С развитием науки и техники в сочинениях писателей-фантастов стали появляться конкретные технические средства, которые позволяли воплотить мечты человека в реальность. Источником двигательной силы, способной отправить человека в далекие миры, начали служить различные устройства и агрегаты.

Так, в XVII веке французский писатель Сирано де Бержерак в своих книгах подробно описал воздушные шары и парашюты, которые его герои использовали для полетов в атмосфере, а также ракеты, на которых они отправлялись в космические путешествия. Надо вспомнить, что в ту эпоху ракеты в основном были средством развлечения при устройстве фейерверков. Даже в военном деле они применялись тогда крайне ограниченно. Поэтому предложение об их использовании для полетов к другим планетам было весьма и весьма смелым и, в определенной степени, революционным предложением.

О космических полетах, естественно, на уровне тогдашних знаний писали и другие авторы – Жюль Верн, Герберт Уэллс и многие другие. Их фантазии были столь «беспредельны», что порой казалось – еще один шаг, еще один рывок и человечество окажется в космос.

В 1865 году Жюль Верн опубликовал роман «С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут», более известный под названием «Из пушки на Луну». Если помните, его герои отправились в свое межпланетное путешествие внутри снаряда, которым выстрелила гигантская пушка, установленная на американском континенте, в штате Флорида.

Писатель привел в своем романе точные технические параметры орудия, которое выстреливало пилотируемый снаряд в сторону Луны. Пушка должна была иметь, по расчетам Жюль Верна, длину 274 метра и диаметр 2,74 метра. Первые 61 метр длины ствола заполнялись взрывчатым веществом весом в 122 тонны. Снаряд выстреливался со скоростью 16,5 километров в секунду. После прохождения земной атмосферы, где происходило торможение аппарата, он начинал двигаться со скоростью 11 километров в секунду, что было достаточно для полета к естественному спутнику Земли.

Сам снаряд Жюль Верн предложил изготовить из алюминия с толщиной стенок до 30 сантиметров. Перегрузки, которые пассажиры испытывали при выстреле и при торможении, компенсировались амортизаторами.

Любопытно, что почти одновременно с Жюлем Верном появились и другие романы, в которых описывались путешествия на Луну и другие планеты: создатель «Трех мушкетеров» Александр Дюма опубликовал роман «Путешествие на Луну», Ахилл Эро – «Путешествие на Венеру», некие анонимные авторы – «Поездка на Луну» и «История путешествия на Луну». Несмотря на всю наивность сюжетов, обилие новых книг о полетах в космос стало свидетельством того, что человечество морально «созрело» и готово воплотить в реальность свою вековечную мечту. Но для этого требовались люди, которые могли не только представить себе, как это будет, но и обладали необходимыми знаниями, и знали, что надо делать.

Первым, кто взял на себя трудную миссию рассказать другим, что надо делать, чтобы побывать в космосе, стал великий русский ученый Константин Эдуардович Циолковский. Скромное провинциальное существование, оторванность от мировой науки, недостаток денежных средств не помешали ему сделать крупнейшие открытия в космонавтике и ракетной технике.

Опубликованный им в 1903 году труд «Исследования мировых пространств реактивными приборами» до сих пор не утратил своей актуальности. В книге было дано подробное описание устройства космической ракеты и жидкостного ракетного двигателя, разработаны основы математической теории ракетного полета, а также даны практические рекомендации по конструированию ракет.

В своих последующих работах Константин Эдуардович обосновал возможности применения различных ракетных топлив и выдвинул множество предложений по ряду других теоретических и практических вопросов космонавтики (составные или многоступенчатые ракеты, орбитальные станции, сварка в космосе, космические оранжереи и другое).

Наиболее интересно предложение о составных ракетах или, как называл их сам Циолковский, «ракетных поездах». В его работах можно встретить описание двух типов таких ракет.

Первый тип «поезда» подобен железнодорожному составу, когда паровоз толкает состав сзади. Сначала работает двигатель хвостового «вагона» (первая ступень). После использования запасов топлива в нем, он отцепляется, и включается двигатель следующего «вагона» (вторая ступень), который с того момента становится хвостовым. И так далее. После полного использования топлива в этом «поезде» головной «вагон» (ракета) получает достаточно высокую скорость для выхода в космос.

Пусть и другими словами, но Циолковский достаточно точно описал работу современного космического носителя. Более того, он доказал расчетами наиболее выгодное распределение весов отдельных «вагонов», входящих в «поезд». С некоторыми поправками эти расчеты используются до сих пор.

Второй тип составной ракеты, предложенной Циолковским в 1935 году, был назван им эскадрильей ракет, которые соединяются между собой, как бревна плота на реке. При старте одновременно начинают работать четыре ракетных двигателя. Когда каждый из них израсходует половину запаса топлива, две ракеты перельют свой неизрасходованный запас топлива в полупустые емкости оставшихся двух ракет и отделятся от эскадрильи. Дальнейший полет продолжат две ракеты с полностью заправленными баками.

Израсходовав половину своего топлива, одна из ракет эскадрильи переливает оставшуюся половину в ракету, предназначенную для достижения главной цели полета.