Обратная сторона космонавтики
Шрифт:
«С животными все было в порядке, — написано в отчете о полете. — Только овца написала в корзину».
Но гравитация беспокоила Альбертов меньше всего. Дело в том, что всего было шесть Альбертов (как королей или сиквелов фильма). Но именно Альберт II вошел в историю. (Альберт I задохнулся еще на старте ракеты). В книге «Животные в космосе» прекрасно отображены записи наблюдений за Альбертом II: ритм его сердцебиений, частота дыхания при отсутствии гравитации на высоте 134 километра. Все эти показатели не отклонялись сколь-нибудь значительно от нормы (как и все остальные Альберты, он находился под наркозом). Надо сказать, эти показатели отражали последние минуты жизни Альберта II. Произошла авария, парашют оборвался, и носовая часть ракеты, в которой находился Альберт, упала в пустыне. С одной стороны, «пилот» погиб. С другой — достижение науки было налицо. В Национальном архиве Америки есть серия фотографий Альберта II на взлете ракеты и во время полета, но мне почему-то сделать себе пару копий не захотелось. Достаточно было и их описаний.
«КП (крупный план): Несколько фотографий, на которых маленькую обезьянку готовят в полету в ракете V-2. Ее сажают в коробку, голова при этом остается снаружи, и делают подкожную инъекцию.
Ночной снимок. Запуск ракеты.
КП: Парашют опускается на землю.
КП:
КП: Остатки отсека, в котором находилась обезьянка».
На первый взгляд, проект «Альберт» довольно неоднозначен. Люди, которые спокойно посылают в космос живое существо в ракете, полной взрывоопасных веществ, вдруг начинают беспокоиться о том, что ему может повредить отсутствие гравитации.
Чтобы понять смысл и цели этого проекта, нужно вникнуть в суть сил гравитации. Для людей вроде меня гравитация — просто небольшое неудобство: вечно разбитые стаканы и свисающие книзу руки и ноги. До недавнего времени я не понимала всей значимости этого явления. Наряду с электромагнетизмом и ядерными силами, гравитация является одной из фундаментальных сил природы. И поэтому было вполне разумным предполагать, что человечеству известна далеко не вся ее мощь и значимость.
Легкое напоминание: гравитация — это исчисляемая [14] и прогнозируемая сила тяготения, оказываемая одним телом на другое. Чем больше массы двух тел и чем короче расстояние между ними, тем сильнее тяготение. Луна находится на расстоянии примерно в 400000 километров от Земли, но ее массы достаточно, чтобы без каких-либо видимых усилий вызвать на Земле приливы и отливы и даже немного сдвигать тектонические плиты. (Подобное влияние оказывает и Земля на Луну.)
14
Сделать это можно при помощи гравиметра. Если пройти с таким гравиметром по участку земли с плотными породами, можно воочию убедиться, что сила гравитации там увеличивается. (Колебания плотности Земли изменяют силу ее гравитации до степени, позволяющей отклонить ракету от намеченной траектории примерно на полтора километра; гравитационная карта нашей планеты даже считалась одним из самых засекреченных документов времен холодной войны.) Однако данный эффект не действует, если плотной породой является гора и вы находитесь на высоте в 6–8 километров над средней поверхностью Земли. Если хотите, можете сами в этом убедиться: возьмите свои обычные напольные весы, поднимитесь на вершину Эвереста и встаньте на них. Вы увидите, что вес ваш остался практически неизменным, за исключением, пожалуй, мозгов, которые вы, по всей видимости, захватить не догадались.
Именно гравитацией объясняется, почему Солнце и планеты всегда находятся на своих орбитах. Это своего рода бог природы. В самом начале космос представлял собой пустоту с плававшими в ней газовыми облаками. Постепенно температура газов опустилась до такого уровня, что в них образовались мельчайшие частички, которые, наверное, целую вечность хаотично двигались в пространстве космоса, ведь не было силы, которая могла бы объединить их. Гравитация — это космическая страсть. И чем больше частиц вступало в эту оргию притяжения, тем больше становилось небесное скопление, тем более «притягательным» становилось оно для других частиц. Скоро (в космическом смысле этого слова) скопления мелких частиц смогли уже притягивать в водоворот своего гравитационного влияния куда более крупные и далекие частицы. Так постепенно образовались звезды, которые были достаточно сильны, чтобы удержать возле себя проплывающие мимо планеты и астероиды. С рождением тебя, Солнечная система!
