W SETNĄ ROCZNICĘ URODZIN PATRONA ŁÓDZKIEGO PLANETARIUM |
Ary Sternfeld - pionier kosmonautyki
Dla ludzi interesujących się astronomią i astronautyką daty 4.10.1957 (pierwszy
sztuczny satelita Ziemi); 12.04.1961 (pierwszy człowiek na orbicie) czy 20.07.1969
(lądowanie na Księżycu) są dobrze znane i niemal magiczne. Pamiętamy nazwiska tych,
którzy jako pierwsi odbyli loty na orbitę okołoziemską i na Księżyc, ale nazwiska
kolejnych astronautów już nie są wszystkim powszechnie znane, a kolejne loty nie budzą
takich emocji - stały się niemalże codziennością. Jeszcze mniej znane są nazwiska
uczonych, którzy stworzyli i rzetelnie i naukowo opracowali idee lotów kosmicznych -
wyprzedzając swoją epokę. Najwięcej osób wymieniłoby postać Konstantego
Ciołkowskiego, który był synem polskiego zesłańca - autorem pracy "Badania
przestrzeni kosmicznej za pomocą urządzeń odrzutowych" z roku 1903. Nieznana jest
(poza ścisłym gronem fachowców) osoba Arego Sternfelda jako pioniera współczesnych
lotów orbitalnych i międzyplanetarnych. A jest to postać niezwykła.
Ary Sternfeld urodził się w rodzinie żydowskiej w Sieradzu 14 maja
1905 roku. Do dzisiaj stoi dom, w którym spędził pierwsze 10 lat życia. W pamięci
chłopca utrwalił się każdy dom na rynku i głównych ulicach i warsztat mechaniczny,
który tak Go fascynował, że został inżynierem mechanikiem. W swoich pamiętnikach
Sternfeld pisze, że marzył wtedy o wynalezieniu perpetum mobile, przeprowadzał wiele
pomysłowych doświadczeń np. zmierzył wytrzymałość skorupki jajka na zgniatanie. W
okresie sieradzkim rozpoczął naukę. Matka Arego była kobietą inteligentną i miała
wobec dzieci wobec duże ambicje, chcąc im zapewnić wyższe wykształcenie, a ojciec
nalegał na wykształcenie religijne syna. W sierpniu 1915 rodzina Sternfeldów
przeniosła się do Łodzi. Tutaj Ary uczęszczał do żydowskiego gimnazjum, które
miało uprawnienia do dwóch matur - z przedmiotów ogólnych i nauk judaistycznych. Na
ogół był dzieckiem posłusznym, ale też ambitnym i upartym. Te cechy charakteru, w
późniejszym czasie, pozwoliły Mu wytrwale dążyć do celu i nie zrażać się
trudnościami. W gimnazjum Ary interesował się przedmiotami przyrodniczymi. W tych
latach przeprowadził część obliczeń uwzględniających wpływ grawitacji Księżyca i
planet na ruchy ciał w Układzie Słonecznym. Po uzyskaniu matury rozpoczął studia na
Uniwersytecie Jagiellońskim 1923 - 1924, a po roku przeniósł się do Nancy. Indeks
został Mu wydany w listopadzie 1924 r. Był to trudny okres nauki i pracy fizycznej by
zapewnić sobie środki do życia. Po trzech latach, ukończył studia uzyskując dyplom
inżyniera mechanika 27 lipca 1927 r. Ukończył Instytut w Nancy z drugą lokatą na 31
dyplomantów. Nie ustaje oczywiście w swoich marzeniach o lotach kosmicznych. Podczas
wspinaczki w Alpach wpadł na pomysł zbudowania robota, który wykonywałby za człowieka
trudne i niebezpieczne zadania w kosmosie i na Ziemi. Projekt był gotowy w 1932 roku.
