Занимательный космос. Межпланетные путешествия
Шрифт:
Мы видим, что пассажиры к моменту отправления в космическое путешествие сделаются в 1600 раз тяжелее, – возрастание веса, безусловно, смертельное. Значит, как бы постепенно ни нарастала скорость снаряда по окружности, его центростремительное ускорение неизбежно должно превзойти допустимую для живого существа норму.
Что же касается ракетного двигателя, управляющего снарядом в мировом пространстве, то сама по себе идея эта, как мы знаем, вполне целесообразна. Однако в рассмотренных проектах она совершенно не разработана и предположена так наивно, что не может в таком виде рассматриваться как серьезная техническая мысль.
Авторы проектов, очевидно, не дают себе отчета об условиях применения реактивного принципа.
Итак, оба изложенных французских проекта надо отнести к разряду совершенно неосуществимых.Глава 19. Жизнь на корабле вселенной
С завистью думает современный астроном о тайнах мироздания, которые увидит из кварцевых окон своего межпланетного корабля будущий моряк Вселенной. То, что смутно рисует нам слабый луч света, едва улавливаемый телескопом, во всей ясности предстанет изумленному взору космического путешественника. И кто предугадает, как чудесно расширятся тогда наши знания в мире миров, какие новые тайны исторгнет человеческий разум из глубин Вселенной!
Необычайное и новое ожидает будущего небесного странника не только за стенами его корабля. Внутри звездолета он также сможет наблюдать целый ряд необыкновенных явлений, которые
Едва ли кто-нибудь даже во сне переживал ощущения, подобные тем, какие предстоит испытать будущему космическому страннику внутри звездолета. Это нечто поистине феерическое. В коротких словах речь идет о том, что внутри звездолета нет тяжести: все предметы полностью утрачивают в нем свой вес. Закон тяготения словно отменяется в этом маленьком мире. Достаточно немногих соображений, чтобы убедиться в неизбежности этого вывода, хотя и трудно привыкнуть к мысли, что внутри небесного корабля не обнаруживается ни одно из тех проявлений силы тяжести, к которым мы так привыкли на Земле.
Допустим сначала, ради простоты, что звездолет (или пушечный снаряд Жюля Верна) свободно падает в мировом пространстве. Сила внешнего тяготения должна действовать одинаково как на самый снаряд, так и на предметы внутри него; поэтому она должна сообщать им равные перемещения (ведь все тела, тяжелые и легкие, падают с одинаковой скоростью). Следовательно, все предметы внутри звездолета будут оставаться в покое по отношению к стенкам. Разве может тело «упасть» на пол каюты, если пол сам «падает» с точно такою же скоростью?
Вообще, всякое падающее тело не имеет веса. Еще Галилей в своем бессмертном «Собеседовании о двух новых науках» писал об этом в следующих картинных выражениях:
«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 может он двигать и обременять нас? Это подобно тому, как если бы мы захотели поразить копьем кого-нибудь, кто бежит впереди нас, с такою же скоростью, с какою движемся и мы».
При всей своей простоте мысль эта настолько непривычна, настолько неожиданна, что, будучи даже понятна, неохотно принимается сознанием. Остановимся же на ней немного дольше. Перенеситесь мысленно, например, внутрь Жюль-Вернова снаряда, свободно падающего в мировом пространстве. Вы стоите на полу каюты и роняете из рук карандаш. Естественно, вы ожидаете, что он упадет на пол. Так полагал и Жюль Верн, не продумавший до конца своей собственной идеи. Но не то случится в действительности: карандаш повиснет в воздухе, нисколько не приближаясь к полу. По отношению к Земле он, конечно, будет перемещаться под действием притяжения, – но точно такое же перемещение под действием тяжести получит и снаряд. Если, например, земное притяжение в течение секунды приблизит карандаш к Земле на один метр, то и снаряд приблизится на один метр: расстояние между карандашом и полом каюты не изменится, а следовательно, падения предметов внутри каюты не обнаружится.
Так будет не только внутри падающего звездолета, но и при подъеме его вверх и вообще при всяком свободном движении его по инерции в любом направлении в поле тяготения. Снаряд, летящий вверх, в сущности, тоже падает: скорость его взлета все время уменьшается под действием земного притяжения на определенную величину, – именно на ту, на какую уменьшилась бы скорость снаряда за тот же промежуток времени, если бы ему не было сообщено 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 снарядом и вовсе не стал падать на Землю. «Этот предмет, – замечает романист, – казался неподвижным, как и снаряд, и, следовательно, сам летел вверх с такою же скоростью». Но если предмет казался неподвижным вне снаряда, то почему не должен он казаться таким же и внутри него? Удивительно, как близко можно подойти к истине и, не заметив ее, пройти мимо…
Теперь, думается, достаточно ясно, что внутри межпланетного корабля не может наблюдаться падение тел. Но если предметы в каюте звездолета не могут падать, то не могут они и оказывать давление на свои опоры. Короче говоря, в межпланетном корабле все предметы становятся абсолютно невесомы.