Именно благодаря гравитации стало возможным зарождение жизни на Земле. Нам, например, нужна вода. Но без гравитации вода бы не текла по рекам и океанам. Не было бы и воздуха, ведь именно гравитация удерживает его молекулы в атмосфере, которая нужна нам не только для дыхания, но и для защиты от солнечной радиации. Без гравитации все эти молекулы воды и воздуха, машины, люди, даже контейнеры для мусора просто разлетелись бы по бескрайнему космосу.
Иногда термин «отсутствие гравитации» не совсем корректно употребляется по отношению к полетам большинства ракет. На астронавтов, работающих на орбите Земли, по-прежнему воздействует сила гравитации. Космические корабли, как, например, Международная космическая станция, находятся на высоте примерно в 400 километров, где сила притяжения лишь на 10 % слабее, чем на поверхности планеты. И «летают» астронавты по очень простой причине. Чтобы запустить что-нибудь на орбиту, будь то космический корабль, спутник связи или останки Тимоти Лири, необходима ракета, которая сможет быстро и высоко оторваться от Земли, пока планета не замедлит ее полета и не начнет притягивать к себе обратно. Но это «падение» будет идти по кругу, а не просто вниз. Земля будет как бы притягивать и отталкивать ракету одновременно, заставляя ее двигаться по орбите своего вращения. Хотя это движение и не бесконечно: на околоземной орбите есть участки, где она пересекается с атмосферой планеты. На таких участках воздуха достаточно, чтобы создать легкую сопротивление и опустить корабль [15] даже без помощи ракет. А для того чтобы вообще вырваться из зоны действия земного притяжения, скорость полета должна быть не менее 40 тысяч километров в час. Чем массивнее небесное тело, тем труднее преодолеть силу его притяжения. А для того чтобы вырваться из черной дыры (большой коллапсирующей звезды), нужно лететь со скоростью света (около 300 тысяч км/с). Другими словами, даже свет не может спастись из черной дыры. Именно поэтому она такая черная.
15
Или мешок для мусора с космической станции, или даже фирменный шпатель НАСА. Когда астронавты выбрасывают что бы то ни было в космос, они превращают это в спутник Земли, и у того уходят недели и даже месяцы на то, чтобы затормозиться и упасть с орбиты. Термин «спутник» применяется к любому объекту, движущемуся по орбите вокруг планеты. Тот самый шпатель используется для ремонта наружной части шаттла в случае повреждений, наносимых космическим мусором, который также движется по орбите Земли. Однако волноваться по поводу смерти от нечаянно упавшего с неба шпателя или останков ЛСД-гуру доктора Лири не нужно: подобные вещи сгорают сразу, как только возвращаются в атмосферу. (Доктор Лири был рекремирован в 2003 году.)
Вернемся к невесомости. С весом не все так просто. Я всегда относилась к своему весу как некоей данности, физической характеристике
А если появится дополнительный к силе гравитации Земли источник ускорения, увеличится и вес тела. Подобное явление можно наблюдать, если стать на весы в поднимающемся лифте: цифры на весах будут постепенно расти (но будьте осторожны: окружающие могут подумать, что вы раздуваетесь прямо на глазах). Ведь ускорение лифта усиливает гравитацию Земли. И наоборот, если ехать сверху вниз, вес будет уменьшаться.
Но откуда берется эта сила, это притяжение между объектами? Я искала ответ в Интернете и наткнулась на Фонд гравитационных исследований, который был основан бизнесменом-мультимиллионером Роджером Бабсоном, сделавшим состояние на пожарной сигнализации. После того как из-за силы тяжести его сестра утонула в реке, Бабсон стал самым многоречивым активистом в истории антигравитационного движения. Он писал длинные скучные статьи вроде «Гравитация: наш враг № 1».На месте Бабсона я винила бы, пожалуй, воду или течение, но он был непоколебим в своем гневе. [16]
16
Чтобы вдохновить будущие поколения на продолжение борьбы с гравитацией, Бабсон распорядился установить специальные монументы в тринадцати крупнейших вузах страны. Один из так называемых антигравитационных камней поставили в колледже Коулби. Надпись на нем гласила: «В напоминание студентам о приближении благословенного дня, когда будет изобретен полуизолятор и гравитация покорится человеку, а самолеты перестанут падать». Эта надпись действительно вдохновила студентов, но совсем не так, как рассчитывал на это Бабсон: защитники гравитации начали пинать «антигравитационный камень» так часто, что руководство колледжа вынуждено было переставить его в другое место. Кроме камней, Бабсон оставил колледжам и определенные суммы денег, но не уточнил, что пойти они должны на исследования в области антигравитации. Не горя желанием тратить деньги невесть на что, руководство колледжа Коулби построило за их счет эстакаду, соединяющую два корпуса научного центра. «По крайней мере, деньги ушли на нечто неземное», — прокомментировал представитель колледжа.
