ГлавнаяКарта сайта
The English version of site
rss Лента Новостей
В Контакте Рго Новосибирск
Кругозор Наше НаследиеИсследователи природыПолевые рецепты Архитектура Космос Экспедиционный центр
Библиотека | Раритеты

Путешествия на планеты
Я. И. Перельман.
Петроград 1919 г


Полеты в мировое пространство и достижение небесных светил.


С 16 рисунками.


Рекомендована для школьных библиотек Отделом Реформы Школы Нар. Комиссариата по Просвещ.


Предисловие.


Мысль о полетах в глубины вселенной и достижении иных миров автор не считает праздной мечтой. Она волна высокого интереса для науки и для жизни. Было время, когда признавалось невозможным переплыть океан; нынешняя всеобщая вера в недосягаемость небесных светил в сущности столь же безосновательна, как и убеждение наших предков в недостижимости антиподов. Правильный путь к разрешению проблемы заатмосферного летания и межпланетных путешествий уже намечен; к чести русской науки, он предуказан человечеству русским ученым. Практическое же разрешение этой грандиозной задачи, невыполнимое сейчас, может осуществиться не в столь далеком будущем.


Этой маленькой экскурсией в область космической физики автор надеется также до некоторой степени рассеять существующее в публике предубеждение против небесной механики и физики, как знаний слишком отвлеченных, неспособных будто бы дать пищу живому уму. Наука, которая открывает возможность успешно соперничать в полете воображения с фантазией остроумнейших романистов, проверять и исправлять их смелые замыслы-такая наука должна перестать казаться сухой и скучной. И если те простейшие сведения из этой области знания, которые рассеяны в настоящей книге, заронят в уме любознательного читателя искру интереса к изучению механики и физики вселенной, если они возбудят желание поближе познакомиться с фундаментом величественной науки о небе, то цель автора будет достигнута вдвойне.


Чтение этой книги не требует никаких специальных познаний. Материал, предназначаемый для более сведущих читателей, отнесен в отдел «Прибавлений».


Августъ, 1915.


Настоящее, второе издание появляющееся под несколько измененным заглавием: Путешествия на планеты) заново проредактировано автором. В целях придания тексту большей ясности некоторые места книги развиты более подробно, другие- черезчур отвлеченные-исключены. Число рисунков увеличено. Отдел Прибавлений пополнен недавно лишь опубликованным проектом летательного прибора известного революционера Н. И. Кибальчича, которому по справедливости принадлежит первенство в разработке идеи аппарата, способного двигаться вне атмосферы.


Январь, 1919.

Я. И.


Величайшая греза человечества.


Очередная задача техники


Суждено ли нам когда-нибудь совершать путешествия на другие планеты, или же мы навеки обречены оставаться пленниками земного шара? Мысль о странствовании в межзвездных пустынях, о перелетах с планеты на планету-въ настоящее время, конечно, не более, как заманчивая греза. Рассуждать на эту тему можно пока разве лишь так, как говорили об авиации в эпоху Леонардо да-Винчи, целые века тому назад. Но ведь авиация на наших глазах из красивой мечты превратилась в повседневную действительность. Отчего же не допустить, что со временем осуществится и мечта о космических путешествиях, что наступит день, когда небесные дирижабли ринутся в глубь вселенной и перенесут бывших пленников Земли на Луну, на планеты,-даже, быть-может, в системы других солнц, далеких звезд?. И кто знает, среди робких попыток мысленно разрешить эту грандиозную проблему-не намечается ли уже такая идея, которой впоследствии суждено развиться и воплотиться в реальную форму?


Попробуем с этой точки зрения рассмотреть наиболее заслуживающие внимания проекты космических путешествий, высказанные хотя бы и в форме фантастического романа. Быть-может, у кого-нибудь из мечтателей-романистов мы найдем намек на то, в каком направлении техника будущего должна искать путей к осуществлению одной из величайших грез человечества.


Лет двести-триста тому назад, когда и воздухоплавание было только фантастической грезой, вопрос о межзвездных полетах казался тесно связанным с проблемой летания по воздуху. Однако, мы уже путешествуем в воздухе, перелетаем над реками, горными хребтами, пустынями, морями; скоро, вероятно, перелетим через


океан,-а между тем полеты в мировое пространство попреж-нему еще далеки от осуществления.


Но иначе и быть не может: ведь это две совершенно различные проблемы-летать в воздухе и летать в пустоте.


Заатмосферное летание


С точки зрения механики, аэроплан движется так же, как и пароход или паровоз: колеса паровоза отталкиваются от рельсов, винт парохода-от воды, а пропеллеръ аэроплана отталкивается от воздуха. Но в заатмосферных пустынях, в мировом пространстве, нет воздуха, нет вообще никакой среды, на которую можно было бы опираться. Значит, чтобы осуществить межпланетные полеты, техника должна обратиться к иным принципам летания и ввфаботать такой тип снаряда, который мог бы передвигаться в совершенно пустом пространстве, не имея никаг кой опоры кругом себя. Такое заатмосферное летание не будет иметь ровно ничего общего с современной авиацией- Для разрешения этой задачи техника должна искать совершенно иных путей


Всемирное тяготение и земная тяжесть.


Прежде, чем приступить к этим поискам, уделим минуту внимания тем невидимым цепям, которые приковывают нас к земному шару,-познакомимся поближе с действием силы всемирного тяготения. Ведь с нею-то и предстоит, главным образом, иметь дело будущим плавателям мирового океана.


Всемирное тяготение ни на мгновение не перестает проявляться везде и всюду, на каждом шагу, в великом и в малом. Падение яблока с дерева, провал моста, сцепление почвы, явления прилива, предварения равноденствий, орбиты планеты со всеми их возмущениями, существование атмосферы, солнечное тепло, видимость звезд, вся область астрономического тяготения, также как форма наших домов и мебели, совокупность условий обыденной жизни и даже наше существование-всецело зависят от этого основного свойства вещества,- картинно изображает значение тяготения в природе английский физик проф. О. Лодж. Каждые две частицы любого вещества притягивают друг друга,-и никогда, ни при каких условиях это взаимное притяжение не прекращается: оно лишь ослабляется на расстоянии, но не уничтожается от времени.


Как же велика эта сила взаимного притяжения тел? Она может быть и невообразимо ничтожна и чудовищно могущественна,- в зависимости от размеровъ притягиваю- (---


щихся масс и от их взаимного расстояния. Два I Притяжение взрослых человека, отстоящие на сажень один | двоих людей


от другого, взаимно притягиваются с силой всего лишь 1/100 миллиграмма. Столь ничтожная сила, равная весу мельчайшей песчинки, ничем, конечно, не может обнаружиться в условиях обыденной жизни. Она недостаточна даже для того, чтобы разорвать паутинную нить; а ведь чтобы сдвинуть человека с места, нужно преодолеть трение его подошв о пол; для груза в 4-5 пудов сила трения достигает целого пуда, т.-е. в 2000 миллионов раз больше, чем упомянутая сила взаимного притяжения двух человеческих тел. Удивительно ли, что в



Закон всемирного притяжения.


Закон масс - притяжение пропорционально про изведению притягивающихся масс.


1 единица массы притягивает 1 единицу с силою 1 ед.


2 единицы массы притягивают 1 единицу с силою 2 ед.


3 единицы массы притягивают 3 единицы с силою в ед


житейских условиях мы не замечаем на Земле взаимного тяготения предметов? 1 ).



Закон всемирного притяжения.


Закон расстояний - притяжение убывает пропорционально квадрату расстояния.


На двойном расстоянии притяжение уменьшается в 2X2 г.-е. в 4 раза, на тройном-в 3X3 т-е. в 9 раз, и т. д.


Но если бы трения не было, если бы два человеческих существа висели без опоры в пустом пространстве и ничто не мешало проявляться их взаимному притяжению, - то какие бы чувства ни питали эти люди друг к другу, они непреодолимо влеклись бы один к другому силою всемирного тяготения. Правда, скорость этого непроизвольного сближения, под действием столь ничтожной силы, была бы мала до смешного. В течение пер вого часа каждое тело переместилось бы навстречу другому всего на 3/« дюйма. В продолжение второго часа перемещение было бы немного значительнее, но в общем до сближения обоих тел вплотную прошло бы не менее пяти часов. И все-таки, очутись эти двое людей где-нибудь в мировом пространстве (в достаточном удалении от других притягивающих тел), они могли бы образовать нечто в роде темной миниатюрной двойной звезды: сообщив одному из тел ничтожный боковой толчок, мы заставили бы оба тела медленно обращаться вокруг их общего центра тяжести, лениво проползая J/ю дюйма в минуту и заканчивая полный оборот в двое суток.


Увеличьте притягивающиеся массы -и сила их взаимного» тяготения заметно возрастет. Провозглашенный Ньютоном закон всемирного тяготения гласит, что притяжение тел увеличивается пропорционально произведению их масс и уменьшается пропорционально квадрату их расстояния. Можно вычислить, что два дредноута, весом по 25.000 тонн каждый, плавая на расстоянии целой версты один от другого, взаимно притягиваются с силою в 1 золотник. Это почти в полмиллиона раз больше упомянутой силы взаимного притяжения двух человеческих гЬл, но, разумеется, еще слишком недостаточно, чтобы преодолеть трение кораблей о воду и сблизить их вплотную. Ведь именно для преодоления трения корабля о воду и предназначены могучие пароходные машины. Но и при отсутствии трения оба дредноута силою взаимного притяжения сблизились бы в течение первого часа всего только на один миллиметр.


Притяжение двух кораблей


Зато для таких огромных масс, как целые солнца и пла-неты, взаимное притяжение даже на гигантских расстояниях дости гает степеней, превосходящих человеческое воображение.


Притяжение двух миров


Наша Земля, несмотря на неимоверную отдаленность от Солнца, удерживается на своей орбите единственно лишь могучим взаимным притяжением этих обоих тел. Предположите на минуту, что солнечное притяжение внезапно прекратилось, и земные инженеры задались целью заменить невидимые цепи тяготения материальными связями, т.-е. попросту желают привязать земной шар к Солнцу стальными канатами. Вы видели, конечно, те свитые из проволоки канаты, на которых висят наши лифты. Каждый из них способен выдержать тяжесть свыше тысячи пудов. Знаете ли, сколько понадобилось бы таких канатов, чтобы заменить ими взаимное притяжение Земли и Солнца? Цифра с пятнадцатью нулями ничего не скажет вашему воображению. Вы получите более наглядное представление о могуществе этого притяжения, если я скажу вам, что вся обращенная к Солнцу поверхность земного шара была бы густо покрыта непроходимым лесом этих канатов, по тридцати на каждый квадратный аршин!


Вот. как огромна та невидимая сила, которая притягивает планеты к Солнцу.


Но для межпланетных полетов вовсе не понадобится рассекать эту связь миров и сдвигать небесные светила с их вековечных



путей. Будущему моряку вселенной придется считаться лишь с притягательным действием планет на мелкие тела, и прежде всего, конечно, с напряжением тяжести близ земной поверхности: только оно и приковывает нас к нашей планете.


Земная тяжесть интересует нас в данный момент не потому, что она заставляет каждое лежащее или подвешенное земное тело давить на свою опору. Для нас важнее то, что всем не имеющим опоры телам она сообщает движение вниз (т.-е. к центру Земли). Вопреки обычному мнению, для всех тел - тяжелых и легких - скорость этого движения, в пустом пространстве, одинакова и по истечении первой секунды падения всегда равна 10 метрам 2 ). По истечении второй секунды падения, к уже имеющейся скорости присоединяются еще 10 метров: скорость удваивается. Накопление скорости длится все время, пока совершается падение. С каждой секундой скорость падения возрастает на одну и ту же величину - именно на 10 метров. Поэтому к концу третьей секунды она уже равна 30 метрам, и т. д. - Если же тело брошено снизу вверх, то скорость его взлета, наоборот, уменьшается каждую следующую секунду на те же 10 метров: по истечении первой секунды она уже на 10 метров меньше, чем первоначальная; к концу второй - еще на 10 метров, т.-е. уже на 20 метров, и т. д., пока не истощится вся первоначальнр сообщенная ему скорость, и тело не начнет падать вниз. (Так происходит лишь до тех пор, пока тело, поднимаясь вверх, не слишком удаляется от земной поверхности; на большом расстоянии от Земли напряжение тяжести заметно ослабевает 2 и тогда ежесекундно будет отниматься уже не 10 метров, а меньше).


Сухие, цифры,-но они должны нам многое пояснить.


Невидимые оковы тяжести


В старину, говорят, к ноге каторжника приковывали цепь с тяжелой гирей, чтобы отягчить его шаг и сделать неспособным к побегу. Все мы, жители Земли, незримо отягчены подобною же гирею, мешающей нам вырваться из земного плена в окружающий простор вселенной. При малейшем усилии подняться ввысь эта невидимая гиря дает себя чувствовать н влечет нас вниз с возрастающей стремительностью. Быстрота нароста-ния этой скорости падения-по 10 метров в каждую секунду,- может служить точною мерою напряжения тяжести на земной поверхности и характеризует отягчающее действие той невидимой гири, которая держит нас в земном плену.


Все мечтающие о полетах по беспредельному океану вселенной,-а какой из пытливых умов не мечтает о них?-должны глубоко сожалеть о том, что человеческому роду приходится жить как раз на той плачете, которую мы именуем Землей. Ибо среди небесных сестер земного шара лишь немногие обладают столь значительным напряжением тяжести, как именно наша планета. Взгляните на прилагаемую табличку, где напряжение, тяжести на разных плане-тахсолнечнойсистемыдано по сравнению с напряжением земной тяжести, которое принято за единицу: На Юпитере . 2,6 На Сатурне . 1,2 На Уране,



Земля в каждый момент, вследствие инерции, стремится двигаться по прямой линии, касательной к ее действительной орбите, и только притяжение Солнца заставляет ее уклоняться от касательной, чтобы следовать по криволинейному пути. (Масштаб не соблюден).


Нептуне около 0,9 и Венере На Марсе 0,38 На Меркурии 0,33 На Луне . 0,17 На астероиде Церере 0,03


А рисунок (стр. 12-я) наглядно изображает, какой путь прошло бы (в первую секунду) свободно падающее тело на поверхности разных планет.


Вы видите, что из всех планет нашей солнечной системы только «а гигантах Юпитере и Сатурне напряжение тяжести превосходит земное.-На всех же остальных планетах оно слабее. Если бы условия тяжести были у нас такие, как на Марсе, на Луне, а еще лучше - на одной из малых планеток (астероидов), то, пожалуй, теперь не пришлось бы писать книг в роде этой, потому что люди давно.уже путешествовали бы по мировому пространству. При отсутствии тяжести достаточно было бы просто оттолкнуться от планеты, чтобы унестись с неослабевающей скоростью и навеки •в необъятный простор вселенной.


Итак, вопрос о возможности межпланетных путешествий, в конце концов, сводится к вопросу о том, какими способами мыслимо бороться с силою земного притяжения.


Борьба съ тяготением.


Мысль наша способна вообразить лишь троякого рода борьбу с земною тяжестью:


1) Можно искать средств укрыться или заслониться от силы притяжения, сделаться неуязвимым для нее.


2) Можно пытаться в достаточной степени ослабить напряжение земной тяжести.


И, наконец,-


3) Оставляя без изменения силу земной тяжести, можно изыскивать средства преодолеть ее.


Каждый из этих трех путей в случае успеха сулит нам возможность освободиться из плена земной тяжести и пуститься в свободное плавание по океану вселенной.


В этой последовательности мы и будем рассматривать здесь наиболее любопытные, наиболее заманчивые или наиболее поучительные проекты осуществления космических путешествий.



При исчезновении силы тяготения гигантские пушки взлетали бы на воздух, как мыльные пузыри*.


IV.
Можно ли укрыться от силы тяжести?


Мы слишком привыкли к тому, что все физические тела прикованы своим весом к земле; поэтому нам трудно даже мысленно отрешиться от силы тяжести и представить себе картину того что было бы, если бы мы обладали способностью уничтожать эту силу по своему желанию. Такую фантастическую картину нарисовал недавно в одной из своих статей американский ученый Г. Сервис 3 ).


Если бы, - писал недавно этот ученый,-в самый разгар военной кампании мы могли посылать волны, которые нейтрализовали бы силу тяжести, то всюду, куда бы они ни попадали, немедленно наступал бы хаос. Гигантские пушки взлетали бы на воздух, как мыльные пузыри. Марширующие солдаты вдруг почувствовали бы себя легче перышка и беспомощно поплыли бы в воздухе, как пробка на воде, будучи всецело во власти неприятеля, находящегося вне сферы действия этих волн. Картина смешная и, как может показаться, невероятная, - а между тем так было бы в действительности, если бы людям удалось подчинить силу тяжести своей власти. (Мы приводим здесь заимствованную из американского журнала попытку художника изобразить наглядно это необычайное зрелище).


Более того: власть над силой тяготения позволила бы человеку по своему желанию изменить устройство вселенной.


Если бы,-продолжает упомянутый ученый,-удалось нейтрализовать всю Землю (т.-е. уничтожить на ней силу тяжести), то она могла бы покинуть нашу солнечную систему и присоединиться к системе какой-нибудь другой звезды. А если бы случилось, что какая-нибудь комета стала угрожать Земле гибелью, то можно было бы, нейтрализовав эту комету, заставить ее свернуть с своего пути и тем отвратить гибель Земли*.


Все эти заманчивые возможности-не более, как фантазия. Мы пока и мечтать не можем о том, чтобы распоряжаться силою тяготения по своему желанию. Мы даже не в состоянии хотя бы сколько-нибудь отклонить эту силу от пути, по которому .она распространяется, не можем ни одного тела защитить от ее всюду проникающего влияния.


Если бы мы могли посылать волны, которые нейтрализовали бы силу тяжести.


Всепроницаемость тяготения


Всемирное тяготение - единственная сила природы, для распространения которой мы не знаем никаких преград. Какое бы огромное, плотное тело ни стояло на ее пути, - сила эта проникает сквозь него совершенно так же, как через пустое место. Для тяготения не существует непрозрачных* тел-нам пока еще неизвестно такое тело. Точнейшие вычисления не обнаружили ни малейшего ослабления притягательной силы от прохождения ее через вещество тел. (Правда, в самые последние годы у астрономов возникли кое-какие сомнения на этот счет, но пока только в виде предположений.)


Можно, однако, мечтать о том, что в будущем человеческому гению посчастливится отыскать такое непроницаемое для тяготения вещество или приготовить его искусственно. Не могли ли бы мы тогда с его помощью укрыться от силы притяжения, сбросить с себя на время докучные цепи тяжести и свободно ринуться с Земли в бездны мирового пространства?


Путешествия на планеты. 2


Остроумный английский писатель Герберт Уэльс подробно развил эту мысль в научно-фантастическом романе Первые люди на Луне (1901 г.). Ученый герой романа, изобретатель Кевор, открыл способ изготовления именно такого вещества, непроницаемого для тяготения. Об этом фантастическом веществе, названном в романе кеворитом, автор рассуждает так (ведя речь от лица другого своего героя):


Заслон от силы тяжести


Кевор поставил себе целью отыскать или изобрести такое вещество, которое было бы непроницаемо для всех форм лучистой энергии. Почти все известные нам вещества непроницаемы для той или иной формы лучистой энергии. Стекло, например, пропускает свет, но в гораздо меньшей степени теплоту, так что оно полезно, как экран для защиты от огня; квасцы же пропускают свет, но совершенно задерживают теплоту. Напротив, раствор иода в сероуглероде совершенно не пропускает света, но вполне проницаем для теплоты; он скроет от вас пламя, но даст возможность проникнуть к вам всей теплоте, испускаемой пламенем. Металлы непроницаемы не только для света и теплоты, но также и для электрической энергии,- которая через стекло и раствор иода проходит почти так же легко, как будто их вовсе не было на пути.


Далее: все известные вещества проницаемы для силы тяжести. Вы можете употреблять экраны различного сорта, чтобы отрезать свету, теплоте или электрическому влиянию доступ к предмету; вы можете при посредстве металлических листов защитить предметы от электрических лучей Маркони, - но ничто не может оградить предметы от притяжения Солнца или Земли


Однако, почему бы и не существовать такому веществу?


Всякий человек, обладающий хотя бы самой ничтожной долей фантазии, поймет, какой переворот должно произвести подобное чудодейственное вещество. Если, например, надо поднять груз, то как бы чудовищен он ни был, достаточно поместить под него пластинку этого вещества, - и его свободно можно поднять соломинкой.


Обладая таким замечательным веществом, герои романа сооружают небесный дирижабль, в котором и совершают смелый перелет на Луну. Устройство снаряда весьма несложно! в нем нет никакого двигательного механизма, так как он перемещается действием внешней силы.


Вот описание этого фантастического снаряда:


Межпланетный дирижабль Уэльса


Представьте себе полый шар, достаточно большой для того, чтобы внутри его свободно могли поместиться двое человек со своим багажом. Шар должен быть построен из толстого стекла, а снаружи покрыт стальной оболочкой. В особых приемниках должны находиться достаточные запасы сжатого воздуха, пищи, воды - словом, всего необходимого.


Внутренний стеклянный шар может быть вылит из одного сплошного куска стекла, с одним только входным отверстием. Но зато наружная стальная оболочка должна состоять из ряда отдельных полос, из которых каждую можно было бы скатывать, как штору.


При такой системе наружная оболочка шара, покрытая слоем кеворита, будет состоять как бы из целого ряда окон, которые мы по своему усмотрению можем закрывать шторами. Если мы закроем все шторы, то в шар не будет проникать ни свет, ни тепло, вообще никакой вид излучаемой энергии - и шар полетит в пространство. Но представьте себе, что мы открыли хотя бы одно окно. Тогда всякое крупное тело, находящееся в направлении этого окна, непременно должно притянуть нас к себе.


Мы будем иметь полную возможность передвигаться по мировому пространству, куда угодно. Для этого нужно только подвергать себя действию силы тяготения того или иного тела“.


Как видим, шар Уэльса, не имея внутри себя никакого двигателя, вполне приспособлен для межпланетных странствований.


Интересен у романиста самый момент отправления этого снаряда в путь. По идее Уэльса, тонкий слой кеворита, покрывающий наружную поверхность снаряда, делает его совершенно ле-весомым. Невесомое тело не может спокойно лежать на дне воздушного океана; с ним должно произойти то же, что произошло бы с пробкой, погруженной на дно озера: пробка быстро всплывает на поверхность воды. Точно также невесомый снаряд, - отбрасываемый, к тому же, еще и инерцией вращающегося земного шара, - должен стремительно подняться ввысь и, дойдя до крайних границ атмосферы, умчаться по инерции в мировое пространство. Герои романа Уэльса так и полетели. И, очутившись далеко за пределами атмосферы, они, открывая одни заслонки, закрывая другие, подвергая свой снаряд притяжению то Солнца, то Земли, то Луны, - постепенно добрались до поверхности нашего спутника.


А впоследствии точно таким же путем один из них благополучно возвратился на Землю.


Этот проект небесных путешествий, так заманчиво представленный 4 в романе, невольно подкупает своей внешней простотой. На первый взгляд он кажется настолько правдоподобным, что естественно возникает мысль: не заложено ли в нем здоровое зерно, и не в этом ли направлении следует искать разрешения задачи межпланетных путешествий? Нельзя ли, в самом деле, изобрести вещество, непроницаемое для тяготения, и, пользуясь им, устроить космический дирижабль?


Стоит, однако, поглубже вдуматься в эту идею, чтобы убедиться в ее полной теоретической несостоятельности.


Самая загадочная сила природы


Не говорю уже о том, как мало у нас надежды найти когда-нибудь вещество, непроницаемое для тяготения. Причина тяготения нам неизвестна: со времен Ньютона, открывшего эту силу, йы ни на шаг не приблизились к познанию ее внутренней сущности. Без преувеличения можно сказать, что тяготение - самая загадоч ная из всех сил природы. Мгновенная быстрота, с которой она, повидимому, распространяется, лишает нас возможности придумать удовлетворительное объяснение ее сущности 4 ). Столь же непостижимо и то, что тяготение изменяется сообразно не поверхности тела, не его объему, а массе, т.-е. способности тела приобретать большее или меньшее ускорение под действием силы. При таких условиях ставить решение проблемы небесных путешествий в зависимость от изобретения фантастического экрана (заслона) для тяготения - значит обречь себя на неопределенно долгое, быть-может, даже и безнадежное ожидание.


Но пусть даже заслон тяготения-фантастический кеворит - найден, пусть с его помощью сооружен снаряд по проекту английского романиста. Пригоден ли будет этот снаряд для межпланетных путешествий, как описано в романе? Посмотрим.


Смущает нас, прежде всего, скорость. Там, где маршруты исчисляются сотнями тысяч и миллионами верст, от экипажа, естественна, требуется огромная быстрота перемещения. Между тем, по этой части с нашим межпланетным дирижаблем обстоит далеко неблагополучно. В самом деле, какая сила движет и управляет снарядом Уэльса? Сила притяжения различных небесных тел. Но мы уже знаем, что на больших расстояниях эта сила способна сообщить небольшому телу в первые часы лишь весьма умеренную скорость. Можно было бы доказать несложным вычислением, что под действием лунного притяжения предмет с расстояния Земли дал жен падать на Луну больше 43 дней!


Своим притяжением Луна может заставить предмет, находящийся от нее на расстоянии Земли, передвинуться в первую секунду всего лишь на несколько тысячных долей дюйма. Под действием Солнца то же тело переместилось бы в первую секунду на 1/8 дюйма. Влияние притяжения далеких планет, а тем более-звезд, на наш фантастический снаряд было бы исчезающе ничтожно 5 ). И хотя полученная снарядом скорость увеличивается с каждой секундой, - все же пришлось бы ждать целые часы и сутки, чтобы снаряд накопил скорость, хоть сколько-нибудь сравнимую с теми гигантскими расстояниями, которые придется преодолевать в межпланетных пустынях.


Но медленность перемещения-только неудобство, весьма, конечно, досадное, однакоже не такое, чтобы ради него отказаться от путешествий на планеты. Лишь бы только такие путешествия были возможны! А это-то как раз и сомнительно, если возлагать все надежды только на экран, защищающий от тяготения.


Экран тяготения и щечный двигатель 5


Мы подходим к самому убийственному доводу против проекта английского романиста, к первородному греху его основной идеи. В уме читателя, вероятно, уже мелькнула тень сомнения, когда романист говорил нам о возможности поднять тяжелый груз, как соломинку, поместив под ним непроницаемый для тяготения экран. Да ведь это же значит ни более ни менее, как разрешить древнюю проблему вечного двигателя, создать энергию из ничего!


Вообразите, в самом деле, что мы уже обладаем экраном тяготения. Тогда мы подкладываем этот экран под любой груз, поднимаем, без всякой затраты энергии, наш теперь уже невесомый груз на любую высоту, и затем снова убираем экран. Груз, конечно, падает вниз и может произвести при падении некоторую работу. Мы -повторяем эту простую операцию дважды, трижды, тысячу, миллион раз, сколько пожелаем-и получаем произвольно большое количество энергии, не заимствуя ее ниоткуда!.


Выходит, что непроницаемый для тяготения экран дает нам чудесную возможность создать энергию, сотворить ее из ничего, ибо ее появление, поводимому, не сопровождается предварительным исчезновением равного количества энергии в какой-нибудь иной форме или в другом месте. Если бы херой Уэльса, действительно, побывал на Луне и возвратился на Землю тем способом, какой описан в романе, то в результате подобного путешествия, мир обогатился бы новым запасом энергии. Общее количество ее во вселенной увеличилось бы ровно на сколько, сколько составляет разность работ, совершаемых силою тяжести при падении человеческого тела с Луны на Землю и с Земли на Луну. Земля притягивает сильнее, чем Луна, и, следовательно, первая работа больше второй. Пусть этот прирост энергии ничтожен по сравнению с неисчерпаемым запасом ее во вселенной - все же это сотворение энергии есть несомненное чудо, противоречащее основному закону природы, который гласит:


Общий запас энергии во вселенной ни при каких обстоятельствах не увеличивается и не уменьшается, а остается постоянным*+


Если мы пришли к столь явному противоречию с законами природы, к возможности создавать энергию из ничего, -то это значит, что в наше рассуждение вкралась какая-то незамеченная нами основная ошибка. Нетрудно понять, где именно надо искать эту погрешность. Идея экрана, непроницаемого для тяготения, нисколько не нелепа сама по себе; но ошибочно думать, будто помощью его-можно сделать тело невесомым, не затрачивая при этом никакой энергии. Нельзя перенести тело за экран тяготения, не производя никакой работы. Невозможно задвинуть шторы кеворитного шара, не применяя силы. То и другое должно сопровождаться затратой определенного количества энергии, равного тому количеству ее, которое потом является словно созданным из ничего. В этом и состоит разрешение загадки, к которой мы пришли.


Задвигая заслонки своего межпланетного снаряда, герои Уэльса тем самым словно рассекали невидимую цепь притяжения, которая приковывала их к Земле. Мы в точности знаем крепость этой цепи и можем вычислить величину работы, необходимой для ее разрыва. Это та работа, которую вы совершили бы, если бы перенесли весомое тело с земной поверхности в бесконечно удаленную трчкупространства, где сила земного притяжения равна нулю.


Большинство людей привыкло относиться к слову бесконечность почти с религиозным благоговением, и упоминание этого слова нередко порождает в уме не-математика совершенно превратные представления. Когда я упомянул о работе, производимой телом на бесконечном пути, многие читатели, без сомнения, уже решили про себя, что эта работа бесконечно велика. На самом же деле она хотя и очень велика, но имеет вполне конечное значение, которое математик может в точности вычислить. Работу перенесения весомого тела с земной поверхности в бесконечность мы можем рассматривать, как сумму бесконечного ряда слагаемых, которые. быстро уменьшаются, потому что с удалением от Земли сила притяжения беспредельно ослабевает. Сумма таких слагаемых, хотя бы их было и бесчисленное множество, нередко дает результат конечный. Прибавьте к копейке полкопейки, затем еще 1/4 копейки, затем 1/8, потом 1/16, 1/32, и т. д.; вы можете продолжать такой ряд целую вечность, присчитывая все новые и новые прибавки, - и все-таки в результате суммирования получите не более двух копеек! При учете работы тяготения мы имеем нечто в роде подобного сложения, и читатель не должен удивляться, что эта работа даже на бесконечном пути имеет конечное значение. Можно вычислить, что для груза в 1 килограмм работа перенесения гири с земной* поверхности в бесконечность составляет немного более 6-ти миллионов килограммометров. Так как эта техническая оценка работы не для всех понятна, то поясню, что она равна величине работы, которую -произвел бы, например, человек, подняв паровоз на крышу 10-этажного дома (12.000 пудов на высоту 15 сажен). Это не бесконечно большая работа, хотя и достаточно внушительная для человеческих сил.


Погружение в тень тяготения


В смысле затраты работы совершенно безразлично, перенесете ли вы груз с Земли в бесконечно удаленную точку, или в такое место (хотя бы и весьма близкое), где он вовсе не притягивается Землей. И в том и в другом случаях вы совершили бы одинаковую работу, ибо величина ее зависит не от длины пройденного пути, а только от различия силы притяжения в крайних точках пути. Но при переносе тела в бесконечность работа эта производится постепенно, на всем бесконечно длинном пути, а при переносе за экран тяготения такое же количество энергии затрачивается в те несколько мгновений, пока совершается этот перенос. Надо ли говорить, что на практике вторую работу было бы гораздо труднее произвести, чем первую?


Теперь становится очевидной вся безнадежность фантастического проекта Уэльса. Романист не подозревал, что столь простое на вид действие, как перенесение тела за экран, непроницаемый для тяготения - представляет собою неимоверно трудную механическую задачу: ведь для этого надо сделать такое же усилие, как и для того, чтобы удалить тело с Земли в бесконечность!


Уэльс упустил из виду, что задвинуть заслонки его снаряда вовсе не так легко и просто, как захлопнуть дверцу кареты: в тот краткий миг, когда закрывается последняя заслонка и пассажиры отделяются от весомого мира,-должна быть выполнена работа, равная работе перенесения полного веса пассажиров в бесконечность. А так как два человека весят свыше 100 килограммов, то, значит» задвигая заслонки снаряда, герои романа должны совершить работу ни мало ни много-в 600 миллионов килограммометров! Это почти так же легко выполнить, как втащить броненосец на крышу Исаакиевского собора, и притом в течение всего нескольких секунд. Если бы мы были подобными богатырями, мы могли бы без всякого кеворита буквально прыгнуть с Земли на Луну. Не приходилось бы долго ломать голову над проблемой межпланетных' путешествий.


Безвыходный круг


Итак, идея странствовать во вселенной под защитою вещества, непроницаемого для тяготения, приводит нас к тому, что в логике называется безвыходным кругом. Чтобы воспользоваться таким веществом, необходимо преодолеть притяжение Земли - т.-е. выполнить именно то, ради чего и придуман экран тяготения. Следовательно, вещество, непроницаемое для тяготения» бесполезно для небесных путешествий, и нам нет никакой надобности ожидать его изобретения


Этот безотрадный вывод остается справедливым, независимо от того, как представлять себе сущность тяготения: ведь мы вовсе и не касались внутренней природы этой силы, а делали наши выводы, опираясь единственно лишь на незыблемый закон сохранения энергии


Можно ли ослабить земную тяжесть?


Если несбыточны надежды укрыться от силы тяжести, то не существует ли способов хотя бы ослабить тяжесть на земной поверхности?


Увеличить объем Земли


Казалось бы, простой и ясный закон Ньютона не допускает подобной возможности даже в теории: сила притяжения зависит от массы земного шара, которую мы не в состоянии уменьшить. Однако, это не так. Речь идет о напряжении тяжести на поверхности нашей планеты, а оно, как известно, зависит не только от массы, но и от расстояния до центра земного шара, т.-е. от величины земного радиуса. Если бы могли разрыхлить земной шар настолько, чтобы, увелечившись в объеме, он имея радиус, например, вдвое больше, чем теперь,-то напряжение тяжести на поверхности этого шара стало бы вчетверо меньше. Выгода от подобного грандиозного переустройства обитаемой нами планеты получилась бы еще и та, что поверхность земного шара увеличилась бы при этом в четыре раза. Людям жилось бы на Земле буквально вчетверо свободнее и легче”.


К сожалению, ни современная техника, ни, вероятно, и будущая не в состоянии осуществить ничего подобного.


Любопытно, однако, что некогда, - миллионы лет назад, в древние геологические эпохи, - радиус нашей планеты был действительно больше, нежели теперь; тогда и напряжение тяжести было соответственно слабее. Как утверждают геологи (теория Зюсса), горы на земном шаре образовались вследствие того, что наша планета, охлаждаясь, уменьшалась в объеме; при этом земная кора сморщивалась, как кожа иссохшего яблока. Морщины эти и есть горы. Если мысленно расправить все складчатые горы земного шара, то определится, насколько поверхность нашей планеты некогда была больше, нежели теперь. Этим путем вычислено, что в древнейшую геологическую эпоху (альгонкскую) радиус земного шара был на 1/4 больше, нежели теперь. Мы знаем, что с удалением от центра напряжение тяжести уменьшается пропорционально квадрату расстояния. Значит, если поверхность земли была тогда в 5/4 дальше от центра, нежели теперь, то напряжение тяжести должно измениться в (4/5)2=16/25 раз, т.-е. составляло приблизительно -g- нынешней силы тяжести. Вы видите, что не всегда тяжесть на Земле была такой, как теперь: миллионы лет тому назад нынешний пуд весил на Земле всего около 25 фунтов.


К прискорбию, эта легковесная эпоха уже не повторится в будущем. Приходится только пожалеть, что человечество не появилось на Земле несколькими миллионами лет-ранее, когда задачу межпланетных путешествий можно было бы разрешить легче, нежели теперь.


Механика указывает и другой путь к ослаблению земной тяжести. Этот способ состоит в том, чтобы ускорить быстроту вращения Земли вокруг оси. Уже и теперь центробежная сила, возникающая при вращении земного шара, уменьшает вее всякого тела- на экваторе на 1/290 долю. В соединении е другой причиной (вздутием земного шара у экватора) центробежная сила действует так, что все тела на экваторе весят на 1/2 % меньше, чем близ полюсов. Паровоз, весящий в Москве 10.000 пудов, становится по прибытии в Архангельск на 10 пудов тяжелее,, а в Одессу-настолько же, легче. Партия угля в 300.000 пудов, доставленная с Шпицбергена в какой-нибудь экваториальный порт, уменьшилась бы в весе на 1.200 пудов, если бы приемщику пришла фантазия принять груз, пользуясь пружинными весами, выверенными на Шпицбергене. Броненосец, весивший в Архангельске 20.000 тонн, становится по прибытии в экваториальные воды легче на 80 тонн, т.-е. почти на 5.000 пудов; но это, конечно, остается неощутительным, так как соответственно легче делаются и все другие тела, не исключая и воды в океане. Всю эту разницу веса похищает, славным образом, центробежная сила; на экваторе она несколько больше, чем в высоких широтах, где точки земной поверхности ври вращении Земли описывают гораздо меньшие круги.


Ускорить вращение Земли


Весьма нетрудно доказать, что если бы Земля вращалась в 17 раз быстрее, чем теперь, то центробежная сила на экваторе увеличилась бы в 17 X 17, т.-е. почти в 290 раз. Если вы вспомните» что центробежная сила теперь похищает у тел как раз. 1/290 долю их веса, то поймете, что на экваторе такой быстро вращающейся Земли тела совсем не имели бы веса! Стоило бы тогда лишь достичь экватора, чтобы, слегка подпрыгнув здесь, быть отброшенным в мировое пространство. Задача межпланетных путешествий разрешалась бы крайне просто. А если бы Земля вращалась еще быстрее, то мы сделались бы небесными странниками поневоле, так как центробежная сила сама отбросила бы нас в бездонную глубь неба, откуда нет возврата. Людям приходилось бы задумываться уже над проблемой земных, а не межзвездных странствований.


Но в силах ли мы заставить обитаемый нами земной шар вращаться быстрее, нежели теперь? Ведь это значит совершить нечто в роде чуда Иисуса Навина - приказать Солнцу изменить свой (кажущийся) дневной путь по небесному своду!


Многим читателям, без сомнения, приятно будет узнать, что теоретически это вполне в нашей власти. При помощи довольно простого приема люди могли бы ускорить или, если угодно, замедлить вращение земного шара.


Придется, однако, начать несколько издалека, чтобы объяснить эту возможность.


Вам случалось, вероятно, замечать, что когда, спеша §ыйти на берег, вы идете по дну причалившей лодки, - она, к немалой досаде вашей, сама отодвигается от берега. Этим неприятным сюрпризом вы обязаны тому закону механики, который называется законом действия и противодействия. Закон состоит в том, что всякая действующая сила всегда вызывает равную силу противодействия. Что происходит, когда вы идете по дну лодки? Вы отталкиваете свое тело от опоры, но вместе с тем отталкивается назад и сама опора. При ходьбе по неподвижному полу Этого не замечается, так как отталкивающее усилие уничтожается сопротивлением неподвижной опоры 6 ). Не заметите вы обратного перемещения и в том случае, когда лодка очень велика или тяжело нагружена: это потому, что одна и та же сила сообщает различным телам различное движение, в зависимости от их массы - тяжелое тело она перемещает с меньшею скоростью, нежели легкое. Переходя по палубе от кормы к носу, вы отталкиваете ногами все судно назад; но скорость этого перемещения, даже если бы ему не препятствовало трение о воду, была бы ничтожна: она во столько же раз меньше скорости вашего собственного перемещения, во сколько раз пароход тяжелее вас самих.


Но вернемся к нашей лодке. Представьте себе, что она имеет не удлиненную форму, а форму большой плавающей тарелки, и вообразите, что вы ходите кругом у борта такой круглой лодки.



Игрушечный паровозик, иллюстрирующий остяякивательное действие движущегося те&а на опору: когда паровозик бежит по рельсам, подвижная платформа вращается в обратную сторону.


Что при этом произойдет с ней? Догадаться не трудно: она придет во вращательное движение в обратном направлении, ибо, отталкиваясь ногами, вы, подобно лошади на топчаке, заставляете ее вращаться. Проделав тот же маневр на палубе большого парохода, вы, конечно, не приведете его во вращение: масса такой громады слишком велика по сравнению с массой вашего тела; да и, кроме того, усилие ваших ног должно при этом преодолеть трение погруженной части судна о воду. И все же, теоретически рассуждая, некоторое перемещение достижимо: чем дольше вы будете кружиться по палубе, тем на больший угол повернется переход. Возможно, что, сделав миллион кругов, вы повернете пароход на некоторую долю градуса. Чем значительнее груз, перемещаемый по палубе, тем большую силу затратите вы на его перемещение, а следовательно, тем сильнее будет и отталкивающее действие. Запрягши слонов в пушки и заставив их в течение многих суток кружиться по палубе, вы добились бы менее ничтож-ftW результатов, чем кружась сами.


Вот небольшой приборчик, помощью которого можно наглядно иллюстрировать это отталкивающее действие движущегося тела на опору. Миниатюрный паровозик бегает по рельсам в виде кольца, укрепленным на легкоподвижном столике (см. рис.).


И можно прямо видеть при этом, как весь столик сам вращается в обратную сторону.


Мы подошли, наконец, вплотную к интересующему нас вопросу. Вообразите, что по экватору или по параллельным кругам Земли с востока на запад совершается непрерывное перемещение грузов: мчатся поезда, плывут пароходы, течет вода в каналах и т. д. - все в одном и том же направлении. Как отразится это на вращении Земли? После всего сказанного ответ ясен: Земля сама вращается с запада на восток; перемещение грузов на запад должн 7 сообщить ей добавочное вращение в восточную сторону; следовательно, Земля будет вращаться быстрее. Значит, мы можем сократить продолжительность суток! Теоретически, как видите, это вполне в нашей власти; практически же осуществить это трудно по многим причинам, особенно, за недостатком времени. Вес тех паровозов, пароходов и воды, которые будут перемещаться по земной поверхности, так мал по сравнению с колоссальной массой земного шара, что пройдут тысячи веков, прежде чем длина суток изменится хотя бы на ничтожную долю секунды. А ведь нам нужно сократить сутки в 17 раз!


Впрочем, если бы выполнение подобного проекта и оказалось по силам человечеству, то, вращаясь столь быстро, земной шар под действием огромной центробежной силы расплющился бы в диск (в плоскости своего экватора), а быть-может, даже еще ранее разлетелся бы на части, как черезчур быстро заверченный жернов 7 ). Возможность путешествовать в межзвездных пространствах была бы приобретена слишком дорогой


Вопреки тяжести. - На волнах света.


Из трех мыслимых способов борьбы с тяготением мы рассмотрели и отвергли два: способ защиты ог тяготения и способ ослабления земной тяжести. Мы убедились, что ни тот ни другой гге дают человечеству надежды успешно разрешить заманчивую проблему межпланетных полетов. Бесплодны всякие попытки укрыться от силы тяготения; безнадежно стремление ослабить напряжение тяжести. Остается только одно: искать средство преодолены тяготение и покинуть нашу планету, с ее материками, морями и воздушным океаном ,-вопреки ее притяжению.


Проектов подобного рода существует несколько. Для умов, практически настроенных, онщ без сомнения, интереснее всяких других, так как авторы не измышляют никаких фантастических веществ, в роде экрана тяготения, не предлагают переделать земной шар, не тщатся разделить славу Иисуса Навина, мечтая изменить вращение Земли.


Забегая вперед, я позволяю себе заинтриговать нетерпеливого читателя сообщением, что один из проектов типа вопреки тяжести имеет шансы осуществиться в более или менее недалеком будущем.


Лучевое давление


Самый юный проект рассматриваемой категории предлагает воспользоваться для межпланетных перелетов давлением световых лучей. Лицам, мало знакомым с физикой, должно казаться невероятным, чтобы нежные, невесомые лучи света могли оказывать давление на озаряемые ими предметы. Между тем, одной из величайших заслуг безвременно скончавшегося гениального русского физика П. Н. Лебедева было то, что он доказал на опыте существование отталкивающей силы лучей света. Свет есть явление волнообразное, а всякая волную щаяся среда оказывает давление на встречаемую преграду.


В посмертной работе своей о световом давлении проф. П. Н. Лебедев писал:


Давление волнующейся жидкости на препятствия, задерживание распространение волн, легко наблюдать, если во время купания (в ванне или в пруде) ритмическим движением руки возбуждать волны и заставлять их отражаться от плавающего тела (бруска дерева): как только волны дойдут до бруска и начнут от него отражаться, так тотчас же брусок начинает двигаться с заметною скоростью в направлении распространения волн. Если на поверхности воды плавают мелкие предметы (например, опилки), которые волн не задерживают, то легко видеть, что волны двигают их вверх и вниз, но не увлекают с собою, и что, следовательно, движение плавающего тела обусловлено только силами падающих на него волн, а не движением самой жидкости.


Всякое светящееся тело-будь то свеча на вашем столе, электрическая лампа, раскаленное солнце или даже темное тело, испускающее невидимые, так называемые тепловые лучи-давит своими лучами на озаряемые им тела. П. Н. Лебедеву удалось измерить силу давления, оказываемого солнечными лучами на освещаемые ими земные предметы: в мерах веса она составляет около 1/2 миллиграмма для площади в квадратный метр. Если умножить полмиллиграмма на число квадратных метров озаряемой Солнцем половины земного шара, мы получим весьма внушительный груз: 600 миллионов пудов!


Такова величина силы, с которой Солнце, давлением, своих лучей, постоянно отталкивает нашу планету. Взятая сама по себе, эта сила огромна; она подавляет воображение. Но в мире все относительно, и если сравнит ее с величиною солнечного протяжения, то окажется, что сила в 600 миллионов пудов не может иметь ни малейшего влияния на движение земного шара, ибо она в 50 миллионов раз слабее силы солнечного притяжения! Далекий Сириус, от которого свет странствует к нам 10, лет, притягивает Землю как раз с такою силою-600 миллионов пудов-между тем наша планета совершенно не чувствует этого!


Однако, чем меньше тело, тем большую долю силы притяжения составляет сила светового давления. И вы поймете, почему это, если вспомните, что притяжение пропорционально массе тела, световое же давление пропорционально его поверхности. Уменьшите мысленно земной шар так, чтобы поперечник его стал вдвое меньше: объем, а следовательно и масса Земли уменьшатся в 2х2Х2=8 раз, поверхность же уменьшится лишь в 2 X 2 = 4 раза; вы видите, что притяжение ослабело более значительно, чем световое давление. Уменьшите Землю еще вдвое - получится снова выгода в пользу светового давления.


Если вы будете продолжать и далее такое уменьшение, т.-е. будете достаточно долго длить это неравное состязание кубов с квадратами, то неизбежно дойдете до таких мелких частиц, для которых световое давление, наконец, сравняется с притяжением. Подобная частица уже не будет притягиваться Солнцем- притяжение уничтожится равным отталкиванием. Вычислено, что для шарика плотности воды это будет иметь место в том случае, если поперечник его равен 2»/а миллионным долям миллиметра.


Солнечное притяжение и солнечное отталкивание


Легко понять, что если этот шарик будет еще меньше, то сила светового отталкивания превзойдет силу притяжения-и крупинка будет уже стремиться не к Солнцу, а от Солнца. Чем меньше крупинка, тем сильнее должна она отталкиваться от Солнца. Перевес силы давления над тяготением, конечно, выражается ничтожной цифрой, но и ничтожность-понятие относительное. Масса той пылинки, которую движет эта сила, также ведь чрезвычайно мала; и мы не должны удивляться тому, что маленькая сила весьма маленькой масее сообщает огромную скорость - десятки, сотни и тысячи верст в секунду.


Читатель узнает ниже, что достаточно сообщить телу секундную скорость в десять верст, чтобы отослать его с земной поверхности в глубь межпланетного пространства. Значит, если ничтожная земная пылинка очутится почему-либо за пределами атмосферы, •на тотчас же будет подхвачена световым давлением и увлечется им в мировое пространство, навсегда покинув породившую ее Землю. Она будет мчаться с возрастающей скоростью все далее и далее к окраинам нашей солнечной системы, пересекая орбиты Марса, астероидов, Юпитера и т. д. При скорости 500 верст в секунду микроскопическая пылинка в одни сутки пролетит путь, равный поперечнику земной орбиты; а через две недели она будет уже у крайней границы солнечной системы. 8


Два американских ученых, Никольс и Гулл, изучавшие этот вопрос одновременно с П. Н. Лебедевым, произвели следующий чрезвычайно поучительный опыт. В абсолютно пустую стеклянную трубку, имеющую перехват, как в песочных часах, они насыпали смесь прокаленного плаунового семени и наждачного порошка. Прокаленные и следовательно, превращенные в уголь плауновые пылинки необычайно малы и легки: они не более 0,002 миллиметра в поперечнике и в десять раз легче воды.


Опыт, наглядно обнаруживающий давление световых лучей.


Легкие пылинки плаунового семени в пустой трубке заметно oi клоняются под давлением сосредоточенного пучка лучей, в то время как более тяжелые частицы наждачного порошка падают отвесно.


Поэтому, если направить на них сильный свет, сосредоточенный помощью зажигательного стекла 9 ), то можно ожидать, что эти пылинки будут отталкиваться световыми лучами. Так действительно и происходило в опыте: когда смесь пересыпалась сквозь шейку перехвата, то направленный сюда свет (вольтовой дуги) отталкивал пылинки плаунового семени, между тем как более тяжелые частицы наждачного порошка падали отвесно.


Загадочная особенность пометных хвостов, словно отталкиваемых Солнцем, объясняется именно лучевым давлением.


Об этом догадывался еще гениальный Кеплер, законодатель планетной системы, писавший ровно три века тому назад следующие строки в своем трактате о кометах: По натуре всех вещей полагаю, что когда материя в пространство вселенной извержена бывает и сия пропускающая свет голова кометы прямыми лучами Солнца ударяется и пронизывается, то из внутренней материи кометы нечто им следует и тою же дорогою исходит, которой сол-


нечные лучи пробивают и тело кометы освещают. Указание на причину, что из материи кометного тела нечто непрерывно изгоняется солнечными лучами, силою оных, подал мне хвост кометы, о коем известно, что он всегда удаляется в сторону противоположную Солнцу и лучами Солнца формируется. Итак, нимало не сомневайся, читатель, что хвосты комет образуются Солнцем из материи, из головы изгнанной. Эти догадки Кеплера получили блестящее подтверждение в работах ученых последнего времени.


Доказано также, что отталкиваться лучами Солнца могут и легчайшие микроскопические зародыши бактерий, если они очутятся в верхних, крайне разреженных слоях земной атмосферы.


Эти мельчайшие бактерии счастливее нас: они могут отдаваться увлекающему действию солнечных лучей и уноситься с невообразимой быстротой в безграничный простор вселенной.


По способу мельчайших бактерий


Но не может ли и человек воспользоваться тою же силою для межпланетных путешествий? Для этого не надо было бы непременно уменьшиться до микроскопических размеров-достаточно устроить снаряд с таким же выгодным отношением поверхности и массы, как у мельчайших пылинок, отталкиваемых лучами Солнца. Другими словами: озаряемая светом поверхность снаряда должна быть во столько же раз больше освещенной поверхности пылинки, во сколько раз вес снаряда больше веса этой пылинки.


Автор одного астрономического романа перенес своих героев на Венеру и другие планеты именно в подобном снаряде. Его герои соорудили каюту из легчайшего материала, снабженную огромным, но легким зеркалом, которое можно было поворачивать наподобие паруса. Помещая зеркало под различными углами к солнечным лучам, пассажиры небесного корабля, смотря по желанию, либо ослабляли отталкивающее действие света, либо же совсем сводили его на нет, всецело отдаваясь притягательной силе. Они плавали взад и вперед по океану вселенной, посещая одну планету за другой.


В романе все это выходит правдоподобно и заманчиво. Но увы! Точный учет безжалостно разрушает эту мечту, не оставляя и тени надежды на осуществление подобного проекта. Вычисление показывает, что зеркальная поверхность, площадью в один квадратный метр, должна весить всего два грамма, чтобы быть увлеченной в мировое пространство силою светового давления со скоростью сотен верст в секунду. Если бы этот металлический лист был сделан из серебра, то, чтобы придать ему такой ничтожный вес - 2 грамма-нужно было бы расплющить его до толщины одной десятитысячнрй доли миллиметра. Огромный фолиант, содержащий десять тысяч таких страниц, имел бы в толщину всего один миллиметр! Золото (но не серебро) мы можем, правда, расплющить именно до такой толщины,-но беда в том, что столь тонкие металлические листочки становятся до некоторой степени прозрачными для лучей света, и, следовательно, лучевое давление на них значительно ослабевает.