Zaprezentował go w ZSRR, bowiem liczył, że tam właśnie będzie najwięcej szans na
praktyczną realizację projektu. Później podczas stałego pobytu w Moskwie złożył 3
formalne wnioski patentowe w związku z tym pomysłem. W latach 1928 - 1930 studiował na
Sorbonie. Wstąpił na uczelnię z zamiarem zrobienia doktoratu w dziedzinie lotów
kosmicznych. Warto zaznaczyć, że dopiero w roku 1929 miał okazję zapoznać się z
pracami Ciołkowskiego a od 1930 datuje się korespondencja obu uczonych. Chcąc zapoznać
szeroką opinię publiczna z kosmonautyką Sternfeld napisał artykuł w prasie
francuskiej. Udowadniał w nim, że tylko przy pomocy rakiet można wyzwolić się z
grawitacji ziemskiej. Omówił zjawiska fizjologiczne występujące w czasie lotu rakiety.
Zapoznał czytelników z zasadą działania silnika rakietowego i jego zastosowania.
Nawiązał do prac teoretycznych Ciołkowskiego, Goddarda, Ensault - Pelterie, Obertha i
Hofmanna. Na zakończenie stwierdził, że największe szanse na urzeczywistnienie
projektów astronautycznych widzi w Związku Radzieckim (okazał się dobrym prorokiem).
Do roku 1932 zebrał dużo materiału i dokonał wielu wyliczeń dla udokumentowania swych
tez i zamierzał przystąpić do pisania pracy doktorskiej, kiedy promotorzy wycofali mu
swe poparcie. Doszli, bowiem do wniosku, że ani oni ani nikt z ich otoczenia nie może
wziąć na siebie odpowiedzialności za " naukowość " tematu. Astronautyka
wydawała się szarlatanerią lub fantastyką. Zamiast zaproponowano mu pracę doktorską
na temat obróbki metali. Sternfeld zareagował impulsywnie kategorycznie odmawiając,
czego później żałował. Kontynuował pracę na własną odpowiedzialność W sierpniu
1932 roku przyjechał do Łodzi do domu rodziców przy ulicy Śródmiejskiej 21 (obecnie
ul. Więckowskiego 21). Tu przez półtora roku pracował po 12 godzin dziennie. Do
wykonania zadania, które sobie wyznaczył należało obliczyć tory lotu w polu
grawitacyjnym Ziemi zakłóconym przez oddziaływanie grawitacyjne Księżyca i Słońca.
W mechanice nieba brak bezpośrednich formuł na bezpośrednie obliczenie grawitacyjnych
perturbacji. Stosuje się pracochłonne metody obliczania kolejnych przybliżeń. Znane
są przypadki, gdy astronomowie dla obliczenia orbit wybranych ciał ("licząc na
piechotę") musieli poświęcić kilkanaście lub więcej lat. Ary Sternfeld uporał
się z obliczeniami w półtora roku. Dokonał tego przy użyciu arytmometru, który
"wypożyczał" dla niego (wynosząc pod płaszczem) znajomy z Widzewskiej
Manufaktury od soboty wieczór do poniedziałku rano. Tak powstała praca zatytułowana
"Wstęp do kosmonautyki ". Została napisana w języku francuskim gdyż autor
uważał, że więcej szans na praktyczne wykorzystanie jego dzieła jest we Francji niż
w Polsce. Na uwagę zasługuje fakt, że po raz pierwszy użył terminu kosmonautyka,
który wg niego lepiej oddaje charakter lotów kosmicznych (astronautyka odnosi się do
lotów do gwiazd). Wyniki obliczeń zawarł w postaci ponad 40 przejrzystych tabel, ponad
100 wykresów graficznych i ponad 360 formuł matematycznych. Praca jest podzielona na 4
części i 14 rozdziałów. W części I wśród wielu zagadnień omawia: korzyści z
wysyłania rakiet i sond badawczych w górne warstwy atmosfery i poza nią, praktyczne
korzyści z eksploatacji surowców na Księżycu i planetach, budowę zwierciadeł
orbitalnych (elektrowni słonecznej), zagadnienia fizjologiczne związane z
przeciążeniem i nieważkością, zjawiska psychologiczne lotu kosmicznego. Jako pierwszy
w swojej monografii ujął kwestię użycia skafandrów dla zwiększenia wytrzymałości
organizmu. Sternfeld bardzo wcześnie uświadomił sobie wpływ przeciążenia na organizm
ludzki. Będąc w Paryżu uzyskał zgodę na eksperyment w Centralnym Laboratorium
Aerodynamicznym. Wirówka miała tylko 5 m. a przeciążenie odpowiadało 2g i Sternfeld
był rozczarowany, ale orientował się w reakcji organizmu na to zjawisko. W części II
na ogół krytycznie pisze o proponowanych przez różnych uczonych rodzajach napędów
kosmicznych. Część III zaczyna się od historii rakiet. Dalej pisze o budowie i
zasadzie funkcjonowania rakiet wielostopniowych wyprowadza wiele wzorów opisujących
pracę rakiety na poszczególnych etapach lotu. Uwzględnił możliwość wyjścia
astronauty na zewnątrz statku. Ostatnia część książki zatytułowana
"Możliwości" obejmuje zagadnienia takie jak: podróże kosmiczne, start i
lądowanie, sygnalizacja międzyplanetarna, teoria względności i kosmonautyka.