Бабсон уже давно умер, но фонд по-прежнему существует, правда, они больше не говорят об антигравитации, термине, который сегодня ассоциируется, скорее, с нездоровой психикой. «Мы не выступаем ни за гравитацию, ни против нее», — говорил директор фонда Джордж Ридо-мл. в интервью журналисту, который писал об этой организации в 2001 году. Сегодня целью фонда является познание. Я связалась с Ридо, чтобы спросить, почему гравитация существует, а он отправил меня к физикам.
Я последовала его совету. Это даже стало чем-то вроде хобби для меня. Я у всех спрашивала: почемудве массы притягивают друг друга? «Эх, Мэри, Мэри», — отвечали мне одни. «Потому, что существует пространственно-временной континуум», — говорили другие. Третьи вообще спрашивали: «Что значит „почему“?» Похоже, природа гравитации остается загадкой даже для тех, кто понимает ее суть. И, кажется, я могу теперь догадаться, почему пионеры аэрокосмической медицины были так обеспокоены в 1948-м.
Обескураженные, но по-прежнему непоколебимые в своих идеях Симонс и его команда запустили еще четыре ракеты с Альбертами. Ракета с Альбертом III взорвалась. Альберт IV и Альберт V стали, подобно Альберту II, жертвами неисправности парашютов. И только Альберту VI удалось благополучно приземлиться. За время полета его биологические показатели изменились совсем незначительно. И все же обезьяна погибла — в пустыне от теплового удара, ожидая, пока ученые найдут ее. Спустя некоторое время воздушные войска все же обнаружили этого злосчастного Альберта (хотя непонятно, почему у них ушло на это так много времени). Но что гораздо важнее, ученые решили отказаться от V-2 в пользу меньшей и не столь проблематичной ракеты «Аэроби». [17]
17
Система управления ракетами V-2 была крайне ненадежна. В мае 1947 года одна из этих ракет была запущена с испытательного полигона Уайт-Сандс, но вместо севера полетела на юг. В итоге она приземлилась в 5 километрах от мексиканского города Хуарес. Мексиканское правительство довольно спокойно отреагировало на это событие. Генерал Энрике Диас Гонсалес и генеральный консул Рауль Михель встретились с представителями Соединенных Штатов Америки, которые принесли извинения за произошедшее и пригласили генерала и генерального консула лично присутствовать при следующем запуске ракеты с полигона Уайт-Сандс. Гражданское население Мексики также не выразило какого бы то ни было серьезного недовольства по этому поводу. Заголовок газеты «Эль Пасо Таймс» гласил: «Ракетный взрыв сорвал праздник весны», а ниже отмечалось, что «многие даже подумали, будто взрыв был пушечный и возвещал о начале праздника».
В 1952 году Патрисия и Майкл стали первыми обезьянами, вернувшимися после путешествия в невесомость целыми и невредимыми. В течение всего полета ученые отслеживали сердечный и дыхательный ритм макак. Все оставалось в норме. Похоже, что все биомедицинские исследования того времени были сосредоточены вокруг пульса и дыхания. Медика же можно было себе представить не иначе как в образе коротко остриженного человека в белом халате и со стетоскопом, приставленным к узкой груди обезьяны. Именно так изображали их в хрониках исследований. Но от такого «пациента» многого не выяснишь. Дышит — значит, жив пока — вот и вся информация, которую получали ученые 1950-х годов в результате полетов на 30, или 50, или 80 километров в высоту. Но, чтобы с уверенностью вычеркнуть тот или иной пункт из списка возможных последствий отсутствия гравитации, ученым требовался субъект, способный отвечать на вопросы: человек. А для этого нужно было поискать более безопасный способ путешествия.