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 вещи тяготеют не к Земле, а к центру Луны. Почему же должны предметы внутри звездолета падать к Земле? С того момента, как ракета, прекратив взрывание, 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, хотя и 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 менее заметно: в небесной механике доказывается, что если бы снаряд был строго шарообразный, то притягательное действие такой оболочки равнялось бы нулю, так как притяжение любого ее участка уравновешивалось бы обратным действием диаметрально противоположного участка.
По этому признаку – полному отсутствию тяжести – будущие пассажиры космического корабля безошибочно смогут определить, не глядя в окно, движутся ли они вне Земли или нет. Для них немыслимы сомнения вроде тех, которые, по свидетельству Жюля Верна, будто бы смущали пассажиров снаряда в первые минуты межпланетного полета:«– Николь, движемся ли мы?
Николь и Ардан переглянулись: они не чувствовали движения снаряда.
– Действительно, движемся ли мы? – повторил Ардан.
– Или спокойно лежим на почве Флориды? – спросил Николь.
– Или на дне Мексиканского залива… – прибавил Мишель».Подобные сомнения совершенно невозможны для пассажиров свободно брошенного звездолета. Им не придется заглядывать в окно каюты, чтобы решить, движутся ли они: непосредственное ощущение невесомости сразу покажет им, что они уже перестали быть пленниками Земли и превратились в обитателей новой миниатюрной планеты, лишенной тяжести [36] .
Мы так привыкли к силе тяжести, не покидающей нас ни в железнодорожном вагоне, ни в каюте парохода, ни даже в гондоле аэростата или в сидении аэроплана, – так сжились с этой неустранимой силой, что нам чрезвычайно трудно представить себе ее отсутствие. Чтобы помочь читателю вообразить себе, при каких необычайных, почти сказочных условиях будет протекать «невесомая» жизнь пассажиров в каюте межпланетного корабля, попытаемся набросать здесь некоторые черты этой своеобразной жизни.
Вы пробуете сделать шаг в каюте космического корабля – и плавно, как пушинка, парите к потолку: легкого усилия мускулов ног достаточно, чтобы сообщить вашему невесомому телу заметную поступательную скорость. Вы летите к потолку (нельзя сказать «вверх»: в мире без тяжести нет ни верха, ни низа), ударяетесь
о него – и обратный толчок относит ваше невесомое тело снова к полу. Это плавное падение не будет грузным; вы почувствуете довольно легкий удар, но его достаточно, чтобы опять оттолкнуть вас к потолку, и т. д. Если, желая как-нибудь прекратить невольное и бесконечное колебание, вы ухватитесь за стол, то не пособите
Многие предметы обстановки будут, впрочем, совершенно излишни в этом мире без тяжести. К чему стулья, если вы можете висеть в воздухе в любом положении, не утомляя ни единого мускула? Стол тоже бесполезен: все поставленное на него унесется, как пух, при малейшем толчке или дуновении. Лучше заменить его особым станком с зажимами. Не нужна вам и кровать: вы не удержитесь на ней и одной минуты – при малейшем движении улетите прочь; пружинный тюфяк будет бросать ваше тело к потолку, как мяч. Чтобы спать спокойно, без невольных странствований по всем углам каюты, вам необходимо будет пристегнуть себя ремнями к ложу. Тюфяк – излишний предмет там, где нет тяжести; вам будет мягко и на жестком полу; ведь ваше тело ничего не весит, не давит на пол, а следовательно, вы не будете испытывать ощущения жесткости.
Буквально на каждом шагу будет подстерегать вас неожиданное и необычайное. Вы хотите налить воды для питья: опрокидываете невесомый графин над невесомым стаканом, но – вода не льется… Нет тяжести, значит, нет и причины, побуждающей жидкость выливаться из опрокинутого сосуда. Вы ударяете рукой по дну графина, чтобы вытряхнуть воду, и – новая неожиданность: из графина вылетает большой, колеблющийся водяной шар, пульсирующий в воздухе. Это не что иное, как огромная водяная капля: в мире без тяжести жидкость принимает 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. Придется брать с собою жидкости не в стеклянных и вообще твердых сосудах, а в резиновых вместилищах, из которых жидкость можно будет выдавливать.