Несбыточные надежды


Но допустим даже, что техника преодолела это препятствие. Пусть в нашем распоряжении имеется сплав даже вдесятеро легче золота, который расплющивается до толщины в одну десятитысячную миллиметра, сохраняя притом способность полностью отражать лучи света. Какой же величины понадобилось бы зеркало из этого металла, чтобы под ударами световых лучей оно могло унести в мировое пространство каюту с пассажирами и всеми необходимыми припасами? Оно должно было бы иметь поверхность в несколько квадратных верст! Даже фантазия романиста останавливается перед сооружением такого гигантского зеркала,-он предпочел допустить, что наука ошибается насчет истинной величины светового давления и что в действительности оно в 1.000 раз более, чем мы полагаем. При таком допущении,-которое, к слову сказать, внесло бы изрядное расстройство в движение планет и особенно комет,-романисту удается соорудить межпланетный дирижабль, вполне пригодный для надобностей фантастического романа, но, к сожалению, совершенно не осуществимый в реальной действительности.


Из пушки на Луну.-Теория.


Небесные силы отказали нам в помощи. Остается рассчитывать лишь на собственные силы, на могущество человеческой техники, преодолевшей уже не мало природных препятствий. Не найдем ли мы здесь достаточно могучего орудия, которое поможет нам разорвать оковы тяжести и ринуться в простор мироздания, чтобы исследовать иные миры?


Надо было обладать оригинальным и смелым умом Жюля Верна, чтобы в смертоносном орудии-пушке-усмотреть средство вознестись живым на небо. Французский романист предлагал именно с помощью пушки разрешить проблему заатмосферных полетов. В своих романах он оставил нам самый смелый и самый популярный проект межпланетных путешествий. Кто из нас в юности не путешествовал с его героями на Луну, поместившись внутри пушечного ядра?


Эта остроумная идея, разработанная покойным романистом в двух произведениях-От Земли до Луны и Вокруг Луны, заслуживает гораздо большего внимания, чем то, которое обычно уделяется ей. Увлекшись фабулой романов, читатели склонны превратно оценивать их основную мысль, считая ее фантастичной там, где она вполне реальна, и, наоборот-реальной там, где она превращается в несбыточную мечту. Рассмотрим же поближе проект Жюля Верна, как чисто техническую идею, и постараемся выяснить, что в нем осуществимо и что относится к области несбыточного.


Признаюсь, не без волнения приступаю я к анатомированию пленительных повестей симпатичнейшего из романистов. За полвека, протекшие со времени появления (1865 г.) этих увлекательных произведений, увенчанных французской академией, они успели стать любимым чтением молодежи всех стран. В годы моей юности они впервые зажгли во мне живой интерес к царице наук-


астрономии; не сомневаюсь, что тем же обязаны им и многие тысячи других читателей. И если все же я решаюсь теперь вонзить анатомический нож в поэтическое создание романиста, то совесть мою успокаивает мысль, что я лишь следую примеру известного физика Шарля Гильома 10 ), даровитого соотечественника автора романа.


Научное и ненаучное воображение


Вы имеете совершенно превратное представление о науке, если думаете, что она безжалостно подсекает крылья воображения и обрекает нас пресмыкаться в прозе и обыденности видимой действительности. Безплодной Сахарой было бы поле научных исследований, если бы ученые не прибегали к услугам воображения и не умели отвлекаться от мира видимого, чтобы создавать мысленные, неосязаемые образы. Ни одного шага не делает наука без воображения; она постоянно питается плодами фантазии, но фантазии научной, рисующей воображаемые образы со всею возможною тщательностью и отчетливостью.


Научный разбор романа Жюля Верна не есть столкновение действительности с фантазией. Нет, это соперничество двух родов воображения-научного и ненаучного. И победа остается на стороне науки вовсе не потому, что романист слишком много фантазировал. Напротив, он фантазировал недостаточно, он не достроил до конца своих мысленных образов. Созданная им воображаемая картина межпланетного путешествия страдает неполнотой, недоделанностью. Нам придется восполнить эти недостающие подробности, и не наша вина, если упущенные детали существенно изменяют всю картину.


Надо ли пересказывать содержание романа, который у всех в памяти? Напомню лишь вкратце, словами самого Жюля Верна, главнейшие из интересующих нас обстоятельств.


Проектъ Жюля Верна


В 1868 году весь мир был в высшей степени взволнован одним научным опытом, первым и совершенно оригинальным в анналах науки. Члены Пушечного Клуба, основанного артиллеристами в Балтиморе после американской войны, вздумали вступить в сношения с Луной,-да, с Луной,-послав на нее ядро. Их председатель, Барбикен, инициатор предприятия, посоветовавшись по этому поводу с астрономами Кэмбриджской (в Сев. Америке) обсерватории, принял все необходимые меры, чтобы обеспечить это необыкновенное предприятие.


Согласно записке, присланной членами обсерватории, пушка, из которой будет сделан выстрел, должна быть установлена в стране, расположенной между 0° и 28° северной или южной широты, чтобы можно было навести ее на Луну в зените. Ядру должна быть дана первоначальная скорость в 16 тысяч метров в секунду. Выпущенное 1-го декабря в десять часов сорок шесть минут сорок секунд вечера, оно должно достичь Луны через четыре дня после своего отправления, 5-го декабря ровно в полночь, в тот самый момент, когда она будет находиться в своем перигее, т.-е. на ближайшем расстоянии от Земли.


Решено было, что: 1) ядро будет представлять собою алюминиевую гранату, диаметром в 108 дюймов, со стенками толщиною в двенадцать дюймов, и будет весить девятнадцать тысяч двести сорок фунтов; 2) пушка будет чугунная, длиною в девятьсот футов, и будет вылита прямо в земле; 3) на заряд будет взято четыреста тысяч фунтов пироксилина, который, развив под ядром шесть миллиардов литров газа, легко добросит его до ночного светила.


Когда эти вопросы были разрешены, председатель клуба, Бар-бикен, выбрал одно местечко, где после чудовищной работы и была вполне успешно отлита эта колумбиада.


В таком положении находились дела, когда случилось одно событие, во сто раз увеличившее интерес, возбужденный этим великим предприятием.


Один француз, фантаст-парижанин, умный и отважный артист, попросил запереть его в.ядро, так как он хочет попасть на Луну и познакомиться с земным спутником. Он помирил председателя Барбикена с его смертельным врагом, капитаном Николем, и в залог этого примирения уговорил их отправиться вместе с ним в ядре. Предложение было принято. Изменили форму ядра. Теперь оно стало цилиндро - коническим. Этот род воздушного вагона снабдили сильными пружинами и легко разбивающимися перегородками, которые должны были ослабить силу толчка при выстреле. Захватили съестных припасов на год, воды на нисколько месяцев, газа на несколько дней. Особый автоматический аппарат изготовлял и доставлял воздух, необходимый для дыхания трем путешественникам.


30-го ноября в назначенный час, в присутствии необыкновенного количества зрителей, начался полет,-и в первый раз три человеческих существа, покинув земной шар, понеслись в межпланетные пространства с полной уверенностью, что достигнут своей цели.


Первый вопрос, который нам предстоит обсудить, - это, конечно, вопрос о том, насколько научна самая идея перекинуть пушечное ядро на Луну. Мыслимо ли вообще сообщить земному телу такую скорость, чтобы оно не упало обратно на Землю, а безвозвратно покинуло бы нашу планету?


Можно ли перебросить ядро на Луну?


Механика дает нам на этот вопрос вполне удовлетворительный ответ. Предоставим здесь слово великому Ньютону. В своих Математических началах физики, этом фундаменте величественного здания современной астрономии, он писал:


Пушка, стреляющая с воображаемой горы.


Брошенный камень под действием тяжести отклоняется от прямолинейного пути и падает на Землю, описывая кривую линию.


Если бросить камень с большей скоростью, то он полежит дальше; поэтому может случиться, что он опишет дугу в десять, сто, тысячу миль и, наконец, выйдет за пределы Земли и не вернется на нее больше. Пусть ABF (см. прилаг. рис.) представляет поверхность Земли, С- ее центр, а VI), VE, VF - кривые линии, которые описывает тело, брошенное в горизонтальном направлении с очень высокой горы с все большей и большей скоростью. Мы не принимаем во внимание противодействия атмосферы, т.-е. предполагаем, что она совершенно отсутствует. При меньшей первоначальной скорости тело описывает кривую VD, при большей скорости - кривую VE, при еще большей скорости-кривые VF, VG. При еще большей скорости тело обойдет вокруг всей Земли и возвратится к вершине горы, с которой его бросили. Так как при возвращении к исходному пункту скорость. тела будет не меньше, чем в начале, то тело будет продолжать двигаться и дальше по той же кривой.


Теперь вам, без сомнения, понятно, что если бы на вершине этой воображаемой Ньютоновой горы помещалась пушка, то из вергнутое ею ядро, при известной скорости и при отсутствии атмосферы, никогда не упало бы на Землю, а безостановочно кружилось бы вокруг нашей планеты, наподобие крошечной Луны. Мы можем даже в точности вычислить, какая начальная скорость нужна для такого полета ядра. Вычисление это настолько просто и результат настолько любопытен, что читатели, конечно, не откажутся произвести его сейчас вместе со мною.


Вычисление скорости


Чтобы найти искомую скорость, спросим себя сначала: почему всякое ядро, выброшенное пушкой горизонтально, в конце концов падает на Землю? Потому что земное притяжение искривляет путь полета ядра - снаряд летит не по прямой линии, а по кривой, которая в конце концов упирается в земную поверхность. Легко понять, что если бы мы могли уменьшить кривизну пути ядра настолько, чтобы сделать ее одинаковой с кривизной шарообразной земной поверхности, то наше ядро никогда на Землю не упало бы,- оно вечно мчалось бы по кривой, концентрической с окружностью нашей планеты. Этого можно добиться, сообщив ядру достаточную скорость. Какую - мы сейчас определим. Взгляните на чертеж. Ядро, выброшенное пушкой из точки А по касательной, спустя одну секунду было бы, скажем, в точке -если бы не существовало земного притяжения. Тяжесть меняет дело, и под ее влиянием ядро через секунду окажется не в точке В, а ниже-настолько ниже, насколько всякое свободное тело опускается в первую секунду своего падения, именно-на 5 метров 11 ). Если, опустившись на эти пять метров, ядро наше окажется выше уровня Земли ровно настолько же, насколько находилось оно и в точкё' его исхода, то, значит, ядро летит как бы параллельно земной поверхности, не приближаясь и не удаляясь от нее. А это и есть то, чего мы желаем добиться. Нам остается -теперь лишь вычислить длину АВ -т.-е. тот путь, какой должно было бы пройти ядро в одну секунду; результат и даст нам искомую секундную скорость ядра.


Знаменитая теорема Пифагора поможет нам вычислить этот отрезок АВ. В прямоугольном треугольнике АВО линия АО есть не что иное, как земной радиус, равный 6371000 метров. Отрезок ОС*=АО, отрезок ВС= 5 метр., следовательно, ОВ = 6371005 метр.


По теореме Пифагора имеем: 63710052 = 6371002 -(- АВ'К


Отсюда уже легко вычислить искомую величину скорости: АВ = = 7740 метров, или около 74 * верст.


Итак, если бы пушка могла сообщить ядру начальную скорость 74* верст в секунду, то, при отсутствии атмосферы, такое ядро никогда уже не упало бы на Землю, а вечно обращалось бы вокруг земного шара. Пролетая в каждую секунду 7*/г верст, оно в течение 1 ч. 23 мин. уже описало бы полный круг в 37000 в. и возвратилось в точку своего исхода, чтобы начать новый круг, и т. д. Это был бы настоящий спутник земного шара, наша вторая Луна, более близкая и более быстрая, чем первая. Ее месяц равнялся бы всего только 1 часу 23 минутам. Она мчалась бы в 17 раз быстрее, чем любая точка земного экватора, и если вы вспомните то, что сказано было нами выше об ослаблении тяжести вследствие центробежной силы (см. стр. 27), то вам станет вполне ясно, почему наше ядро не падает на Землю; его вес целиком уничтожается центробежной силой! Ведь мы знаем уже, что если бы земной шар вращался в 17 раз быстрее, то тела на экваторе потеряли бы целиком свой вес; скорость же нашего ядра-верст в секунду-именно в 17 раз больше скорости точек земного экватора.


Как видите, мы могли бы и сразу, без всяких геометрических построений и вычислений, найти интересующую нас скорость ядра: для этого достаточно было бы просто увеличить в 17 раз скорость движения точек земного экватора. Надеюсь, читатель не посетует на меня за то, что я провел его окольной дорогой, с тайным умыслом дать некоторое представление о простейших расчетах в механике.


Человеческой гордости должно льстить сознание, что мы имеем возможность- пока, правда, лишь теоретическую - подарить Земле хоть и маленького, но все же настоящего спутника. Пылкий герой Жюль-Вернова Путешествия на Луну Дж. Мастон не без основания воскликнул, что в создании пушечного ядра человек, по силе своего могущества, наиболее приблизился к Творцу: Как Бог создал звезды и планеты, так человек создал ядро, это подобие несущихся в пространстве светил, которые, в сущности, те же ядра. Еще справедливее это для того ядра, которое человек может закинуть в мировое пространство. Это новое небесное тело, при всей своей миниатюрности, будет нисколько не хуже всех остальных. Оно строго подчинится всем трем законам Кеплера, управляющим движением планет и их спутников.


Нужды нет, что пушечное ядро-предмет земной; очутившись в мировом пространстве, он превращается в настоящее небесное гело. В удрученном кошмаром мозгу Ивана Карамазова промелькнула совершенно правильная мысль, что и простой топор в мировом пространстве становится космическим телом и подчиняется всем законам небесной механики:


Что станется в пространстве с топором?. Если куда попадет подальше, то примется, я думаю, летать вокруг Земли, сам не зная зачем, в виде спутника. Астрономы вычислят восхождение и захождение топора, Гатцук внесет в календарь, вот и всем.


Искусственная Луна


Мы можем, если хотите, тут же устроить маленький экзамен нашему пушечному ядру, выступающему в роли небесного тела. Проверим, подчиняется ли оно, например, третьему закону Кеп-лера , гласящему: Квадраты времен обращении небесных тел относятся между собой , как кубы их средних расстояний от общего центра притяжения . Для подобной проверки мы должны приложить этот закон к Луне и к нашему пушечному ядру, как к двум телам, обращающимся вокруг земного шара. Луна совершает полный оборот вокруг Земли в 271/з суток, иНи в 656 часов, и находится на расстоянии 60 земных радиусов от центра Земли. Пушечное ядро делает полный оборот всего в П/з часа и находится от земного центра в расстоянии одного земного радиуса. Для торжества закона Кеплера требуется, чтобы для обоих небесных тел существовало такое соотношение:



Если дадите себе труд проделать это вычисление, вы убедитесь, что равенство отношений получается довольно близкое (надо считаться с- тем, что числа этой пропорции, ради простоты, закруглены, так что полной точности ожидать нельзя).



Итак, сообщив пушечному ядру начальную скорость 7 */а верст в секунду мы превращаем его в маленькое небесное тело, которое, побеждая силу притяжения, уже не возвращается на Землю. Что же будет, если мы сообщим ядру еще большую начальную скорость? В небесной механике доказывается, что при начальной секундной скорости в 8, в 9, в 10 верст ядро, горизонтально выброшенное пушкой, будет описывать вокруг Земли не окружность, а эллипс - тем более вытянутый, чем значительнее начальная скорость.


Когда же мы доведем эту скорость приблизительно до 10 1,2 верст, то эллипс превратится уже в незамкнутую кривую,-в параболу. Точнее говоря, он должен был бы превратиться в параболу, если бы Земля была единственным телом, притяжение ко-торого влияет на путь нашего ядра. Могучее притягательное действие Солнца существенно усложнит путь ядра, но во всяком случае при указанной начальной скорости, 10 1/2 верст, ядро навсегда удалится от Земли. Если оно будет при этом брошено в надлежащем направлении, то избегнет падения на Солнце, и будет вечно обращаться вокруг него, подобно земному шару и другим планетам. В астрономическом смысле оно повысится в ранге: из спутника Земли превратится в спутника Солнца, в самостоятельную планету. Человечество подарит вселенной новое миниатюрное небесное тело.


Ради простоты, мы начали с рассмотрения горизонтально брошенного тела. В небесной механике доказывается, однако, что те же выводы справедливы и для тела, брошенного под углом к горизонту или даже вертикально, как ядро в романе Жюля Верна. Во всех случаях, при достаточной скорости, брошенное тело навсегда покидает Землю и уносится в пустыни мирового пространства.



Судьба ядра, выброшенного из пушки с весьма большою скоростью. При скорости около 7 верст, ядро превращается в спутника Земли.


Вот какие огромные возможности открывает перед нами теория. Но что же говорит ее несговорчивая сестра - практика? В состоянии ли современная артиллерия осуществить все эти возможности?


К сожалению, пока еще нет. Самые могучие из наших пушек не в силах пока сообщить своим ядрам таких огромных скоростей. Снаряды современной дальнобойной пушки покидают жерло с начальной скоростью, едва достигающей одной версты. Это вдвое быстрее, чем движение точек земного экватора, но в восемь раз медленнее, чем нужно, чтобы бросить ядро на Луну.