Szczegółowo omówione są sztuczne satelity Ziemi. Pojawia się pojęcie I - szej
prędkości kosmicznej. Sternfeld przyjął jako standardową orbitę kołową ok. 200 km
n.p.m. Prędkość na tej orbicie wynosi 7.79 km/s. Ta standardowa orbita była
wielokrotnie wykorzystywana przy sztucznych satelitów. Omówione zostały możliwości
startu z Ziemi i kwestie ekonomicznego lotu etapowego, konstrukcji elementów rakiety na
Ziemi i ich montażu na orbicie. Autor omawia lot na Księżyc po orbicie eliptycznej oraz
loty międzyplanetarne. Książka zawiera tabelę 66 różnych orbit do planet, które
kilkadziesiąt lat później zostały wykorzystane w konkretnych programach badań Układu
Słonecznego. Zgodność przewidywanych orbit przez Sternfelda z faktycznymi orbitami sond
i satelitów takich jak np. Łunnik 1, Pionier 4 i 5, Wenera 1 i innych jest ogromna -
różnica nie przekracza 1%. Odnośnie związku astronautyki z teorią względności
Sternfeld pisze, że lot ku gwiazdom, w czasie nie przekraczającym życia ludzkiego
będzie możliwy, gdy prędkość lotu zbliży się do prędkości światła. Problem ten
rozpatruje na przykładzie Proximy Centauri. Obliczył warianty czasu dotarcia do tej
gwiazdy przyjmując przyspieszenia 10 i 20 m./s oraz 29 różnych prędkości lotu
począwszy od 10 tys. km/s do 290 tys. km/s. Przy prędkości rzędu 50 tys. km/s lot
potrwa (w obie strony) ok. 45 lat; przy 100 tys. km/s - 22.5 roku; przy 150 tys. km/s -
ok. 16 lat. Tymi obliczeniami wykazał, że loty do gwiazd są teoretycznie możliwe.
Było to wbrew tezom, które wysuwali jego poprzednicy. W podsumowaniu pracy rozpatruje
m.in. możliwości zasiedlenia Układu Słonecznego. Jego zdaniem naturalne księżyce
planet nie nadają się do tego. W przyszłości pójdziemy w kierunku budowy na orbitach
planet stacji kosmicznych, na których ludzie będą mieli warunki do życia zbliżone do
ziemskich. 6 grudnia 1933 roku Sternfeld zreferował swoją pracę na sesji naukowej w
Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego. Referat nie wzbudził większego
zainteresowania. Temat uznano za zbyt fantastyczny. Pertraktował z "Ossolineum"
w sprawie wydania pracy drukiem. Zażądano przedłożenia opinii jakiegoś wybitnego
uczonego. Sternfeld zwrócił się do jednego z astronomów, który zażądał wysokiego
honorarium. Zniechęcony Sternfeld jeszcze w tym samym miesiącu wyjechał do Paryża. We
Francji zabiegał o uznanie swojej pracy przez Francuskie Towarzystwo Astronomiczne i
Francuską Akademię Nauk. Ostatecznie po wielu trudnościach teoria lotów kosmicznych
zyskała uznanie i uczony otrzymał za nią Międzynarodową Nagrodę Astronautyczną.
W 1932 Sternfeld przebywał w Moskwie gdzie wysłuchano go z
entuzjazmem. Uznał, że tam będzie najbardziej odpowiedni klimat do kontynuowania pracy.