Пить в межпланетном корабле тоже нельзя будет так, как мы привыкли. Зачерпнуть жидкость мудрено: она соберется в шар, если не смачивает стенок сосуда; и тогда вы не донесете до рта этой водяной пилюли – при малейшем толчке она умчится прочь. Если же жидкость смачивает стенки сосуда, то облечет ее со всех сторон, и вам придется подолгу облизывать сосуд, испытывая муки Тантала. Приготовление обеда из невесомых продуктов будет сопряжено с немалыми и снова 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, вытесняются вверх холодными, вышележащими; перемешивание происходит само собой, пока все слои воды не нагреются до кипения. Но пробовали ли вы нагревать воду сверху? Попробуйте; положите горячие уголья на металлическую крышку полной кастрюли – и вы убедитесь, что это бесконечная история: нагретый слой останется наверху, теплота будет передаваться нижележащим слоям только через воду же, – а теплопроводность воды, как известно, ничтожна; можно довести вверху сосуда воду до кипения и в то же время удерживать на его дне нерастаявшие куски льда. В невесомом мире звездолета также не будет этого благодетельного перемешивания слоев при нагревании жидкости: ведь нагретые и ненагретые слои одинаково невесомы; следовательно, вскипятить всю воду в кастрюле обычным путем, без специальных мешалок, будет довольно трудно. В невесомой кухне невозможно и жарить на открытой сковороде; упругие пары масла тотчас же отбросят жаркое к потолку.
Рис. 53. Жидкости в условиях невесомости
Слева – вода в бутылке (случай смачивания).
Справа – ртуть, жидкость, не смачивающая стекла, собралась внутри бутылки в большую каплю
Рис. 54. Бутыли для ракетного корабля
Чтобы из бутылки возможно было в среде без тяжести извлекать содержимое, стенки ее должны быть кожаные (слева) или резиновые (в середине), или бутыль должна снабжаться поршнем (справа)
По той же причине – отсутствию перемещения нагретых частей – весьма трудно будет отопить каюту каким-либо нагревательным прибором.
Развязывая мешок с мукой или крупой, мы рискуем малейшим толчком рассеять в воздухе все его содержимое.
В будущем межпланетном снаряде освещение необходимо устроить электрическое, и даже для кухни придется пользоваться исключительно электрическими беспламенными нагревателями.
Все эти житейские неудобства – курьезные, необычайные, неожиданные, но, по существу, безвредные и невинные – заставят будущих моряков Вселенной отрешиться от многих укоренившихся привычек. Едва ли, однако, из-за одного этого будут отказываться от путешествия в таинственные глубины мироздания. Люди терпели более серьезные лишения, чтобы изучить нашу маленькую Землю, – вспомним страдания полярных путешественников! – и, конечно, не остановятся перед ними, когда дело будет идти об исследовании Вселенной.Глава 20. Опасности звездоплавания
Слушатели моих публичных лекций по звездоплаванию и читатели моих книг и статей нередко обращаются ко мне с вопросами, касающимися опасностей межпланетных перелетов. Вопросы эти в большинстве случаев повторяют друг друга; нетрудно выделить среди них ряд наиболее типичных мыслей о возможных опасностях, подстерегающих ладью моряка Вселенной и несущих ему гибель. Здесь и встреча с метеорами, прорезающими в изобилии пустыни мироздания; и чудовищный холод мирового пространства; и невыносимая для живого организма скорость передвижения; и вредное отсутствие тяжести; и столь же вредное усиление тяжести при отлете; и неизбежное расплавление звездолета при проникновении через атмосферу с огромною скоростью; и смертоносные космические лучи; и давление солнечных лучей, способное нарушить расчисленный путь ракетного корабля; и еще много других опасностей, из которых каждая в отдельности достаточна, чтобы сделать предприятие невыполнимым.
Остановимся же на рассмотрении этих опасностей и выясним, в какой степени они реальны. Тем самым будут, я надеюсь, рассеяны и устранены наиболее распространенные недоумения и заблуждения, которые связаны с новым родом транспорта, рождающимся на глазах нынешнего поколения.
Встреча с метеорами
Возможная встреча звездолета с одним из тех твердых обломков, которые стремительно прорезают мировое пространство, представляет в глазах многих самую серьезную опасность для будущих ракетных кораблей. Количество метеоров, каждые сутки обрушивающихся на земной шар со скоростью десятков километров в секунду, исчисляется миллионами. От этой небесной бомбардировки нас спасает воздушная броня, окружающая Землю.
Но что оградит от нее звездолет, вынесшийся за пределы атмосферы? Не будет ли ракетный корабль сразу же осыпан градом метеоров, которые пронижут его тонкую оболочку, повредят механизм, выпустят запасы горючего и воздуха?
Ближайшее рассмотрение вопроса показывает, что подобные опасения лишены основания. Забывают, что если для огромного земного шара метеоры являются густым градом, то для звездолета, поверхность которого в десятки миллиардов меньше поверхности нашей планеты, те же метеоры рассеяны крайне просторно. Известный немецкий астроном К. Граф высказался по этому поводу так: