Всемирный следопыт 1930 № 02
Шрифт:
Пути к звездоплаванию.
Очерк Я. Перельмана.
I. Трудности и мечтания.
Ни одного уголка мира не желает человек оставить неисследованным; всюду стремится проникнуть его испытующий взор, изощренный орудиями науки. И хотя могучие телескопы далеко пронизают глубины вселенной, все же многое даже в соседних областях мира ускользает от исследования «всемирного следопыта». Несмотря на все успехи астрономии, мы слишком мало еще знаем о физическом устройстве нашей соседки Луны и почти ничего — об условиях, господствующих на планетах. Весьма недостаточно известно нам о том мировом пространстве, которое окружает нашу планету; верхние, разреженные слои атмосферы Земли также почти совершенно не изучены.
Как восполнить эти пробелы в нашем познании окружающего мира? Как достичь крайних границ атмосферы, как вылететь за ее пределы в мировое пространство, как посетить Луну и планеты? Здесь не приходится возлагать никаких надежд на аэропланы и дирижабли: они бессильны помочь, потому что проникают лишь туда, где есть достаточно плотная газовая среда, о которую они могли бы опираться. Выше 13 километров не поднимался еще ни один аэростат (с пассажирами), ни один аэроплан. Маленькие аэростаты без человека, с набором самозаписывающих инструментов удавалось запускать на высоту до 38 километров. Но атмосфера имеет в толщину несколько сот километров, и следовательно большая ее часть остается неисследованной. А далее простирается безвоздушное пространство, куда аппаратам вроде аэростатов и аэропланов доступ совершенно закрыт. Между тем, мысль человека влечется в эти неизведанные высоты; она стремится преодолеть преграды на пути к завоеванию мирового пространства.
Долго преграды эти казались человечеству совершенно неодолимыми, да и теперь они представляются многим превышающими силы человека. В самом деле: как разорвать мощные цепи тяготения, приковывающие к нашей планете все весомые тела, то-есть все, что на ней находится? Как двигаться в абсолютной пустоте, не имея точки опоры? Как оградить себя от холода мирового пространства, где царит невообразимый мороз в 270 градусов? Достаточно уже этих трех трудностей, чтобы сделать казалось бы навеки несбыточной мечту о путешествиях через межпланетные пустыни.
Устрашенные этими препятствиями, люди долгое время могли только грезить о таких путешествиях: они рисовали в своем воображении фантастические способы их осуществления, мало веря в то, что мечты их станут когда-нибудь действительностью. Две наиболее поучительные из подобных фантазий приобрели всесветную известность: проект французского романиста Жюля Верна о перелете на Луну внутри ядра исполинской пушки и мысль английского романиста Уэллса о таком же перелете под защитой слоя вещества, непроницаемого для силы тяжести. Однако оба эти средства на деле совершенно неосуществимы. Даже при условии придания пушечному ядру скорости, достаточной для безвозвратного удаления от Земли, никогда нельзя будет обезвредить того гибельного сотрясения, которому при выстреле неизбежно подвергнутся пассажиры ядра. Что же касается непроницаемого для тяготения вещества, то даже если бы его и удалось разыскать или изготовить, оно все же не помогло бы совершить межпланетный перелет [7] .
7
См. книгу Я. Перельмана «Межпланетные путешествия», Госиздат, 1929 г.
II. Ракетный звездолет.
И все же мы не должны отказываться от мысли разорвать когда-нибудь цепи тяжести и ринуться с Земли в глубины вселенной. В наши дни мы гораздо ближе к осуществлению этой давнишней грезы человечества, чем многие предполагают. Современная техника с ее огромными ресурсами похожа на легендарный рычаг Архимеда: дайте ей точку опоры, и она поднимет земной шар. Дайте ей смелую, но правильную идею, и она рано или поздно претворит ее в действительность. Такой правильной идеей, которая со временем должна получить техническое осуществление, является мысль о полете в мировое пространство на исполинской ракете, могущей без сотрясения приобрести скорость, необходимую для преодоления земного притяжения. Только ракетой можно управлять в пустоте мирового пространства. Мысль эта впервые высказана была замечательным русским изобретателем К. Э. Циолковским.
