продемонстрирован публике и мировым СМИ 30 сентября 1929 года, пилотируемый фон Опелем. Демонстрации Вальера и фон Опеля оказали сильное и долгосрочное влияние на последующих пионеров космических полетов, в частности на другого ученика Оберта, Вернера фон Брауна .
Вскоре после успешных запусков ракет на жидком топливе командой Opel RAK 10 и 12 апреля 1929 года Фридрихом Вильгельмом Зандером на Opel Rennbahn в Рюссельсхайме, осенью 1929 года Оберт провел статический обжиг своего первого ракетного двигателя на жидком топливе, который он назвал Kegeldüse . Двигатель был построен Клаусом Риделем в мастерской, предоставленной Рейхским институтом химической технологии, и хотя в нем не было системы охлаждения, он некоторое время работал. [17] Ему помогал в этом эксперименте 18-летний студент Вернер фон Браун, который впоследствии стал гигантом как в немецкой, так и в американской ракетной технике с 1940-х годов, достигнув кульминации с гигантскими ракетами Saturn V , которые сделали возможной высадку человека на Луну в 1969 году и в течение нескольких последующих лет. Действительно, фон Браун сказал о нем:
Герман Оберт был первым, кто, размышляя о возможности космических кораблей, схватил логарифмическую линейку и представил математически проанализированные концепции и проекты... Я сам обязан ему не только путеводной звездой моей жизни, но и моим первым контактом с теоретическими и практическими аспектами ракетной техники и космических путешествий. Почетное место должно быть отведено в истории науки и техники его новаторскому вкладу в области астронавтики. [2]
В 1923 году вышла книга Оберта «Ракета к планетарным пространствам» . [11] Эту публикацию обычно считают своего рода начальной искрой для энтузиазма в отношении ракет и космических путешествий в Германии. Многие последующие ракетные инженеры были вдохновлены его точными и всеобъемлющими теоретическими соображениями и его смелыми выводами. [18] Работа вызвала жаркие дебаты, известные в то время как «Битва многих формул». Второе издание вышло в 1925 году и также было распродано за короткое время. [19] В своей книге Оберт выдвигает следующие тезисы:
С запуском Спутника (1957) и полетом Юрия Гагарина (1961) в космос эти идеи, которые в начале 1920-х годов все еще были совершенно утопичными, стали реальностью менее чем через четыре десятилетия. Марша Фримен пишет: «Ракеты были лишь средством для достижения цели, его целью были космические путешествия». [20] Оберт думал о межпланетных космических путешествиях, о многопланетном человечестве. В своей первой книге в 1923 году он дает первый «обзор»: он более подробно рассматривает физические и физико-химические, а также физиологические эксперименты в невесомом пространстве, о космическом телескопе, исследованиях солнечной короны, космической станции для наблюдения за Землей и космическом зеркале на околоземной орбите для воздействия на погоду [11] Третье, значительно расширенное издание его первой книги было опубликовано Обертом в 1929 году под новым названием Ways to Spaceflight . [13] В последующие годы книга стала стандартным трудом по исследованию космоса и ракетной технике, а французский пионер авиации и ракетостроения Робер Эсно-Пельтри назвал ее «Библией научной астронавтики » . [19] : 117 В этой книге Оберт описывает возможные варианты использования своей двухступенчатой ракеты, среди прочего на страницах 285–333 пилотируемый космический полет , включая космический скафандр для внешнего использования, космический телескоп для наблюдения за Землей и длительность межпланетных полетов, на страницах 333–350 свои идеи и теоретическую основу для космических станций на околоземной орбите от 700 до 1200 км над поверхностью Земли для наблюдения за Землей и погодой, а также в качестве отправной точки для полетов на Луну и планеты, на страницах 336–351 он объясняет конструкцию и функцию космического зеркала [11] [13], которое он изобрел в 1923 году диаметром от 100 до 300 км на околоземной орбите, с помощью которого, среди прочего, можно целенаправленно влиять на погоду в региональном масштабе или целенаправленно ослаблять солнечное излучение в региональном масштабе. На страницах 350–386 в главе «Путешествия в странные миры» Герман Оберт излагает свои научные соображения и расчеты для полетов (включая посадки) на Луну , астероиды , Марс , Венеру , Меркурий и кометы .
В 1923 году Оберт впервые изложил концепцию своих космических зеркал в своей книге « Ракета для межпланетного пространства » ( Die Rakete zu den Planetenräumen ). Эти зеркала диаметром от 100 до 300 км должны были состоять из сетки, состоящей из индивидуально регулируемых граней.
Концепция Оберта о космических зеркалах на орбите вокруг Земли служит цели фокусировки солнечного света на определенных областях поверхности планеты или перенаправления его в космос. Этот подход отличается от создания затененных областей в точке Лагранжа между Землей и Солнцем, поскольку он не подразумевает уменьшения солнечного излучения по всей открытой поверхности. По словам Оберта, эти колоссальные орбитальные зеркала обладают потенциалом для освещения отдельных городов, защиты от стихийных бедствий, управления погодными условиями и климатом и даже создания дополнительного жизненного пространства для миллиардов людей. Он уделяет большое внимание их способности влиять на траектории барометрических областей высокого и низкого давления. Однако важно признать, что реализация таких вмешательств в климатическую инженерию , включая космические зеркала, требует дальнейших обширных исследований, прежде чем их практическая применимость может быть полностью реализована.
Последовали дальнейшие публикации, в которых он учел достигнутый к этому моменту технический прогресс: «Пути космического полета» (1929), Menschen im Weltraum. Neue Projekte für Raketen - und Raumfahrt ( Люди в космосе. Новые проекты для ракет и космоса , 1957) и Der Weltraumspiegel ( Космическое зеркало , 1978).
Для оптимизации затрат концепция Оберта предлагает использовать лунные минералы для производства компонентов на Луне. Более низкое гравитационное притяжение Луны требует меньше энергии для запуска этих компонентов на лунную орбиту. Кроме того, атмосфера Земли избавлена от бремени многочисленных запусков ракет. Предполагаемый процесс включает запуск компонентов с поверхности Луны на лунную орбиту с помощью электромагнитной лунной рогатки, а затем «укладку» их в точке либрации 60°. Затем эти компоненты можно было бы транспортировать на орбиту с помощью электрических космических кораблей, разработанных Обертом с минимальной отдачей. Оказавшись на орбите, компоненты собирались бы в зеркала диаметром от 100 до 300 км. Оценка Оберта в 1978 году предполагала, что реализация этой концепции может произойти между 2018 и 2038 годами.
Оберт подчеркнул, что эти зеркала потенциально могут служить оружием. Учитывая этот аспект, в сочетании со сложностью проекта, реализация этих зеркал будет возможна только как мирная инициатива, предпринятая человечеством. [11] [13] : стр. 87–88 [21] [22] [23]
В 2023 году космическое зеркало, разработанное Обертом, было отнесено к области климатической инженерии, в частности, к управлению солнечной радиацией (SRM) как подмножество космических зеркал. Связанные с этим риски преднамеренного вмешательства в погоду и климат также изучаются и обсуждаются в рамках этой классификации.
Герман Оберт опубликовал свою концепцию движущегося и прыгающего лунного транспортного средства для будущего обширного исследования Луны в 1953 году. [24] [25] В своих соображениях он предполагал, что большие расстояния должны быть преодолены быстро и что обширные трещины/овраги или непроходимая местность, которые блокируют путь, должны быть преодолены, чтобы можно было избежать больших обходных путей. Транспортное средство, которое будет весить около 10000 кг на Земле и всего 1654 кг на Луне из-за слабого гравитационного притяжения, будет построено на Земле, доставлено на Луну и сброшено на лунную поверхность. Башнеобразная конструкция имеет только одну ногу и стоит на гусеничном шасси с площадью основания 2,5 м x 2,5 м. Двигателя мощностью 51,5 кВт достаточно для движения со скоростью до 150 км/ч, в зависимости от рельефа местности. Необходимая энергия в виде электрического тока поступает от солнечной электростанции над кабиной экипажа и гироскопа. Нога представляет собой газонепроницаемый цилиндр, в котором «прыгающая нога» длиной 4,5 м может двигаться вверх и вниз, как поршень в амортизаторе, и может выдвигаться и убираться для прыжка. Мощный гироскоп над кабиной экипажа удерживает транспортное средство в вертикальном положении и гарантирует, что транспортное средство никогда не наклонится более чем на 45 градусов. Прыжки могут быть до 125 м в высоту и несколько 100 м в ширину. Прыжки будут происходить, если транспортному средству придется преодолевать непроходимую местность или трещины/овраги, или если ему нужно будет добраться с более высокого места (например, горной террасы) до более низкого места или наоборот. [26] Оберт пишет: «Я хотел представить своим читателям не просто грубый набросок лунного автомобиля, но и чертежи и описания, основанные на точных расчетах и проектах. Поэтому я ломал голову над сотнями деталей, рассчитывал, сравнивал, конструировал, отклонял и перепланировал, пока конструкция не стала такой, что я мог представить ее с чистой совестью. Теперь я могу сказать: я уверен, что мой лунный автомобиль может быть построен». Технико-экономическое обоснование или опытно-конструкторские работы по лунному аппарату Оберта начнутся только в 2023 году, поскольку нет конкретных планов по исследованию Луны, в которых можно было бы использовать столь большой аппарат.