Однако, не будем терять надежды. Переход от 1 к 8 не так уж значителен. Техника в своем победном шествии оставила за собою гораздо большую пропасть, когда заменила жалкие катапульты древних мощными орудиями современной артиллерии. Римские легионеры назвали бы безумцем всякого, кто сказал бы


Метательные орудия прежде и ныне


им, что их потомки будут перебрасывать 60-пудовые ядра на расстояние 30-ти и более верст. Между тем современные 16-дюймовые крепостные и морские орудия извергают снаряды в 65 пудов на расстояние 37-ми верст, а германцы обстреливали Париж в 1918 г. почти с 100-верстного расстояния!. Ко-


нечно, метательною силою является здесь не упругость натянутой веревки, как в катапультах, а взрывчатая сила 18-пудового заряда пироксилина. Почему же мы должны думать, что могущество артиллерии не может со временем возрасти еще в 8 раз?


Нет ничего невозможного в том, что Шварц или Нобель недалекого будущего изобретет орудие, которое по силе вержения настолько же превзойдет современную пушку, насколько последняя превосходит катапульту древних римлян.


На Луне, где напряжение тяжести вшестеро слабее, чем на Земле, и совершенно отсутствует атмосфера, служащая серьезным препятствием полету ядра, - там для осуществления горделивого замысла героев Жюля Верна достаточна была бы пушка всего только в 1*/* раза сильнее тех, которыми мы уже располагаем в данный момент.


А на спутнике Марса - на крошечном Фобосе - достаточно* было бы просто бросить камень рукой, чтобы он уже никогда не упал обратно. По поверхности этого миниатюрного мира (не более 10 верст в поперечнике) опасно было бы кататься в автомобиле или на велосипеде; развив умеренную скорость, седоки вместе с их машинами рискуют взлететь вверх, умчаться в мировое пространство и превратиться в самостоятельные небесные тела.


Но мы живем не на Луне и не на Фобосе, а на Земле. Нам необходимо поэтому добиваться секундной скорости в восемь и более верст, чтобы иметь возможность перекидывать пушечные ядра на иные планеты.


Из пушки на Луну. - Практика.


Мы проследили за тем ходом мыслей, который привел Жюля Верна к идее перебросить ядро на Луну. Если бы вопрос состоял только в этом, если бы мы искали лишь способа установить между планетами своего рода небесную почту, отправлять в далекие миры посылки для неведомых адресатов, - то задача решаласьv бы проектом Жюля Верна довольно удовлетворительно. (Конечно оставалось бы еще преодолеть сопротивление атмосферы, которое гораздо значительнее, чем мы представляем себе; но об этом речь будет впереди).


До сих пор мы рассуждали, как артиллеристы: мы заботились только о ядре, о том, чтобы оно достаточно быстро полетело и чтобы достигло своей цели. Ни разу не подумали мы о том, что будет происходить внутри ядра. А ведь наше ядро - не простой артиллерийский снаряд; это ядро-вагон, в котором находятся живые существа, пассажиры. Какая же участь ожидает их при полете?


Вот здесь-то, а вовсе не в самой мысли перекинуть ядро на Луну, надо искать Ахиллесову пяту заманчивого проекта Жюля Верна.


Это небывалое путешествие пройдет для пассажиров Жюль-Вернова ядра далеко не так мирно и благополучно, как описано в романе. Не думайте, однако, что опасность грозит им во время путешествия от Земли до Луны. Ничуть! Если бы Внутри им удалось остаться живыми к .моменту, когда ядра они покинут канал пушки, то во все время дальнейшего путешествия им уже нечего было бы опасаться. В океане вселенной нет ни бурь, ни волн, ни качки. А огромная скорость, с которой пассажиры летели бы в мировом пространстве вместе с их вагоном, была бы столь же безвредна для них, как безвредна для нас, обитателей Земли, та 30-верстная быстрота, с какой планета наша мчится вокруг Солнца.


Опасный момент для наших путешественников представляют те несколько сотых долей секунды, в течение которых ядро-каюта будет двигаться в канале самой пушки. Ведь в течение этого ничтожно малого промежутка времени скорость движения пассажиров должна неимоверно возрасти: от нуля до 15 верст 12 ), Герои романа были вполне правы, утверждая, что момент, когда ядро полетит, будет столь же опасен для пассажиров, как если бы они находились не внутри ядра, а прямо перед ним.


Первый удар


Действительно, в момент выстрела нижняя площадка (пол) каюты должна ударить пассажиров с такой же силой, с какой обрушилось бы ядро на всякое тело, находящееся снаружи его. Пассажиры отнеслись к этой опасности черезчур легкомысленно, если воображали, что отделаются лишь сильным приливом крови к голове.


Дело обстоит неизмеримо серьезнее. Нам станет ясно это, когда произведем несколько несложных расчетов. В канале пушки ядро движется ускоренно, т.-е. скорость его увеличивается под постоянным напором газов, образовавшихся при взрыве; в течение ничтожной доли секунды она возрастает от нуля до 15 верст. Как же велико ускорение этого стремительно ускоряющегося движения? Другими словами: на какую величину нарастает здесь скорость в течение секунды? Нужды нет, что все движение длится лишь малую долю секундьк мы можем вести расчет на целые секунды (определяем же мы годовой доход по месячному заработку). И вот оказывается 13 ), что секундное ускорение ядра, скользящего в канале орудия, выражается огромной цифрой-600 верст! Для сравнения замечу, что секундное ускорение трогающегося курьерского поезда равно одному аршину.


Раздавлены собственным весом


Но все значение для пассажиров ядра этой цифры - 600 верст в секунду - мы отчетливо постигнем лишь тогда, когда сравним ее с обычным ускорением падающего тела на земной поверхности; оно равно всего лишь 10 метрам, т.-е. в 60.000 раз меньше! Значит, внутри снаряда всякий предмет в момент выстрела придавливался бы ко дну ядра с силой, которая 12 в 60.000 раз больше веса самого предмета! Другими словами: пассажиры почувствовали бы, что они внезапно сделались в десятки тысяч раз тяжелее. Правда, это длилось бы всего мгновение - секунды, но можно не сомневаться, что под действием такой колоссальной тяжести люди были бы.буквально расплющены.


Правда, герои Жюля Верна приняли меры для ослабления силы удара: ядро снабжено было пружинными буферами и двойным дном с водой, заполняющей пространство между ними. От этого продолжительность удара немного растягивается, и, следовательно, быстрота нарастания скорости ослабляется. Но при тех огромных цифрах, с которыми приходится иметь здесь дело, выгода получается черезчур мизерная: сила, которая должна придавливать пассажиров к полу, уменьшается на какую-нибудь сотую долю, не более.


Сопротивление воздуха


И это еще не все, что ожидает пассажиров в течение того краткого мига, который они проведут в канале пушки. Если бы каким-нибудь чудом они остались живы в момент взрыва, гибель ожидала бы их у выхода из орудия. Вспомним о сопротивлении воздуха! При обычных условиях мы мало думаем о том, чтобы такая легкая среда, как воздух, могла серьезно мешать движению тела. Но это только потому, что обычные скорости сравнительно невелики. С возрастанием скорости сопротивление воздуха быстро увеличивается. Велосипедисты по собственному опыту знают, какой помехой является воздух. При умеренной скорости, всего 10 верст в час, тратится на преодоление сопротивления воздуха около 1/7 доли энергии велосипедиста; при скорости в 20 верст преодоление воздушного сопротивления поглощает уже 1/4 часть работы велосипедиста. Сопротивление воздуха возрастает гораздо быстрее, чем скорость, и для весьма быстро летящих тел- например, для падающих метеоров - воздух становится как бы непроницаем: метеоры большею частью сгорают или рассыпаются в пыль еще в высоких, крайне разреженных слоях атмосферы.


Вы понимаете теперь, что ядро, покидающее Жюль-Вернову пушку с пятнадцативерстной скоростью, должно встретить со стороны воздуха неимоверное сопротивление, - едва ли не такое же, как от твердого тела. Ведь оно мчится почти в 20 раз быстрее наших современных ядер! Воздух действовал бы на- него, как толстая броня. И если бы пассажиры сохранили жизнь после


первого удара, они неминуемо погибли бы при этом втором ударе: движение ядра мгновенно замедлилось бы; может-быть, даже разорвалась бы пушка, закупоренная остановившимся ядром. Но пассажиры внутри ядра продолжали бы двигаться по инерции с пятнадцативерстной секундной скоростью. С чудовищной силой ударились бы они о потолок своей каюты и, конечно, погибли бы. Ведь даже при умеренной скорости трамвая мы падаем на пол, если неопытный вагоновожатый слишком резко останавливает вагон. А ядро Жюля Верна неслось в пять тысяч раз быстрее трамвая 14 ).


Еще удар


От этого удара, вызванного сопротивлением атмосферы, мы могли бы избавить пассажиров разве лишь в том случае, если бы ухитрились поместить пушку так высоко; чтобы жерло ее находилось уже за пределами плотной части атмосферы.


Но как избегнуть первого удара, - сотрясения при взрыве и вызванной им роковой быстроты нарастания скорости?


Средства избегнуть сотрясения


Этого можно было бы достигнуть весьма значительным удлинением канала пушки. Если, например, мы хотим, чтобы сила искусственной тяжести внутри ядра в момент выстрела равнялась обыкновенной тяжести на земном шаре, нам нужно изготовить пушку длиною ни мало ни много - в 6.000 верст! Жюль-Вер-нова колумбиада должна была бы простираться в глубь земного шара до самого его центра, чтобы пассажиры действительно были избавлены от всяких неприятностей: к их обычному весу присоединится тогда только незначительный искусственный вес вследствие постепенного нарастания скорости, и они чувствовали бы, что стали всего вдвое тяжелее.


Надо заметить, что человеческий организм в течение краткого промежутка времени без вреда переносит увеличение собственной тяжести в несколько раз. Когда мы скатываемся с ледяной горы вниз и здесь быстро меняем направление своего движения, то вес наш в этот краткий миг увеличивается в 10 - 20 раз (т.-е. тело наше в несколько десятков раз сильнее обычного прижимается к салазкам). Если допустить, что человек может безвредно переносить в течение короткого времени 20-кратное увеличение своего веса, то. для отправления людей на Луну достаточно будет отлить пушку в 300 верст длиною. Однако, и это мало утешительно, потому что подобное сооружение лежит за пределами технического достижения. Не говорю уже о том, что извергающая сила такой непомерно длинной пушки должна значительно уменьшиться вследствие трения ядра в 300-верстном канале орудия.


Физика указывает и на другое средство ослабить силу удара. Самую хрупкую вещь можно уберечь от поломки при сотрясении, если погрузить ее в жидкость равного удельного веса. Так, если заключить хрупкий предмет в сосуд с жидкостью такой же плотности и герметически закупорить его, то подобный сосуд может падать с высоты и вообще испытывать сильнейшие сотрясения (при условии, разумеется, что сосуд остается целым),-и хрупкий предмет от толчков почти не страдает. Мы могли бы поэтому осуществить смелую затею Жюль-Верновых артиллеристов, если бы наполнили внутренность ядра соленой водой, по плотности равной плотности человеческого тела, и в эту жидкость погрузили пассажиров, одетых в водолазные костюмы, с запасом воздуха. После выстрела, когда нарастание скорости прекратится и пассажиры приобретут скорость ядра, они могли бы уже выпустить воду и устроиться в каюте, не опасаясь никаких неприятных неожиданностей. Их ожидали бы, правда, удивительные, но вполне невинные сюрпризы, которых Жюль Верн совершенно не предусмотрел- однако, об этом мы побеседуем позднее.


Итак, вот какие серьезные затруднения нужно было бы преодолеть, чтобы в действительности осуществить заманчивый проект Жюля Верна:


1) Изобрести взрывчатое вещество в десятки раз сильнее пироксилина, или придумать какой-нибудь другой способ метать весомые тела со скоростью, вдесятеро большей, чем начальная скорость современных ядер и пуль.


2) Соорудить пушку длиною в 300 верст, или же герметически закупорить пассажиров в водяную ванну.


3) Поместить пушку так, чтобы жерло ее выступало за пределы земной атмосферы.


И в результате - отправиться в небесное странствование без всякой надежды вернуться не только живым, но даже и мертвым, ибо лишь счастливая случайность дала возможность героям романа возвратиться на Землю. Жюль-Верново ядро-снаряд неуправляемый, и чтобы дать ему новое направление, надо зарядить им пушку. А где ее взять в мировом пространстве или на другой планете?


Безотрадные выводы


Пассажирам придется навеки проститься с родной Землей, с земным человечеством.-


Невольно вспоминается глубокое замечание Паскаля: Никто не странствовал бы по свету, если бы не надеялся когда-нибудь рассказать другим о том, что видел.


К звездам на ракете.


После стольких разочарований мы подходим, наконец, к единственному, действительно осуществимому проекту межпланетных путешествий-осуществимому не сегодня, но в более или менее близком будущем. Этот проект разработан русским ученым К. Э. Циолковским и стоит в стороне от всех фантастических замыслов, рассмотренных ранее. Здесь перед нами уже не фантазия романиста, не любопытная задача из области небесной механики, - а глубоко продуманная техническая идея, высказанная вполне серьезно. Она указывает нам на единственный реальный путь к осуществлению заатмосферных полетов в управляемом снаряде.


Третий закон Ньютона


Ничто не может быть проще той мысли, которая положена в основу этого проекта-двигаться в пустых пространствах без всякой опоры. На первых же уроках физики мы узнаем закон действия и противодействия или третий закон Ньютона: сила действующая всегда вызывает равную силу противодействия. Эта-то сила и поможет нам умчаться в бездны мироздания. Сила противодействия проявляется на каждом шагу,- быть-может, именно потому мы и не отдаем себе ясного отчета в ее существовании. Нужны особые обстоятельства, чтобы заставить нашу мысль остановиться на ней.


Когда вы стреляете из ружья, вы чувствуете его отдачу: давление взрывных газов отбрасывает пулю в одну сторону и с точно такою же силою отталкивает ружье в обратную сторону. Если бы ружье весило столько же, сколько и пуля, то приклад ударил бы стреляющего так же сильно, как ударяет пуля, выпущенная в упор; всякий стрёлок был бы тогда самоубийцей. Но ружье значительно тяжелее пули,-и во столько же раз ослабляется действие его возвратного удара. Ведь действие силы на тело зависит от массы этого тела: одна и та же сила сообщает грузному телу меньшую скорость, чем легкому (соответственно отношению их масс). Закон равенства действия и противодействия не следует поэтому понимать буквально, - ибо действие почти никогда не равно противодействию, а равны лишь действующие силы, могущие вызвать весьма различные результаты.


При падении яблока на Землю, не думайте, что земной шар остается неподвижным, нарушая закон действия и противодействия; притяжение здесь взаимное: сила действия Земли на яблоко вызывает точно такую же силу противодействия. Яблоко и Земля, в сущности, падают друг на друга, влекомые равными силами; но так как масса земного шара неизмеримо больше массы яблока, то скорость падения Земли неизмеримо меньше скорости падения яблока. Практически Земля остается неподвижной, и наблюдается лишь движение яблока.


Движение возвратным ударом


Этот-то закон, впервые провозглашенный великим Ньютоном, открывает перед нами возможность свободно двигаться, ни на что не опираясь. Перемещаться, ни от чего не отталкиваясь, одними лишь внутренними силами - это звучит так, словно речь идет о поднятии самого себя за волосы, по анекдотическому способу барона Мюнхгаузена. Но сходство-чисто внешнее. По существу же здесь огромная разница; и насколько бесполезно поднимать себя за волосы, настолько действителен способ движения по принципу возвратного удара, т.-е. отдачи. Природа давно уже осуществила этот способ перемещения для многих живых существ. Каракатица движется так: она набирает воду в жаберную полость и затем энергично выбрасывает струю воды через особую воронку впереди тела; вода устремляется вперед, а сама каракатица получает обратный толчок, отбрасывающий ее назад; направив трубку воронки вбок или назад, животное может таким своеобразным способом двигаться в любом направлении. Подобным же образом перемещают свое тело медузы, сальпы, личинки стрекоз и многие другие обитатели вод.


Пользуется этим приемом и человеческая техника: вращение водяных и некоторых паровых турбин всецело основано на законе равенства действия и противодействия.


Нигде, однако, интересующий нас способ перемещения не проявляется так наглядно, как при полете обыкновенной ракеты. Сколько раз любовались вы эффектным взлетом ракеты, но едва ли вам приходило в голову, что вы видите перед собой уменьшенное подобие будущего межзвездного дирижабля.


Полет ракеты


Отчего ракета взлетает вверх при горении наполняющего ее пороха? Даже среди людей науки приходится нередко слышать, будто ракета летит вверх потому, что газами, которые образуются при горении пороха внутри ее, она отталкивается от воздуха. Однако, если пустить ракету в безвоздушном пространстве, она полетит нисколько не хуже, даже лучше, чем в воздухе. Истинная причина движения ракеты состоит в том, что, когда пороховые газы стремительно вытекают из нее вниз, сама трубка ракеты, по закону действия и противодействия, отталкивается вверх. Здесь происходит то же, что и при выстреле из пушки: ядро летит вперёд, пушка отталкивается назад. Если бы пушка висела в воздухе, ни на что не опираясь, она после выстрела двигалась бы назад со скоростью, которая во столько раз меньше скорости ядра, во сколько ядро легче пушки. Ракета выбрасывает не ядро, а газообразные продукты взрыва; скорость и масса этих газов так значительны, что отдача ракеты заставляет ее быстро взлетать вверх. Пока происходит горение пороха, скорость ракеты все возрастает, ибо к прежней скорости непрерывно прибавляется новая, да и сама ракета, теряя свои горючие запасы, становится легче. Когда же порох весь выгорит, пустая ракетная трубка, пролетев еще немного по инерции, падает обратно на землю: ее . скорость недостаточна для окончательного преодоления силы тяжести.