Остановимся немного на особенностях этого удивительного снаряда. Вероятно вам случалось во время народных гуляний любоваться красивым взлетом увеселительных ракет; такая ракета весит около 100–200 граммов. В артиллерии применяются для освещения неприятельских позиций гораздо более крупные осветительные ракеты (весом до 16 кило). В середине прошлого века употреблялись на войне еще более тяжелые ракеты, весом до 80 кило. Во всех случаях сущность устройства ракеты одна и та же. Ракета — это трубка, с одной стороны закрытая и набитая медленно сгорающим порохом. Если этот порох зажечь, пороховые газы будут стремительно вытекать из открытого конца трубки вниз, а сама трубка взовьется вверх. Почему?
Причину полета ракеты обычно представляют себе превратно, а между тем, не зная истинной причины движения ракеты, нельзя понять, на чем основано все звездоплавание (т.-е. плавание в межзвездном пространстве). Многие ошибочно думают, что ракета в полете отталкивается от воздуха той струей горячих газов, которые вытекают из ее трубки при горении. Ракета движется со-всем по другой причине — по той же самой, по какой «отдает» стреляющее ружье или пушка. Когда пороховые газы выбрасывают пулю или снаряд в одну сторону, они с такою же силою давят и во все другие стороны. Но боковые давления уравновешивают друг друга; одно лишь давление назад остается неуравновешенным, оно то и увлекает орудие назад, порождает отдачу. Отдача зависит всецело от тех газов, которые возникают внутри орудия; значит, в пустоте пушка отдавала бы не менее сильно, чем в воздухе.
То же самое происходит и с ракетой: газы, образующиеся в ней от горения пороха, стремительно вытекают из отверстия трубки, а сама трубка отталкивается при этом в обратном направлении. Будет ли вокруг ракеты воздух или нет — зажженная ракета все равно полетит, в пустоте даже лучше, чем в атмосфере, потому что воздух служит лишь помехой ее движению.
Чтобы перейти от ракеты к ракетному кораблю-звездолету, вообразите себе исполинскую ракету с каютой для пассажиров, с огромным запасом горючего вещества и с особым устройством для управления горением. Каюта должна быть устроена примерно так, как в современной подводной лодке: в ней должны находиться приборы для замены израсходованного кислорода свежим, запасы пищи, питья, набор инструментов для ориентирования и прочее.
Теория показывает, что для одоления земного притяжения звездолет должен направиться в мировое пространство со скоростью не менее 12 километров в секунду. Самые мощные артиллерийские орудия не сообщают своим снарядам такой скорости. Можно ли надеяться достичь ее для ракеты?
Оказывается, безусловно можно, если снабдить ракету достаточным количеством надлежаще выбранного горючего. Теория ракеты доказывает, что чем больше сгорело в ракете горючего и чем с большей скоростью вытекают из трубы продукты горения, тем стремительнее движется сама ракета. К скорости, полученной в предыдущую секунду, прибавляется скорость, развиваемая в следующую; кроме того, по мере сгорания запаса горючего, ракета становится легче и потому приобретает от одного и того же напора газов большую скорость. Если к тому же взрывные газы сами вытекают весьма стремительно, то ракета к концу сгорания способна накопить значительную скорость. Можно в точности вычислить, какое количество какого горючего должно быть сожжено в ракете данного веса, чтобы накопить ту или иную желаемую скорость. Рассчет дает твердое основание утверждать, что при надлежащем выборе горючего требуемая для звездоплавания скорость безусловно может быть достигнута.
Многие думают, что выгоднее всего заряжать ракету сильно взрывчатыми веществами. Но это — ошибочное мнение. Порох для звездолета прежде всего чрезвычайно опасен: при зажигании может сразу взорваться весь его запас и уничтожить межпланетный корабль-звездолет.
Но это не единственная причина, из-за которой деятели звездоплавания решили совершенно отказаться от употребления пороха и обратиться к другим веществам. Скорость, с какою вытекают газообразные продукты горения пороха, недостаточно велика для надобностей звездоплавания. Вопреки распространенному мнению взрывчатые вещества освобождают при горении меньше энергии, нежели такие вещества, как водород, нефть, бензин, сгорающие в кислороде.