Принцип ионного движения был впервые представлен в 1929 году пионером космонавтики Германом Обертом в его работе «Пути к космическим полетам » [13] , которую называют «Библией космической техники» [19] : 117 , в которой он впервые описывает физику, функцию, конструкцию и использование для межпланетного полета ионного двигателя на страницах 386–399. Оберт также представил на 12-й конференции по ракетам и космонавтике Немецкого ракетного общества (DRG) в сентябре 1963 года в Гамбурге, ФРГ, новую идею электрического космического корабля. [27] Цитата: «Мое предложение касается электрического космического корабля, который не испускает ионы и электроны, а скорее капельки туманности, которые в 1000–100 000 раз больше по размеру в зависимости от проекта и образуют ион или электрон в качестве ядра конденсации».
С 1923 по 1938 год Оберт работал с короткими перерывами в 1929 и 1930 годах в качестве учителя физики и математики в средней школе в своей родной Трансильвании в Румынии. [19] Румын Герман Оберт, известный во всем мире в профессиональном мире, с его многочисленными зарубежными контактами, считался угрозой безопасности для секретности разработки Агрегата 4 в Пенемюнде. Поэтому с июня 1938 года он был нанят / отстранен с июня 1938 года посредством двухлетнего исследовательского контракта с Немецким научно-исследовательским институтом авиации (DVL) в Венском технологическом университете, а затем с июля 1940 года в Техническом университете Дрездена в Великом германском рейхе. [28] Когда он захотел вернуться в Трансильванию в мае 1941 года, он получил немецкое гражданство и был призван в августе 1941 года под псевдонимом «Фридрих Ганн» [29] : 58 в армейский научно-исследовательский институт Пенемюнде, где под руководством Вернера фон Брауна была разработана первая в мире большая ракета, Aggregat 4, позже названная «Vergeltungswaffe V2» . Оберт не принимал участия в этой работе, [29] : 58 [18] : 150 [28] : 157–164 [30] : 101 но поместил ее в патентный обзор, [31] : 144 [18] : 94 и написал различные отчеты, например, «О лучшей схеме многоступенчатых ракет» и о «Защите от вражеских самолетов с помощью большой, дистанционно управляемой твердотопливной ракеты». [31] [18] (Оберт критиковал конструкцию V2, поскольку, по его мнению, она была слишком сложной и слишком дорогой для военных целей. Он бы разработал твердотопливную ракету для предполагаемых целей V2.) [19] Около сентября 1943 года он был награжден Kriegsverdienstkreuz I Klasse mit Schwertern (Крест за военные заслуги 1-го класса с мечами) за его «выдающееся, мужественное поведение ... во время атаки» 17/18 августа 1943 года на Пенемюнде в ходе операции «Гидра» , части операций союзников против немецкой ракетной программы . [5] В декабре 1943 года Оберт попросил о его переводе [30] : 101 в WASAG в Рейнсдорфе около Виттенберга/ФРГ для разработки рекомендованной им зенитной твердотопливной ракеты. Он бежал оттуда в апреле 1945 года, был вынужден побывать в двух разных лагерях для интернированных в США, был освобожден в августе 1945 года как «человек, не затронутый нацистской эпохой» и переехал жить к своей семье в Фойхт (Средняя Франкония) ФРГ, [19] [20] [18] куда его семья переехала еще в 1943 году. [19] Фойхт расположен недалеко от региональной столицыНюрнберг , который стал частью американской зоны оккупации Германии, а также местом проведения высших судебных процессов над выжившими нацистскими лидерами по военным преступлениям .