Но вообразите ракету размерами в несколько сажен, снабдите ее большим запасом сильнейшего взрывчатого вещества, чтобы она приобрела секундную скорость около 10 верст (такая скорость, как мы знаем, достаточна, чтобы безвозвратно покинуть Землю) -тогда цепи земного тяготения будут разорваны. Способ странствовать в мировом пространстве найден!


Вот соображения, приводящие к мысли об устройстве летательного аппарата, способного двигаться не только в атмосфере, но и за ее пределами. Впервые мысль о подобном аппарате - правда, для земных, а не для межпланетных прлетов - была высказана в 1881 г. известным русским революционером-ученым Н. И. Кибальчичем в проекте, составленном этим замечательным человеком незадолго до казни. В течение 86 лет проект Кибальчича оставался погребенным в архивах русского департамента полиции, и лишь в 1918 г., когда проект был, наконец, опубликован, стало известно, что знаменитый революционер мечтал о летательном снаряде, построенном по типу ракеты.


Проект Кибальчича был высказан им лишь в форме основной идеи: будучи на свободе, я не имел достаточно времени, чтобы разработать свой проект в подробностях и доказать его осуществимость математическими вычислениями, писал он 15 ). Гораздо полнее и обстоятельнее разработана та же мысль другим русским ученым, физиком К. Э. Циолковским, создавшим - независимо от Кибальчича - проект настоящего межпланетного дирижабля.


Проект К. Э. Циолковского


Снаряд К. Э. Циолковского- не что иное, как огромная ракета с особой каютой для пассажиров, для хранения съестных продуктов, запасов сгущенного воздуха, научных приборов и прочего. Люди в таком снаряде-изобретатель заранее окрестил его Ракетой- будут при помощи особого механизма направлять истечение газов в любую сторону. Это будет настоящий, управляемый космический корабль, на котором можно уплыть в беспредельное мировое пространство, полететь на Луну, на цланеты, к звездам. Пассажиры могут посредством многих отдельных мелких взрывов увеличивать скорость этого межпланетного дирижабля с необходимой постепенностью, чтобы возрастание ее было безвредно’для них.


При желании спуститься на какую-нибудь планету, они могут обратными взрывами уменьшить скорость снаряда и тем ослабить силу падения. Наконец, пассажиры могут таким же путем возвратиться и обратно на Землю. Для всего этого надо только захватить с собою достаточный запас взрывчатых веществ.


Заметьте существенные преимущества, которыми обладает Ракета К. Э. Циолковского по сравнению с пушечным ядром Жюля Верна. Ракета развивает свою чудовищную скорость не сразу, как пушечное ядро, а постепенно, избавляя пассажиров от опасности быть раздавленными стремительным возрастанием их собственного веса-Не опасно для Ракеты и сопротивление воздуха: она может прорезать атмосферу с довольно умеренной скоростью и, лишь очутившись высоко над землей, за пределами воздушной оболочки, развить настоящую межпланетную скорость. А затем в мировом просторе работа двигателя (т.-е. истечение газов) может быть совершенно прекращена: Ракета будет лететь по инерции со скоростью, которая была достигнута в последний момент. Она может мчаться так, без малейшей затраты взрывчатого вещества, миллионы и биллионы верст, лететь недели, месяцы, целые годы. Лишь для перемены направления полета или для ослабления удара при спуске на планету понадобится снова пустить в действие взрывной механизм. Затрата взрывчатого вещества, как видите, вовсе не будет здесь безмерно огромна.


Но самое главное преимущество Ракеты состоит в том, что. она даст будущим морякам вселенной полную возможность, посетив какую-либо планету, в любой момент благополучно возвратиться на родную Землю. Нужно лишь обильно запастись взрывчатыми веществами, как современный полярный путешественник запасается топливом.


Едва ли уместно входить здесь в технические подробности. Вопрос интересует нас лишь с точки зрения физики. Предоставим инженерам разбираться в технической стороне дела 16 ). Для нас важно было лишь установить тот механический принцип, на котором основано устройство межпланетного корабля типа .Ракеты, и который остается неизменным, как бы ни варьировалась конструкция аппарата.


Что же мешает теперь же осуществить этот грандиозный замысел?


Не сегодня- завтра


Главное и, пожалуй, даже единственное препятствие к немедленному осуществлению реактивного небесного дирижабля - это отсутствие достаточно сильного взрывчатого вещества. Мы не знаем источника, который при современном состоянии техники -способен был бы развить силу, достаточную для движения огромной ракеты. Но вспомним, что в таком же положении были недавно и первые пионеры авиации: принцип летания по способу парения был указан правильно, и остановка была тоже лишь за достаточно могучим двигателем. Всего 15 лет отделяет нас от того времени, когда аэроплан был только красивым проектом, неосуществимым за недостатком могучего двигателя. Всего десять лет прошло с тех пор/ как в России взвился первый аэроплан. А теперь Ильи Муромцы переносят нас через реки и горы; со временем перенесут и через океан. Мы в праве поэтому надеяться, что если не сегодня, то завтра будет найден необходимый источник энергии также и для небесных кораблей.


Тогда заманчивая мечта о достижении иных миров, о путешествии на Луну, на Марс или Сатурн, превратится, наконец, в


реальную действительность. Воздух для дыхания нетрудно будет взять с собой (д виде хотя бы жидкого кислорода), как и аппараты для поглощения выдыхаемой углекислоты. Вполне мыслимо также снабдить небесных путешественников достаточным запасом пищи, питья и т. п. С этой стороны не предвидится никаких серьезных препятствий для путешествия, например,'на Луну, а со временем и на планеты.


Спуск на планету - если только поверхность ее в таком состоянии, что делае± спуск возможным-будет лишь вопросом достаточного количества взрывчатых веществ. Надлежаще направленными взрывами нужно уменьшить огромную скорость снаряда настолько, чтобы падение его совершилось плавно и безопасно. И надо иметь еще в запасе достаточно взрывчатого вещества, чтобы вновь покинуть это временное пристанище, преодолеть силу притяжения планеты и пуститься в обратное странствование.


Достижейие иных миров


В особых непроницаемых костюмах, в роде водолазных, будущие Колумбы вселенной, высадившись на планету, смогут рискнуть выйти из небесного корабля. С запасом кислорода в металлическом ранце за плечами, они будут бродить по почве неведомого мира, делать научные наблюдения, изучать его природу, мертвую и живую (если таковая имеется)! собирать коллекции. А более далекие экскурсии они смогут, совершать в наглухо закрытых автомобилях, привезенных с собой. С технической стороны для всего этого едва ли могут представиться затруднения, раз люди, сумел и проникнуть даже глубоко в воды океана и изучать его пучиньь казалось бы, навеки недоступные для смертного.


Остановимся теперь на вопросе о продолжительности небесных перелетов.


Продолжительность небесных перелетов


Сколько времени будет длиться перелет на Луну? Не свыше двух суток, т.-е. меньше, чем из Петрограда в Одессу. Но Луна- самая близкая из небесных станций на пути в бесконечность. Чтобы достигнуть следующей станции, Венеры потребуется уже целый месяц. Путешествий на Марс или на Меркурий продлится около двух месяцев. И. все это при наименьшей из возможных скоростей-при 40 верстах в секунду 17 ). Цифры


внушительные,-но давно ли мы ездили из Петрограда во Владивосток, целый месяц не выходя из вагона? А Магеллан во время своего двухлетнего путешествия плавал по Тихому океану четыре месяца, нигде не встречая обитаемой земли.


Для достижения орбиты Юпитера понадобится непрерывно лететь в мировом пространстве с 40-верстной скоростью около полу-года. Г ода два поглотит путешествие к загадочному миру Сатурна, четыре года займет небесное странствование к орбите Урана. И, наконец, чтобы достичь самой крайней из известных нам планет солнечной системы, придется затратить не более“ 5-6 лет жизни.


А дальше?


Межзвездные пустыни


Дальше, за границами нашего планетного царства, на многие миллионы миллионов верст расстилается межзвездная пустыня. Звезда от звезды, солнце от солнца отделены во вселенной-такими безднами пространств, каких не в силах представить самое пылкое воображение. Ум не охватывает столь огромных расстояний. Вообразим же, что вся вселенная уменьшилась в своих размерах, и пусть солнечная си.-стема, ограниченная орбитой далекого Нептуна, как раз покрывает арену Московского цирка. Тогда, на плане такого масштаба, не только вся Москва с ее окрестностями и вся Московская губерния были бы совершенно свободны от звезд, но даже через все прилегающие губернии простиралась бы еще пустыня без единой звезды. И лишь на расстоянии Петрограда мы встретили бы первую, ближайшую звезду-Альфу Центавра, окруженную такою же бездною пустынь! На всем пространстве Европейской России мы едва насчитали бы полдюжины звезд (яркий Сириус оказался бы в их числе). Остальных из ближайших соседок нашего солнца не могла бы вместить ни Европа, ни даже весь материк Старого Света. Яркую Капеллу пришлось бы поместить к антиподам, в Америку, а звезду Канопус-вне Земли, в мировом пространстве, приблизительно на расстоянии Луны!


Так необъятны пустыни звездного мира.


Световой луч, скорость которого столь велика, что обычно мы считаем распространение света на Земле мгновенным, странствует до ближайших звезд целые годы, десятки лет. А ведь свет пронизывает пространство в тысячи раз быстрее, чем должен мчаться межпланетный дирижабль будущего. Значит, целые тысячелетия потребуются для перелета в системы других звезд-солнц. Конечно, мы можем утешать себя мечтою о дирижабле, несущемся со скоростью, близкой к скорости света; тогда человеческой жизни хватило бы для достижения соседних звезд. Но если мы желаем оставаться на почве трезвых расчетов, нам придется ограничить поле своих небесных странствований пределами солнечной системы. Не будем скрывато от себя той безотрадной истины, что мы в праве говорить лишь о межпланетных, но никак не о путе шествиях.


Скорость света есть самая большая скорость, какая возможна в природе. Поэтому, - если только не найдено будет средства продлить человеческую жизнь ,-земные люди никогда, ни при каких успехах техники, не достигнут звезд, удаленных от Земли дальше, чем на 50-60 световых лет. Более далеких звезд смогут достичь лишь люди, родившиеся в пути, во время межзвездного странствования, и никогда не видевшие Земли. А ведь за этим недостижимым для смертного рубежом простирается еще целая вселенная!


Жизнь на корабле вселенной.


С завистью думает современный астроном о тайнах мироздания, которые увидит из стеклянных окон своего межпланетного корабля будущий моряк вселенной. То, что смутно рисует нам слабый луч света, едва улавливаемый телескопом, во всем величии предстанет изумленному взору космического путешественника. И кто предскажет, как чудесно расширятся тогда наши знания о мире миров, какие новые тайны исторгнет человеческий разум из глубин вселенной!


Новое и необычайное ожидает будущего небесного странника не только за стенами его корабля. Внутри межпланетного дирижабля он сможет наблюдать целый ряд необыкновенных явлений, которые в первые дни путешествия будут, пожалуй, привлекать его внимание и поражать ум не менее, чем величественная панорама, расстилающаяся за окнами каюты.


Едва ли кто-нибудь даже во сне' переживал ощущения, подобные тем, какие предстоит испытать будущему космическому страннику внутри его межпланетного корабля. Ощущения эти будут поистине фееричны. В коротких словах, дело идет о том, что внутри межпланетного снаряда нет : все предметы полностью утрачивают в нем свой вес! Закон тяготения словно отменяется в этом маленьком мире. Достаточно лишь немного подумать, чтобы убедиться в бесспорности этого вывода. Но не легко привыкнуть к мысли, что внутри небесного корабля не обнаруживается ни одно из тех проявлений силы тяжести, к которым мы так привыкли на Земле.


Ради ясности, допустим сначала, что Ракета Циолковского (или пушечное ядро Жюля Верна) свободно падают в мировом пространстве. Сила внешнего тяготения должна действовать одинаково как на самый снаряд, так и на предметы внутри его: поэтому она должна сообщать им равные перемещения (ведь тяжелые и легкие тела падают с одинаковою скоростью). Следовательно, все предметы внутри снаряда будут оставаться в покое по отношению к его стенкам. Разве может тело упасть на пол каюты, если этот пол сам падает с точно такою же скоростью?


Падающее тело вообще ничего не весит! Еще Галилей в своем Собеседовании и математических доказательствах относительно двух новых наук писал об этом следующее:


Мы ощущаем груз на наших плечах, когда стараемся мешать его падению. Но если станем двигаться вниз с такою же скоростью, как и груз, лежащий на нашей спине, то как же он может давить и обременять нас? Это подобно тому, как если бы мы захотели поразить копьем кого-либо, кто бежит впереди нас с такою же скоростью, с какою движемся и мы.


Полная невесомость


При всей своей простоте мысль эта настолько необычайна, настолько неожиданна, что, даже будучи понята, она неохотно принимается сознанием. Остановимся же на ней немного дольше. Перенесемся мысленно, например, внутрь Жюль-Вер-нового ядра, свободно падающего в мировом пространстве. Вы стоите на полу каюты и выпускаете из рук карандаш. Естественно, вы ожидаете, что он упадет на пол. Так полагал и Жюль Верн, не продумавший до конца своей собственной идеи. Не то случилось бы в действительности: карандаш повиснет в воздухе, ни на йоту не приближаясь к полу! В пространстве, конечно, он будет перемещаться под действием земного притяжения - но не забывайте, что точно такое же перемещение под действием тяжести получит и само ядро. Если, например, земное притяжение в течение секунды приблизит карандаш к Земле на одну сажень, то и все ядро приблизится на одну сажень: расстояние между карандашом и полом каюты не изменится, а следовательно, падение предметов внутри каюты не обнаружится.


Так будет не только при падении небесного снаряда на Землю, но и при полете его вверх и вообще при всяком свободном движении его по инерции в любом направлении в поле тяготения. Ядро, летящее вверх, в сущности, тоже падает: скорость его-взлета все время уменьшается под действием земного притяжения на определенную величину,-на ту именно, на которую ядро опу-•стилось бы за тот же промежуток времени, если бы ему не сообщено было движения вверх. То же самое должно происходить, конечно, и со всеми предметами внутри снаряда. Вы помните, как в романе Вокруг Луны“ труп собаки, выброшенный пассажирами из окна, продолжал в мировом пространстве следовать за ядром, а вовсе не упал на Землю? Этот предмет,-замечает романист,-• казался неподвижным, как и ядро, и следовательно, сам летел вверх с такою же скоростью. Но если предмет казался неподвижен вне ядра, то почему он должен перестать казаться таким внутри ядра? Удивительно, как часто люди близко подходят к истине и, не заметив ее, проходят мимо.


Теперь, думается, читатель достаточно убедился уже, что внутри межпланетного снаряда не может наблюдаться падения тел. Но если предметы в каюте небесного корабля не могут падать, то не могут они и оказывать давления на свои опоры. Короче говоря, в межпланетном снаряде все предметы становятся абсолютно невесомы.


Снаряд- планета.


Строго говоря, в этом любопытном факте не должно бы быть для нас ничего неожиданного или нового. Мы, ведь, нисколько не изумляемся, например, тому, что на Луне все тела тяготеют не к Зёмле, а к центру Луны. С какой же стати предметы внутри небесного корабля должны падать к Земле? Ведь мы знаем, что с того момента, как Ракета, прекратив работу двигателя, изменяет свой путь единственно лишь под действием притяжения Земли или иных мировых тел, - она превращается уже в миниатюрную планету, в самостоятельный мир, имеющий свое собственное, крайне ничтожное, напряжение тяжести. Внутри снаряда могло бы проявляться разве лишь взаимное притяжение предметов и притягательное действие стенок снаряда. Но нам известно уже, как ничтожно взаимное притяжение мелких тел и какие медленные, незаметные движения оно способно вызвать. А влияние притяжения стенок снаряда должно быть еще незаметнее: в небесной механике доказывается, что если бы снаряд был строго шарообразный, то притягательное действие такой оболочки равнялось бы нулю, ибо притяжение любого ее участка уравновешивалось бы обратным действием диаметрально противоположного участка.


По этому признаку - полному отсутствию тяжести - будущие пассажиры межпланетного корабля безошибочно смогут определить, не глядя в окно, движутся ли они в пространстве, или нет.


Для них совершенно немыслимы сомнения в роде тех, которые, по описанию Жюля Верна, будто бы смущали пассажиров в первые минуты межпланетного полета:


- Николь, движемся ли мы?


Николь и Ардан переглянулись: они не чувствовали движения ядра.


- Действительно: движемся ли мы? - повторил Ардан.


- Или спокойно лежим на почве Флориды? - спросил Николь.


- Или на дне Мексиканского залива!. - прибавил Мишель44.


Подобные сомнения совершенно невозможны для пассажиров свободно движущегося межпланетного корабля. Им не придется заглядывать в стеклянные окна своей каюты, чтобы решить, движутся ли они: непосредственное ощущение невесомости сразу укажет им, что они уже перестали быть пленниками Земли и превратились в обитателей новой миниатюрной планетки, лишенной тяжести.


Мы так привыкли к силе тяжести, не покидающей нас ни в железнодорожном вагоне, ни на палубе парохода, ни даже в корзине аэростата или в сидении аэроплана - мы так сжились с этой неустранимой силой, что нам крайне трудно представить себе ее отсутствие, Чтобы помочь читателю вообразить себе, npir каких необычайных, почти сказочных условиях будет протекать невесомая44 жизнь пассажиров в каюте межпланетного корабля, попытаемся набросать здесь в главнейших чертах своеобразную картину этой жизни.