Decyzję tę umacnia korespondencja z K. Ciołkowskim i ostatecznie w roku 1935 Ary
Sternfeld wraz z żoną przenosi się na stałe do ZSRR. Niestety do spotkania z
Ciołkowskim nie doszło z powodu jego choroby i śmierci 19.IX.1935 roku. Wkrótce po
przyjeździe rozpoczął pracę w Naukowo-Badawczym Instytucie Napędu Odrzutowego (RNII),
gdzie zajmuje się pogłębianiem badań nad techniką rakietową (badanie optymalnych
warunków działania silników rakietowych, zwiększenia zasięgu lotu rakiety, startu i
lotu do stratosfery, rakiet wielostopniowych przy ruchu w atmosferze i poza nią). Nadal
rozwija i uzupełnia " Wstęp do kosmonautyki i uzupełnia wynikami swojej pracy.
Wyniki tych badań wykorzystał później S.N. Korolow. Szczególnie dokładnie zajął
się obliczeniami najkorzystniejszych trajektorii lotu z Ziemi do planet wewnętrznych i
zewnętrznych. Po wydaniu książki w wersji poprawionej i uzupełnionej w 1937 r.
Michaił Tichonrawow ( konstruktor pierwszej rakiety na paliwo ciekłe) napisał, że
obliczenia Sternfelda są o wiele dokładniejsze niż prace jego poprzedników i
przewidują bardziej korzystne trajektorie.
W 1936 roku Sternfeldowie uzyskali obywatelstwo radzieckie. Po
początkowym bardzo pomyślnym okresie, stosunki pracy w Instytucie uległy pogorszeniu.
Był to okres "błędów i wypaczeń" i stalinowskich czystek w armii. W efekcie
w 1937 roku Sternfeld został zwolniony. By kontynuować badania przeniósł się do
Instytutu Budowy Maszyn. Po wybuchu Wielkiej Wojny Ojczyźnianej został wraz z rodziną
(żoną i dwiema córkami) ewakuowany z Moskwy. Żona z córkami znalazła się w Nowej
Lali a Ary Sternfeld uczył w technikum metalurgicznym w Sierowie, jednocześnie
rozwijając teorię lotów. Po dość długim czasie udało Mu się załatwić
przeniesienie rodziny do Sierowa. Pod koniec wojny 4 grudnia 1944 roku wrócił do Moskwy
z 4650 obliczeniami torów rakiet na trasie Moskwa - Londyn - Nowy York, Londyn - Nowy
York. Rozpoczął starania o wydanie drugiej popularnej książki "Lot w przestrzeń
kosmiczną".która była dawno gotowa. Wciąż jednak napotykał na opór uczonych -
przeciwników lotów kosmicznych. Ostatecznie książkę wydano w 1949 roku.
Pierwsze pozytywne zmiany w stosunku do jego idei pojawiły się w 1953 r. Na przełomie
1953 i 1954 utworzono samodzielną sekcję astronautyczną przy Centralnym Aeroklubie w
Moskwie - Sternfeld brał czynny udział w organizowaniu sekcji i był bardzo aktywnym
członkiem. Kolejnym istotnym wkładem Sternfelda w dziedzinie kosmonautyki było
opracowanie teorii martwych okresów nawigacyjnych, co sprawdzono w praktyce przy lotach
sond na Marsa i Wenus. Ciekawostka - ta teoria umożliwiła udowodnienie, że tzw.
Meteoryt Tunguski nie mógł być statkiem z Marsa, gdyż 30 czerwca 1908 r. to był jeden
z takich okresów. Ary Sternfeld znany jest jako Lord - Paradoks. To przezwisko
zawdzięcza doskonałej znajomości mechaniki ruchu ciał niebieskich, lotu rakiety,
działania grawitacji i oporu atmosfery. Uwzględnienie tych elementów pozwoliło mu
przewidzieć wiele zaskakujących i pozornie paradoksalnych wyników. Oto kilka
przykładów paradoksów: p.ciśnienia w komorze spalania, p.martwego ciężaru, p.masy
paliwa, p.powtórnych uruchomień silnika, p.kierunku startu i innych.
