Из пушки на Луну
Шрифт:
Можно ли бросить вещь так далеко, чтобы она никогда не вернулась обратно? На первый взгляд это кажется невозможным: мы видим постоянно, что, с какой бы силою ни бросить вещь, она рано или поздно падает назад. Однако механика учит, что так бывает только при сравнительно умеренных скоростях, достижимых нашими техническими средствами. Если начальная скорость брошенного тела достаточно велика, оно может и не возвратиться. Мы сейчас разъясним это.
Представьте себе где-нибудь на высокой горе пушку, стреляющую по горизонтальному направлению. Если ядро покинет пушку с небольшой скоростью, оно опишет более или менее крутую дугу, упирающуюся в Землю: такое ядро упадет обратно на Землю в большем или меньшем расстоянии от пушки. По мере увеличения скорости ядра путь его будет
В механике доказывается, что это должно наступить тогда, когда ядро покинет пушку со скоростью восьми километров в секунду. Итак, ядро, выброшенное пушкой в горизонтальном направлении со скоростью восьми километров в секунду, должно, при отсутствии сопротивления воздуха, вечно кружиться около земного шара. Что же будет, если ядро покинет пушку со скоростью большею, чем восемь километров? Расчет говорит, что ядро станет тогда описывать около земного шара вместо кругов эллипсы, более или менее вытянутые, смотря по начальной скорости. Такой эллипс может сколь угодно далеко унести ядро от Земли. И, наконец, при скорости около 11 километров в первую секунду ядро будет двигаться уже по незамкнутой кривой (параболе), никогда не возвращаясь к исходной точке.
Как видим, забросить ядро из пушки на Луну теоретически возможно. Для этого необходимо — при отсутствии атмосферы — бросить его с начальной скоростью около 11 километров в секунду, а при наличии атмосферы — с еще большей скоростью.
Жюль Верн и воспользовался этой теоретической возможностью, которую никто до него не догадался применить к межпланетному перелету. У него очень хорошо продумана эта идея; против возможности закинуть пушечное ядро на Луну имеется лишь одно практическое возражение: начальная скорость, сообщаемая снарядам современными пушками, не достигает указанного предела -11 километров в секунду. Но это вопрос техники. Незадолго до мировой войны начальная скорость орудийных снарядов была всего 500 метров. К началу войны она уже доходила до 700 метров; к концу войны германцы обстреливали Париж на расстоянии 120 километров, сообщая ядрам начальную скорость в две тысячи метров. Правда, пороховая пушка никогда не сможет выбросить снаряд со скоростью 11 километров в секунду. Однако, если верить сообщениям печати, во Франции разработан проект электрической пушки с начальной скоростью в пять тысяч метров в секунду; из такого орудия можно будет с любого пункта земного шара взять под обстрел всю нашу планету. От пяти тысяч метров до одиннадцати или двенадцати тысяч, необходимых для переброски снаряда на Луну, дистанция не так уж велика.
Словом, поскольку речь идет о самой переброске ядра на Луну, проект Жюля Верна можно считать теоретически правильным. Даже трудный вопрос о сопротивлении воздуха, который при столь значительной скорости должен представлять сильнейшую помеху движению снаряда, задерживать его и раскалять оболочку, — даже и этот вопрос может быть, пожалуй, разрешен помещением пушки на высоту пяти тысяч метров и надлежащим увеличением начальной скорости. Однако здесь возникают затруднения особого рода, которые мы рассмотрим в следующих главах.
III. Осуществим
Мы уже указали, что мысль закинуть пушечное ядро на Луну сама по себе не заключает ничего несбыточного, ничего такого, что противоречило бы законам механики. Если такое предприятие непосильно для нас при нынешнем состоянии техники, то, весьма возможно, оно найдет свое осуществление в будущем.
Но мы намеренно оставляли пока без рассмотрения другой вопрос: мыслимо ли в пушечном снаряде перенести на Луну живых людей? Жюль Верн утверждает, что это возможно. Сейчас увидим, однако, что об осуществимости подобного проекта нечего и думать.
Затруднение, и притом непреодолимое, заключается в следующем. Вспомним, что ядро проскользнуло по каналу исполинской колумбиады чрезвычайно быстро, так как успело на этом пути довести свою скорость от 0 до 16 тысяч метров. Можно убедиться несложным расчетом, что движение в канале орудия должно было длиться всего около 1/40 секунды; за этот краткий миг скорость так чудовищно возросла. Ясно, что нарастание скорости должно быть очень стремительно. Секундное увеличение скорости — то, что в механике называется «ускорением», — легко вычислить: если в 1/40 секунды скорость увеличилась от 0 до 16 тысяч метров, то в полную секунду она возросла бы в 40 раз больше, то есть достигла бы 640 тысяч метров в секунду.
Что же должны испытывать при этом пассажиры? Стоя неподвижно, мы придавливаемся к опоре силой тяжести, которая стремится увлечь все тела в движение, сообщая им секундное «ускорение» в 10 метров в секунду. Это ускорение и обусловливает то чувство обременения нашего тела, которое мы называем его весом. Но пассажиры внутри летящего пушечного снаряда в момент выстрела придавливались бы к его полу с силой, в 64 тысячи раз большей обычной силы тяжести. Другими словами, пассажиры чувствовали бы, что сделались в 64 тысячи раз тяжелее: каждый из них весил бы 400 тонн! Конечно, такой чудовищный груз мгновенно раздавил бы его носителя.
Избежать этих последствий выстрела теми мерами предосторожности, которые описаны в романе, нельзя. Водяной буфер мог ослабить натиск не более чем на каких-нибудь полпроцента. Чтобы уменьшить быстроту нарастания скорости до безопасной степени, следовало бы удлинить пушку до нескольких сот километров: тогда скорость приобреталась бы на более длинном пути, то есть более постепенно. Но, конечно, сооружение подобной пушки несбыточно. Вот почему путешествие на другие планеты внутри пушечного снаряда совершенно неосуществимо.
IV. Современные проекты межпланетного летания
Как в наши дни отвечает наука на те вопросы, которые ставит Жюль Верн на последней странице своего романа:
«Есть ли возможность установить когда-нибудь регулярное сообщение с Луной? Возможен ли перелет с планеты на планету, с Юпитера на Меркурий, со звезды на звезду? Какой способ передвижения даст возможность посетить эти светила?»
В то время, когда был написан роман, свыше полувека назад, нельзя было дать никакого ответа на эти вопросы. Но в наши дни дело обстоит иначе. Правда, современная техника еще не в силах осуществить межпланетный перелет, но путь к разрешению этой заманчивой задачи уже найден. В настоящее время можно утвердительно сказать, что «регулярное сообщение с Луной, безусловно станет когда-нибудь возможно; средство, с помощью которого это будет достигнуто, нам также известно.
Аппарат, который перенесет когда-нибудь людей с Земли на Луну, — не пушка, а ракета исполинских размеров, надлежаще оборудованная для этой цели. Особенность движения ракеты, отличающая его от полета пушечного ядра, состоит прежде всего в том, что наивысшая скорость достигается ракетой не мгновенно, не в сотые доли секунды, а растягивается на гораздо больший промежуток времени. Вследствие несравненно большей плавности нарастания скорости «ускорение» ракеты гораздо меньше, чем «ускорение» орудийного снаряда, и этим устраняются убийственные последствия сотрясения при отправлении пассажиров в путь. Другая ценная особенность ракеты — та, что она может перемещаться, набирая скорость в абсолютной пустоте.