Сказочные условия жизни


Вы пробуете сделать шаг в каюте небесного корабля -г и плавно, как пушинка, летите к потолку: легкое усилие мускулов ваших ног вполне достаточно, чтобы сообщить вашему невесомому телу заметную поступательную скорость. Вы летите к потолку (нельзя сказать вверх44: ведь в мире без тяжести нет ни верха ни низа), ударяетесь о него - и обратный толчок относит ваше невесомое тело снова к полу. Это падение не будет грузным; вы почувствуете довольно легкйй удар, но его достаточно, чтобы опять оттолкнуть вас к потолку, и т. д. Если, желая как-нибудь прекратить эти невольные и бесконечные колебания, вы ухватитесь за стол, то нисколько не пособите делу: стол, ничего не весящий, легко полетит вместе с вами, и будет качаться туда и назад, попеременно отталкиваясь от потолка и пола. К чему бы вы ни прикоснулись-все немедленно же приходит в движение, не быстрое, но зато нескончаемое. Полка с книгами поплывет в воздухе, не растеривая своих книг; ящик с провизией и посудой будет лететь вверх дном, не роняя своего содержимого. Словом, в каюте небесного корабля будет царить невероятный хаос, исключающий всякую возможность покойной жизни, если мы заранее не позаботимся накрепко привинтить все к полу, к стенам, к потолку.


Впрочем, многие предметы обстановки будут совершенно излишни в этом мире без тяжести. К чему вам стулья, если вы можете висеть в воздухе в любом положении, не утомляя ни единого мускула? Стол тоже довольно бесполезен: все поставленное на него унесется, %ак пух, при малейшем толчке' или дуновении. Лучше заменить стол особыми станками с зажимами. Не нужна вам и кровать, ибо вы не удержитесь на ней ни одной минуты - при малейшем движении улетите прочь; пружинный матрац будет бросать ваше тело к потолку, как мяч. Чтобы спать покойно, без невольных странствований по всем углам каюты, вам необходимо будет пристегнуть себя ремнями к своему ложу. Перина - совершенно излишняя роскошь там, где нет тяжести: вам будет очень мягко и на жестком полу: ведь ваше тело ничего не весит, оно не Давит на пол, а следовательно вы не будете испытывать ощущение жесткости. Подобно сказочному Левиафану (из книги Иова), который-

На острых камнях возлегает

И твердость оных презирает,


вы сможете нежиться на самом твердом ложе, презирая его жесткость.


Жидкости в невесомой среде


Буквально на каждом шагу будет подстерегать вас неожиданное и необычайное. Вы хотите налить воды для питья: опрокидываете графин над стаканом, но - вода не льется. Нет тяжести, следовательно, нет и причины, побуждающей жидкость выливаться из опрокинутого сосуда. Вы ударяете рукой по дну графина, чтобы вытряхнуть из него воду, и-новая неожиданность: из графина вылетает большой колеблющийся водяной шар, плавно движущийся в воздухе. Это не что иное, как огромная водйная капля: в мире без тяжести жидкости принимают сферическую форму, как масло в знаменитом опыте Плато. Если эта гигантская водяная капля ударится о пол или стенку каюты, она растечется по ним тончайшим слоем и расползется во все стороны. Пить в межпланетном дирижабле нельзя будет так, как мы привыкли. Зачерпнуть жидкость мудрено: она соберется в шар, если она не смачивает стенок сосуда, - и тогда вы не донесете до рта этой водяной пилюли, ибо при малейшем толчке она умчится прочь. Если же жидкость смачивает стенки посуды, она облечет ее ровным жидким слоем со всех сторон, и вам придется подолгу облизывать сосуд, испытывая муки Тантала.


Тепловые явления


Приготовление обеда из невесомых продуктов тоже будет сопряжено с немалыми и довольнб неожиданными затруднениями. Чтобы довести воду до кипения, придется повозиться чуть не целые сутки. В самом деле: при обычных условиях вода в кастрюле нагревается сравнительно быстро только потому, что нижние, нагретые слои воды, как более легкие, поднимаются вверх, заменяясь холодными, выше лежащими; это перемешивание происходит само собой, пока все слои воды -не нагреются до кипения. Но пробовали ли вы нагревать воду сверху? Попробуйте - вы убедитесь, что это бесконечная история: нагретый слой останется наверху, и теплота может передаться нижележащим слоям только через воду же, - а теплопроводность воды, как известно, ничтожна: можно довести воду вверху сосуда до кипения ив то же время удерживать на его дне нерастаявшие куски льда. В невесомом мире небесного корабля также не будет этого благодетельного перемешивания слоев при нагревании жидкости, - так как нагретые и и ненагретые слои одинаково невесомы - и следовательно вскипятить всю воду в кастрюле обычным путем будет довольно трудно. В невесомой кухне невозможно и жарить на открытой сковородке: упругие пары масла тотчас же отбросят жаркое к потолку.


Невесомое пламя


Даже обыкновенное пламя не будет гореть в каюте небесного корабля. Образующиеся при горении пламени негорючие газы - углекислота, водяной пар и др. - не могут здесь удаляться сами собой, как на Земле, вследствие своей высокой температуры и легкости. Они будут оставаться тут же, окружая огонь и прекращая к нему доступ воздуха. Пламя задохнется в продуктах собственного горения. Ведь тушение пожаров на том и основано, что, заливая пламя водой, мы облекаем его негорючими водяными парами и так прекращаем доступ к нему воздуха. В каюте космического корабля это тушение будет происходить само собою. Устроив в фантастическом вагоне-ядре газовое освещение, Жюль Верн в сущности обрек своих героев на пребывание в темноте. В будущем межпланетном снаряде освещение необходимо устроить электрическое, и даже для кухни придется пользоваться исключительно электрическими беспламенными нагревателями.


Безвредность отсутствия веса


А не отразится ли полное отсутствие тяжести на отправлениях человеческого организма? К счастью, можно думать, что нет. Дыхание, кровообращение и все другие функции почти совершенно не зависят от тяжести; это видно хотя бы уже по той легкости, с какой мы обычно меняем вертикальное положение своего тела на горизонтальное. Если бы отсутствие веса было смертельно, мы умирали бы при каждом прыжке, так как, падая, мы на мгновение Лишаемся веса и уподобляемся пассажирам небесного корабля; вес есть давление на опору, а при свободном падении тело не имеет опоры - поэтому оно не имеет и веса 18 ). Путешествие по океану вселенной, если только оно благополучно началось, будет во всяком случае менее опасно ддя здоровья пассажиров, чем плавание по водяному океану, почти неизбежно сопряженное с морской болезнью.


Все эти житейские неудобства-курьезные, необычайные, неожиданные, но по существу безвредные и невинные,-заставят будущих моряков вселенной отрешиться от многих глубоко укоренившихся привычек. Но, конечно, едва ли кто-нибудь откажется из-за этого совершить путешествие в таинственные глубины мироздания. Люди терпели горшие лишения, чтобы изучить нашу маленькую Землю, и не остановятся перед ними, когда дело будет итти об исследовании вселенной.


XL
Заключение.
Единственный путь


Итак, если суждено человечеству когда-нибудь вступить в прямое сообщение с другими планетами, включить их в круг своего непосредственного изучения, быть-может, даже колонизовать их или приобщить к сфере добывающей промышленности, - словом, если земному человечеству предстоит вступить ‘ в новый, вселенский период своей истории - то осуществится это, всего вероятнее, при помощи исполинских ракет и вообще реактивных приборов. Это единственный намечающийся в настоящее время путь к практическому разрешению проблемы межпланетных путешествий.


Гений Ньютона открыл человечеству нерушимый закон действия могучей силы, которая извечно приковывает нас к Земле. Но тот же гений провозгласил и другой закон природы, опираясь на который потомки наши когда-нибудь свергнут иго тяжести и вырвутся из земного плена на простор вселенной, в необъятный мир миров.


Прибавления.


1 . Силы тяготения. О. Лоджа 19 ).


Силы тяготения между небольшими телами незначительны и далеко превосходятся магнитивши. Действительно, притяжение между телами определенной малости может быть более чем уравновешено даже давлением, возникающим вследствие их взаимного излучения, несмотря на то, что это давление почти бесконечно мало-Отсюда следует, что достаточно малые тела любой температуры отталкивают друг друга (если только они не заключены в оболочку постоянной температуры, где лучистое давление на них со всех сторон одинаково).


Размеры, при которых лучистое отталкивание перевешивает тяготение, в случае двух равных шаров, зависят от температуры шаров и от их плотности; по данным проф. Пойтинга, при обыкновенной, привычной для нас температуре-скажем, при 16° Ц. - равенство этих двух сил для двух деревянных шаров, расположенных в пространстве, достигается тогда, когда каждый шар имеет диаметр приблизительно в один фут. Для тел меньших размеров или более горячих лучистое отталкиванио пересиливает взаимное тяготение; отталкивание это возрастает пропорционально четвертой степени абсолютной температуры тел.


Притягательная сила тяготения между молекулами чрезвычайно мала: между двумя атомами или двумя электронами она настолько мала, что ею можно пренебречь, хотя бы расстояние между ними и не выходило из пределов размера молекулы.


Например, два атома, допустим, золота, на молекулярном расстоянии притягивают друт друга вследствие тяготения' с силой порядка



Сила эта не могла бы произвести никакого заметного ускорения.


Взаимное тяготение двух электронов на том же расстоянии составляет одну со-рок-тысяч-миллионную долю этой силы, и потому можно было бы подумать, что им совершенно следует пренебречь. А между тем, от совокупного притяжения мириад


.таких тел происходит результирующая сила тяготения, заметная на расстояниях в миллионы миль. Сила эта не только заметна, по величину ее нужно признать прямо-таки ужасной.


Когда дело идето телах астрономических размеров, сила тяготения перевешивает все другие силы; и все электрические и магнитные притяжения в сравнении с нею падают до полного ничтожества*.


К главе IV.


2 . Теории тяготения.


(По С. Аррениусу и А. Пуанкаре).


Все сделанные попытки объяснить силу тяжести, как результат движения в среде, находящейся между телами, наталкиваются на то затруднение, что тяжесть беспрепятственно проходит сквозь тела, как бы велики и плотны они ни были,- пишет Аррениус *).- Так, например, притяжение Солнца действует на частицу, лежащую в центре Земли, сквозь все промежуточные слои. А так как действие силы должно состоять в каком-нибудь изменении движения тела, подвергающегося ее влиянию, то необходимо принять, что астица, лежащая позади другой, подверженной той же силе, но крайней мере отчасти закрыта от этого влияния. Поэтому на соединительной линии между частицею в центре Земли и любою частицею на Солнце не должна была бы лежать ни одна из бесконечно большого числа тяжелых частиц верхних слоев Земли. Значит, необходимо предположить, что частицы, на которые действует сила тяжести, имеют бесконечно малое протяжение и должны считаться математическими точками. Физически этот взгляд немыслим. Точно также невозможно представить себе, чтобы математические точки могли возмущать движение-Удивительно, что та самая сила природы, которую мы точнее всего можем проследить посредством вычисления, в физическом отношении представляет величайшую загадку.


Если тяжесть возникает вследствие движений в промежуточной среде, то естественно думать, что она не . может действовать мгновенно, а должна требовать известного времени для того, чтобы достигнуть от притягивающего тела к притягиваемому. Очевидно, в этом случае воздействие на движущееся тело не будет тем, какое можно вычислить на основании его начального положения. Точно таким же образом мы видим звезду, удаленную на расстояние одного светового юда, не там, где сна находится в настоящее время, а там, где она находилась год тому назад. Таким образом, если бы, например, распространение действия тяжести от Солнца к Земле происходило в t секунд, то действие тяжести в определенный момент времени нужно было бы вычислить не по действительному положению Земли в тот момент, но по ее положению на t секунд раньше. Несмотря на то, что астрономические измерения производятся особенно точно, и что скорость распространения тяжести, которая превышала бы скорость света в 1.000.000 раз, легко могла бы быть открыта, не найдено ни малейшего следа подобного влияния. Поэтому действие тяготения, надо думать, распространяется в пространстве с бесконечною скоростью,-что столь же трудно понять*.


Чтобы дать представление о трудностях, с которыми сталкиваю гея все попытки создать механическую теорию тяготения, остановимся на двух гипотезах - Лесажа и Томазипа. Знаменитый математик Анри Пуанкаре *) излагает их так:


Допустим, что в межпланетных пространствах циркулируют во всех направлениях и с очень большими скоростями весьма мелкие корпускулы. Тело, уединенноо в пространстве, не будет, повидимому, испытывать на себе влияния ударов этих корпускул, так как эти удары распределяются по всем направлениям. Но если налицо находятся два тела А и Д то тело В будет играть роль экрана и пересечет путь части тех корпускул, которые при отсутствии экрана ударяли бы в А. Тогда удары, полученные А в направлении, противоположном направлению Д не встретят более отпора с обратной стороны, или будут недостаточно уравновешены, - и они оттолкнут А к В.


Такова теория Лесажа; мы рассмотрим ее с точки зрения обыкновенной механики. Каким образом должны происходить удары, предусматриваемые этой теорией? В согласии ли с законами абсолютно упругих тел, или с законами тел, лишенных упругости, или же согласно какому-нибудь промежуточному закону? Корпускулы Лесажа не могут вести себя, как абсолютно упругие тела; иначе эффект свелся бы к нулю, потому что корпускулы, перехваченные телом В9 были бы заменены другими, отскочившими от Д и подсчет показывает, что компенсация была бы полной.


Необходимо, следовательно, чтобы корпускулы от удара теряли энергию, и чтобы эта энергия восстановлялась в форме теплоты. Но каково же количество теплоты, произведенное таким образом? Заметим, что притяжение проникает через тела. Следовательно, необходимо представить себе, например, Землю не в виде полного экрана, а в виде тела, составленного из очень большого числа чрезвычайно малых сферических молекул, из которых каждая играет роль экрана, но между которыми корпускулы Лесажа могут свободно циркулировать. Таким образом, Земля не только не есть полный экран, но не играет даже роли процеживающего сосуда, ибо пустоты занимают в ней больше места, чем заполненные пространства **). Для пояснения напомним, что притяжение, как показал Лаплас, проходя через Землю, не ослабляется и на одну десятимиллионную долю, и что доказательство Лапласа не оставляет ничего желать. В самом деле, если бы притяжение поглощалось телами, через которые оно проходит, оно не было бы уже пропорционально массам; оно было бы относительно слабее для крупных, чем для малых тел, так как в первом случае ему нужно было бы проходить через ббльгоую толщу. Притяжение Земли к Солнцу было бы, следовательно, относительно слабее, чем притяжение Луны к Солнцу, а отсюда вытекало бы для движения Луны весьма большое неравенство. Мы должны поэтому заключить, если принимаем теорию Лесажа, что совокупная поверхность сферических молекул, образующих Землю, составляет, самое большое, десятимиллионную часть всей поверхности Земли“.


Исходя из этих соображений, Пуанкаре делает подсчет того количества тепла, которое должны были бы сообщить земному шару воображаемые корпускулы Лесажа. Оказывается, что это количество достаточно для поднятия температуры Земли на 102'1 градусов в секунду; Земля получала бы в определенный промежуток времени в 1020 раз больше теплоты, чем излучает Солнце в то же время: я имею 20 21 при этом в виду не ту теплоту, которую Сотнце отдает Земле, а ту, которую оно испускает по всем направлениям. Очевидно, Земля не могла бы долго выдерживать подобный режим \


Можно изменить теорию Лесазка,-продолжает Пуанкаре.-Откажемся от корпускул и вообразим, что эфир прорезывается по всем направлениям световыми волнами, исходящими из всех точек пространства. Когда материальный предмет воспринимает световую волну, эта последняя оказывает на него механическое действие, совершенно так, как будто этот предмет получил удар от материального ядра. Волны, о которых идет речь, могу г таким образом играть роль корпускул Лесажа. Такое именно допущение делает, например, Томачина.


Но затруднения этим не устраняются. Скорость распространения нс мозкет быть иной, чем скорость света, а в таком случае мы получаем для сопротивления среды недопустимую величину. Кроме того, если свет отражается целиком, то эффект, как и при гипотезе совершенно упругих корпускул, равен нулю. Для того, чтобы имело место притяжение, необходимо, чтобы свет частью поглощался; но в этом случае происходит образование теплоты. Вычисления здесь, по сущешву, не отличаются от тех. к которым приводит теория Лесазка, а результат сохраняет тгот зке фанта стический характер.


С другой стороны, прцтяжение не поглощается или лишь чрезвычайно мало поглощается телами, через которые оно проходит; нельзя сказать того зке о свете, который нам знаком. Свет, который породил бы ньютоновское притяженае, должен был бы значительно отличаться от обыкновенного света; он должен был бы иметь, например, очень короткую длину волны. Не говорим уже о том, что, если бы наши глаза были чувствительны к такого рода свету, то все небо долзкно было бы казаться более блестящим, чем Солнце, так что Солнце обозначалось бы на нем в виде черного пятна, - иначе оно нас отталкивало бы вместо того, чтобы притягивать. По всем этим основаниям тот свет, с помощью которого можно было бы объяснить притяжение, должен был бы гораздо более приблизкаться к Х-лучам Рентгена, чем к обыкновенному свету.


Да и Х-лучсй было бы недостаточно. Как бы ни была велика их способность проникновения, эти лучи не могут пройти Землю насквозь. Остается, следовательно, вообразить лучи X7, более проникающие, чем обыкновенные лучи X. Далее, часть энергии этих лучей X7 долзкна разрушаться, - иначе не было бы притязания. Если мы не хотим допустить, что эта энергия превращается в теплоту,-количество теплоты было бы в таком случае огромно,-то надо допустить, что она распространяется во Есе стороны в форме вторичных X лучей, которые должны 'быть еще более проникающими, чем X7, так как иначе они, в свою очередь, нарушили бы явление притяжения.