Ary Sternfeld wyprzedził swoją epokę, snując fantastyczne idee. Dla
naukowców stał się jednym z najwybitniejszych współtwórców teorii lotów
kosmicznych. Dla przeciętnych ludzi marzycielem o lotach człowieka w kosmos. Nigdy
jednak nie żył w oderwanie od realiów życia i nauki. Nie uznawał fantastyki nie
dającej się opisać aparatem matematycznym. W życiu codziennym był łagodny,
dobrotliwy, nie dbał o sprawy materialne. Ma w swoim dorobku 8 książek, 85 ich wydań,
ok. 400 artykułów. Jego prace przetłumaczono na 36 języków (nie wypłacając
honorariów a nawet nie pytając o zgodę). Szeroko wykorzystano jego prace w praktyce.
Bardzo wiele sztucznych satelitów i statków załogowych weszło na orbity
sternfeldowskie (do roku 1966 ponad 150 obiektów). Po latach trudów i niechęci
nadeszła era satysfakcji. W 1960 r. Sternfeld został Członkiem Honorowym Lotaryńskiego
Towarzystwa Naukowego. Rok później uzyskał doktorat honoris causa Uniwersytetu w Nancy.
Kolejne doktoraty honoris causa Akademii Nauk ZSRR i Narodowego Instytutu Politechnicznego
Lotaryngii dostał w roku 1965 i 1978. W marcu 1963 otrzymał prestiżową Nagrodę
Astronautyczną Galaberta I wiele innych dowodów uznania.
Ary Sternfeld nie zerwał więzów z Polską. W domu mówiło się po
polsku, przechowywano wiele pamiątek z kraju. Często powtarzał, że ma dwie ojczyzny:
Polskę i ZSRR. Te związki umacniał fakt, że tu w Polsce miał siostrę, przyjaciół
jego rodzice zostali zamordowani przez hitlerowców w łódzkim gettcie. Czterokrotnie
odwiedzał Polskę. Po raz pierwszy z żoną Gustawą w 1956 r. Odwiedził wtedy
Warszawę, gdzie wygłosił odczyt, oraz Łódź i Sieradz. W 1963 nadano mu tytuł
Honorowego Obywatela Miasta Sieradza. Kolejny pobyt w roku 1964 - odwiedza ponownie
Sieradz i wypoczywa w Świnoujściu. Po raz trzeci przyjechał w 1967. Był wtedy m.in. w
Łodzi. W Bibliotece Uniwersyteckiej wygłosił referat o meteorycie tunguskim. Nasze
miasto odwiedził też podczas ostatniego pobytu w 1976. Przyjmowano go z honorami w
Urzędzie Miasta, na Uniwersytecie, Politechnice i Muzeum Historii Miasta. Jako
najważniejsze osiągnięcie ery kosmonautyki, po długim namyśle, uznał Sternfeld
"pokój". Uważał, że jeśli rakieta zaopatrzona w głowicę jądrową może
trafić w jego biurko i to samo może przydarzyć się każdemu mieszkańcowi Ziemi - to
wojna jest w zasadzie niemożliwa. Każdy człowiek chce żyć w spokoju. Ary Sternfeld
zmarł w wieku 75 lat w Moskwie 5 lipca 1980 roku. Pochowano Go na cmentarzu
Nowodiewiczym, gdzie spoczywają zasłużeni dla Rosji. W dowód uznania Jego wkładu w
rozwój kosmonautyki jeden z kraterów na Księżycu nazwano Jego imieniem. Również
jedna z ulic Łodzi, w okolicy szpitala Centrum Zdrowia Matki Polki, nosi imię Arego
Sternfelda W 1984 r. odsłonięto tablicę pamiątkową na domu przy ulicy Więckowskiego
21 w Łodzi, gdzie powstawał " Wstęp do kosmonautyki. Także w Sieradzu jedna z
ulic nosi Jego imię. Na domu, w którym się urodził umieszczono tablicę pamiątkowa.
17 kwietnia Rada Miejska m. Łodzi, na wniosek dyrektora Planetarium, podjęła uchwałę
o nadaniu Planetarium i Obserwatorium Astronomicznemu imienia Arego Sternfelda. Uroczyste
nadanie imienia Planetarium odbyło się 4 października 2002 przy udziale władz miasta,
przyjaciół i rodziny Arego Sternfelda .
Agnieszka
Włodarczyk