.jpg/1280px-Officials_of_the_Army_Ballistic_Missile_Agency_(16316242630).jpg)
Оберт не участвовал в американском « Проекте Скрепка », потому что он не участвовал в разработке Aggregat 4, позже названного «Vergeltungswaffe V2». Для Оберта не было работы в Германии ни в качестве учителя физики или математики, ни в качестве ученого. Вот почему Герман Оберт отправился в Швейцарию в 1948 году и работал там как научный консультант и как автор для специализированного журнала Interavia . В 1950–1953 годах он служил в итальянском флоте и разрабатывал твердотопливную ракету. В 1953 году Оберт вернулся в Фойхт, Германия, чтобы опубликовать свою книгу Menschen im Weltraum ( Человек в космосе ), в которой он описал свои идеи относительно космических телескопов-рефлекторов , космических станций , электрических космических кораблей и космических скафандров . В конце концов, с 1955 года Оберт работал на своего бывшего помощника Вернера фон Брауна, который разрабатывал космические ракеты для НАСА в Хантсвилле, штат Алабама. Среди прочего, Оберт участвовал в подготовке исследования «Развитие космической техники в ближайшие десять лет». В 1958 году Оберт вернулся в Фойхт, Германия, где опубликовал свои идеи для лунного исследовательского корабля, «лунной катапульты» и «амортизируемых» вертолетов и самолетов. В 1961 году Оберт вернулся в Соединенные Штаты, где работал в корпорации Convair в качестве технического консультанта по программе ракеты Atlas . Он вышел на пенсию в 1962 году. [31] [20] [28] [19]
В 1950-х и 1960-х годах Оберт высказывал свои мнения относительно неопознанных летающих объектов (НЛО). Он был сторонником внеземной гипотезы происхождения НЛО, которые были замечены с Земли. Например, в статье в журнале The American Weekly от 24 октября 1954 года Оберт заявил: «Мой тезис заключается в том, что летающие тарелки реальны, и что они являются космическими кораблями из другой солнечной системы. Я думаю, что они, возможно, управляются разумными наблюдателями, которые являются представителями расы, которая, возможно, исследовала нашу Землю на протяжении столетий». [32] Он также опубликовал во втором издании Flying Saucer Review статью под названием «Они прилетают из космоса». Он обсудил историю сообщений о «странных светящихся объектах» в небе, упомянув, что самый ранний исторический случай — это «Сияющие щиты», о которых сообщил Плиний Старший . Он писал: «Взвесив все «за» и «против», я нахожу объяснение летающими дисками из космоса наиболее вероятным. Я называю это гипотезой «Уранидена», потому что с нашей точки зрения гипотетические существа кажутся пришедшими с неба (греч. «Уранос»)» [33] .
Оберт вышел на пенсию в 1962 году в возрасте 68 лет. С 1965 по 1967 год он был членом Национал-демократической партии Германии , которая считалась крайне правой . В июле 1969 года Оберт вернулся в Соединенные Штаты, чтобы стать свидетелем запуска ракеты проекта Apollo Saturn V из Космического центра Кеннеди во Флориде , которая доставила экипаж Apollo 11 в первую миссию по посадке на Луну . [34]
Нефтяной кризис 1973 года вдохновил Оберта на изучение альтернативных источников энергии, включая план ветряной электростанции , которая могла бы использовать реактивное течение . Однако его основным интересом в годы выхода на пенсию было обращение к более абстрактным философским вопросам. Наиболее заметной из его нескольких книг этого периода является Primer For Those Who Would Govern .
Оберт вернулся в Соединенные Штаты, чтобы присутствовать на запуске STS-61-A — космического челнока «Челленджер», запущенного 30 октября 1985 года.
Оберт умер в Нюрнберге, Западная Германия, 28 декабря 1989 года, вскоре после падения железного занавеса . [9] [35]
В некрологе Stille Hilfe , организации поддержки нацистов, Оберт был назван «верным сторонником и донором» . [36]
Список из биографии Оберта Ганса Барта [19]
Герман Оберт увековечен в Музее космических путешествий Германа Оберта в Фойхте , Германия, и в Обществе Германа Оберта . Музей объединяет ученых, исследователей, инженеров и астронавтов с Востока и Запада, чтобы продолжить его работу в области ракетной техники и исследования космоса.
В 1980 году Оберт был включён в Международный зал славы авиации и космонавтики в Музее авиации и космонавтики в Сан-Диего . [41]
Датское астронавтическое общество назвало Германа Оберта почетным членом. [42]
В Румынии его именем назван инженерный факультет Университета Лучиана Благи в Сибиу . [43] В 1994 году в Медиаше был открыт мемориальный дом к 100-летию со дня его рождения. В нем экспонируются различные предметы, связанные с ракетной техникой и космическими путешествиями, а также имеется аудио-видеозал для документальных фильмов. [44]
Он открыл эффект Оберта (силовой пролет или маневр Оберта), стратегию экономии топлива для межпланетных космических полетов, которая широко используется сегодня. На Луне также есть кратер и астероид 9253 Оберт, названный в его честь.
В Star Trek III: The Search for Spock USS Grissom был классифицирован как звездолет класса Oberth . Несколько других звездолетов класса Oberth также появлялись в последующих фильмах и телесериалах Star Trek .
Оберт стал гражданином Германии в 1940 г.