Вот те слозкные гипотезы, к которым мы приходим, если желаем сделагь жизненной теорию Лесазка.


3 . Межпланетный дирижабль Курта Лассвица.


В связи с взглядом на тяготение, как на некий род лучистой энергии, небезынтересно упомянуть об идее межпланетных перелетов, высказанной покойным немецким беллетристом и ученым Куртом Ласевицем в романе На двух планетах


(Земле и Марсе). Если Уэльс ищет способа избавиться от тяготения, заслонившись экраном, непроницаемым для этой силы, то Лассвиц предлагает избавиться от ее действия противоположным способом, а именно - заставляя силу тяготения походить сквозь тело , не действуя па него . Короче говоря: он предлагает сделать тело абсолютно проницаемым для тяготения и, следовательно-не подверженным ему. Оц приписывает открытие такого диабарического вещества жителям Марса, которым будто бы и удалось, благодаря этому, устроить снаряд для перелетов в мировом пространстве. Романист пишет:


Марсиане открыли, что сила тяготения, подобно свету, теплоте и электричеству, пробегает через мировое пространство и через тела в форме волнообразных колебаний. Но если лучистая энергия, которую мы наблюдаем в форме света, тепла п электричества, имеет скорость 300.000 километров в секунду, то скорость силы тяготения в миллион раз больше. По сделанному марсианами вычислению, сила тяготения пробегает мировое пространство со скоростью 300.000 миллионов километров в секунду; скорость эта относится, следовательно, к скорости света приблизительно так же, как последняя относится к скорости звука. Таким образом, путь от Солнца дб Земли сила тяготения совершает в одну пятисотую долю секунды; неудивительно, что астрономам Земли не удалось установить действительную скорость силы тяготения, о существовании которой они, во всяком случае, догадывались.


Тело, не пропускающее сквозь себя световых волн, мы называем непрозрачным; если бы оно совершенно пропускало их, оно стало бы абсолютно прозрачным, и мы видели бы его так же мало, как воздух. Тело, которое пропускает сквозь себя тепловые волны, остается холодным; чтобы нагреться, оно должно воспринять эти волны, поглотить их. То же самое, как это открыли марсиане, происходит и относительно тяготения. Тела становятся тяжелыми вследствие того, что поглощают волны тяготения.


Тела только тогда взаимно притягиваются, когда они не пропускают сквозь еебя исходящие из каждого из них волны тяготения. Но раз тело создано так, что оно не воспринимает лучей тяготения планеты или Солнца, а свободно пропускает их через себя, то оно не подвержено силе притяжения, оно не имеет тяжести, оно становится диабарическим- пропускающим через себя тяжесть и потому не имеющим ее.


Таким образом получалась возможность регулировать свой полет через мировое пространство, помещаясь для этого в диабарическое тело и увеличивая и уменьшая отсутствие веса в нем: чтобы управлять полетом, приходилось надлежащим образом пользоваться притяжением планет и Солнца, самый же шар должен был, разумеется, иметь известную скорость.


Согласно Лассвицу, шаровая оболочка, сделанная из вещества, прозрачного для лучей тяготения, сама по себе должна быть невесома. Правда, романист упустил из виду, что такая оболочка не может защитить от тяготения те предметы, которые в этой оболочке заключаются. Но это почти ничего не меняет. Весомое тело, заключенное внутри снаряда, свободного от тяготения, должно получать от силы тяжести известное ускорение, которое передается и всему снаряду: снаряд падает - но скорость этого падения во столько раз меньше обычной скорости» во сколько раз масса весомых частей снаряда меньше совокупной массы всей системы. Если масса всего снаряда в 100 раз превышает массу заключенных в нем весомых предметов, то ускорение, которое снаряд приобретает под действием тяжести, будет в 101 раз меньше нормального. Такое тело легче отослать в межпланетное пространство, нежели обыкновенное.


С этой стороны идея Лассвица, пожалуй, выдерживает критику. Но по существу это не более, чем фантазия, потому что лежащее в ее основе представление о силе тяготения, как о некотором виде лучистой энергии, совершенно несостоятельно.


4. Свойства экрана тяготения.


Поучительно познакомиться с мыслями, высказанными по поводу проекта межпланетных путешествий Г. Уэльса в английском научном ежемесячнике Knowledge. В февральском выпуске этото журнала за 1916 г., в специальном очерке, посвященном астрономическим идеям Г. Уэльса, автор (Филипс Линг) писал о гипо_ тетическом кеворите, между прочим, следующее:


Вопрос о существовании вещества, которое было бы вполне или отчасти непроницаемо для силы всемирного тяготения, представляет огромный интерес. Делались даже опыты с целью открыть подобное вещество. Аустин и Твинг (Thwing) произвели опыт, когорый должен был обнаружить, существует ли различив в степени проницаемости некоторых тел для силы тяготения. Результат, правда, получился отрицательный, - но, конечно, это не доказывает, что вообще невозможно существование вещества с подобными свойствами.


Статья Ф. Линга вызвала на страницах упомянутого журнала обмен мнений, при чем один из корреспондентов журнала, И. Максуэлл, высказал (в июньском выпуске Knowledge, 1916 г.) следующие соображения:


Уэльс говорит, что шар, целиком покрытый щитами, окрашенными кевори-том, в состоянии удалиться от Земли. Я с этим не согласен. Во-первых, это противоречило бы закону сохранения энергии, в настоящее время господствующему в науке. Произошло бы создание потенциальной энергии из ничего. Можно было бы устроить машину, которая с помощью кеворита создала бы громадное количество энергии, почти без всякой затраты, - поднимая, например, груз (заслоненный кево“ ритом) на высоту; удалив кеворитовые щиты при опускании груза, мы могли бы получи!ь работу, затем, вновь заслонив груз кеворитом, снова поднять его, и т. д. Отсюда уже следует наличность ошибки в выводах Уэльса.


Энергию из колебательного движения можно получить лишь тогда, если оно чем-нибудь задерживается полностью или частью. Следовательно, тела, на которые это движение оказывает влияние, для него непрозрачны. Если это движение производит действие, то юно уничтожается; с другой стороны, оно не может быть уничтожено без того, чтобы не произвести соответствующее действие. Следовательно, кеворит, будучи непроницаем для лучей тяготения, должен сильно подвергаться его действию и был бы самым тяжелым веществом. Тонкая пленка кеворита была бы тяжелее всякого предмета, покрытого ею. Весьма важный фактор, вес самого кеворита, совершенно упускался из виду Уэльсом.


Единственное, что мыслимо было бы сделать для возможности удалиться от Земли, это -■ покрыть кеворитом половину земной поверхности, - что, конечно, абсурдно.


Мне кажется, что единственным способом для межпланетного путетествил остается достижение скорости, большей, чем 11 километров в секунду. Лучше всего использовать при этом само орудие (применяя отдачу), а не снаряд. Можно было бы произвести не один, а много выстрелов, изменяя этим скорость и направление полета, а затем возвратиться на Землю.


5. К главе VIII.



Это задача, обратная тон, которую мы только-что решили, данные: а = 200. метров; = 11000 метров (при отсутствии сопротивления «атмосферы такая скорость достаточна).


Из формулы v = at имеем: 11000 = 200откуда t = 55 секундам.



К главе IX. 6 .


Проект воздухоплавательного прибора


бывшего студента института инженеров путей сообщения, Николая Ивановича Кибальчича, члена русской социально-революционной партии4*.


(Извлечение пз записки Н. И. Кибальчича, составленной им в 1881 г. незадолго до казни. Она была опубликована лишь в 1918 г., в № 10-11 журнала Былое).


Находясь в заключении, за несколько дней до своей смерти, я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает в моем ужасном положении.


Если же моя идея, после тщательного обсуждения учеными специалистами, будет признана исполнимой, то я буду счастлив тем, что окажу громадную услугу родине и человечеству. Я спокойно тогда встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мной, а будет существовать среди человечества, для которого я готов был пожертвовать своею жизнью. Поэтому я умаляю тех ученых, которые будут рассматривать мой проект, отнестись к нему как можно серьезнее и добросовестнее и дать мне на него ответ как можно скорее.


Прежде всего считаю нужным заметить, что, будучи на свободе, я не имел достаточно времени, чтобы разработать свой проект в подробностях и доказать его осуществимость математическими вычислениями. В настоящее же врбмя, я, конечно, не имею возможности достать нужные для этого метериалы. Следовательно, эта задача-подкрепление моего проекта математическими вычислениями-должна быть сделана теми экспертами, в руки которых попадет мой проект. Кроме того, я не знаком с той массой подобных же проектов, которая появилась за последнее бремя, т.-е., вернее сказать, мне известны приблизительно идеи этих проектов, но неизвестны те формы, в каких изобретатели думают осуществить свои идеи. Но, насколько мне известно, моя идея еще не была предложена никем.


В своих мыслях о воздухоплавательной машине я прежде всего остановился на вопросе: какая сила должна быть употреблена, чтобы привести в движение такую машину?


Отвергнув возможность применения к этой цели силы пара, электричества и мускульной силы человека, Кибальчич приходит к заключению, что источником применимой к воздухоплаванию силы мшут быть лишь медленно горящие взрывчатые вещества.


В самом деле, при горении взрывчатых веществ образуется более или менее быстро большое количество газов, обладающих, в момент образования, громадной энергией. Я не помню в точности, какую работу, если выразить ее в килограммометрах, производит воспламенение 1 фунта пороха, но, ес.ли не ошибаюсь, 1 фунт пороху, будучи взорван в земле, может выбросить земляную глыбу, весящую 40 пудов. Словом, никакие другие вещества в природе нс обладают способностью развивать в короткий промежуток времени столько энергии, как взрывчатые.


Но каким образом молено применить энергию газов, образующихся прп воспламенении взрывчатых веществ, к какой-либо продолжительной работе? Эю возможно только под тем условием, если та громадная энергия, которая образуется при горении взрывчатых веществ, будет образовываться не сразу, а в течение более или менее продолжительного промежутка времени.


Если мы возьмем фунт зернистого пороху, вспыхивающего при зажигании мгновенно, спрессуем его под большим давлением в форму цилиндра, то увидим, что горение не сразу охватит цилиндр, а будет распространяться довольно медленно от одного конца к другому и с определенной скоростью. Скорость распространения горения в прессованном порохе определена из многочисленных опытов и составляет 4 линии в секунду.


На этом свойстве прессованного пороха основано устройство боевых рарет. Сущность этого устройства состоит в следующем. В жестяной цилиндр, закрытый с одного основания и открытый с другого, вставляется плотно цилиндр из прессованного пороха, имеющий по оси пустоту в виде сквозного канала; горение прессованного пороха начинается с поверхности этого канала и распространяется в течение определенного промежутка времени к наружной поверхности прессованного пороха; образующиеся при горении пороха газы производят давление во все стороны, но боковые давления газов взаимно уравновешиваются, давление же на дно жестяной оболочки пороха, не уравновешенное противоположным давлением (так как в эту сторону газы имеют свободный выход), толкает ракету вперед по тому направлению, на котором она была установлена в станке до зажигания. Траектория полета ракеты составляет параболу, подобно траектории ядер, выпущенных из орудий.


Представим себе теперь, что мы имеем из листового железа цилиндр известных размеров, закрытый герметически со всех сторон и только в нижнем дне своем заключающий • отверстие известной величины. Расположим по оси этого цилиндра кусок прессованного пороха цилиндрической же формы и зажжем его с одного из оснований; при горении образуются газы, которые будут давить на всю внутреннюю поверхность металлического цилиндра, но давление на боковую поверхность цилиндра будет взаимно уравновешиваться, и только давление газов на закрытое дно цилиндра не будет уравновешено противоположном давлением, так как с противоположной стороны газы имеют свободный выход через отверстие в дне. Если цилиндр поставлен закрытым дном кверху, то, при известном давлении газов, величина которого зависит с одной стороны от внутренней емкости цилиндра, а с другой от толщины куска прессованного пороха, цилиндр должен подняться вверх.


Затем следуют некоторые технические детали проекта, не представляющие интереса в настоящее время.


7. Ракета4 Циолковского.


Идея реактивного аппарага для межпланетных полетов далека еще не только от практического осуществления, но даже от теоретического воплощения в какой-либо конкретной форме. Однако, чтобы дать наглядный пример одной из возможных форм осуществления основного принципа, привожу набросанный К. Э. Циолковским схематический чертеж проектируемого им снаряда и краткое, составленное им же пояснение (см. стр. 78).


Снаряд имеет снаружи вид бескрылой птицы, легко рассекающей воздух. Большая часть внутренности занята двумя веществами в жидком состоянии: водородом и кислородом. Они разделены перегородкой и соединяются между собой только мало-по-малу. Остальная часть камеры, меньшей вместимости, назна~ чена для помещения наблюдателя и разного рода аппаратов, необходимых для сохранения его жизни, для научных наблюдений и для управления Ракетой. Водород и кислород, смешиваясь в узкой части постепенно расширяющейся трубы (в роде духового музыкального инструмента), соединяются химически и образуют водяной пар при страшно высокой температуре. Он имеет огромную упругость и вырывается из широкого отверстия трубы с ужасающею скоростью по направлению трубы или продольной оси камеры. Направление давления пара н направление полета снаряда прямо противоположны*.


Желающих подробнее познакомиться с работами К. Э. Циолковского в этой области отсылаем к его: Исследованию мировых пространств реактивными приборами» напечатанному в кратком виде в Научном Обозрении (1903 г., май) и более пространно в журнале Вестник Воздухоплавания (1911 - 1912 гг.*).


В самые последние годы идею подобного же реактивного прибора для целей космических полетов стали разрабатывать и в Западной Европе. Между прочим, в 1909 г. во Франции Лореном взят был даже патент на прибор, сходный по идее с реактивным аппаратом Циолковского.


К главе X .


8 . Невесомость падающего тела.


Вывод, что пока тело падает, оно ничего не весит, представляется довольно неожиданным- Естественно возникает сомнение: не есть ли это только софизм, т.-е. положение, имеющее лишь видимость логической убедительности? Уместно будет поэтому указать на несколько опытов, наглядно подтверждающих этот вывод.


На чашку обыкновенных весов помещают щипцы для орехов так, чтобы одно колено лежало на дне чашки, другое же подвешивают помощью бечевки к крючку коромысла. Уравновесив весы и выждав, когда они придут в спокойное состояние, пережигают бечевку: подвешенное колено падает,-и легко видеть, что в тот же момент чашка с весами поднимается* Это показывает, что падающее колено щип-


•') Отдельно издана пока лишь брошюра под тем же заглавием, заключающая некоторые дополнительные сообоажения (можно выписывать от К. Э. Циолковского. Калтга. Коповитская. 61».



Схематический набросок проекта межпланетного дирижабля Циолковского (в разрезе).


Труба А и камера В из прочного тугоплавкого ме- разделены друг от друга непроницаемой оболочкой талла покрыты внутри еще более тугоплавким мате- (не изображенной на черт.). I - труба, отводящая риалом, - напр., вольфрамом. С и D - насосы, на- испаренный холодный кислород в промежуток между качиваюшие жидкий кислород и водород в камеру двумя оболочками; он вытекает наружу через отвер-взрывания В. Ракета еще имеет вторую наружную стие КН.


тугоплавкую оболочку. Между обоими оболочками есть У отверстия трубы А имеется (не изображен-промежуток FFF, в который устремляется испаряю- ный на черт.) руль из двух взаимно перлендикуляр-щийся жидкий кислород в виде очень холодного газа; ных плоскостей для управления Ракетой; вырываю-он препятствует чрезмерному нагреванию обоих обо- щиеся разреженные и охлажденные газы, благодаря лочек от трения при быстром движении Ракеты в этим рулям, изменяют направление своего движения атмосфере. Жидкий кислород и такой же водород и таким'образом поворачивают Ракету.


цов, хотя и остается в соприкосновении с чашкой, не давит на нее, т.-е. не нмеет веса.


Весьма поучительны опыты проф. Киевского университета Г. Г, де-Метца, наглядно доказывающие невесомость падающих жидкостей. Способность жидкостей растекаться в горизонтальном направлении обусловлена исключительно их весомостью . Надо ожидать поэтому, что в падающем сосуде жидкость может и не иметь горизонтального уровня. Это и показал проф. Г.Г.де-Метц на опыте*). Он устроил



При падении сосуда пружина При удалении перегородки притягивает пробку (упраздне- жидкость не растекается, ние закона Архимеда). если сосуд падает.


Опыты профессора Г. Г. де-Метца.


особый сосуд, разделенный вертикальной перегородкой на два отделения (см. нрилож. рис.). В одно отделение (В) налита вода, другое остается пустым. Опыт состоит в том» что перегородка (Л) быстро выдергивается - и тотчас же сосуд начинает свободно падать, при чем во все время падения можно следить за жидкостью в сосуде. Оказывается, что, пока сосуд * падает, жидкость, вопреки ожиданиям, не разливается по дну сосуда . Только когда сосуд остановится, ока покрывает дно и приобретает горизонтальный уровень.


Другой опыт подобного же рода доказывает, что для падающей жидкости закон Архимеда упраздняется (как и следовало ожидать, ибо давление жидкости снизу вверх, обусловливающее уменьшение веса погруженного тела, есть следствие весомости жидкости). Опыт обставляется следующим образом: ко дну сосуда с водой прикрепляется слабая пружина, достаточная лишь для того, чтобы удержать плавающую пробку в вертикальном положении. При свободном падении сосуда можно заметить, что, пока длится падение, пробка по 1 ружается в воду , притягиваемая пружиной: ясно, что падающая жидкость перестает выталкивать погруженное в нее тело.





Яндекс.Метрика    Редактор сайта:  Комаров Виталий