Занимательный космос. Межпланетные путешествия
Шрифт:
3. На той же доске укрепляют магнит, а под ним на палочку кладут железную полоску (якорь) на таком расстоянии, чтобы магнит не мог ее поднять. Во время падения доски с магнитом и якорем последний притягивается магнитом.
4. Закон Архимеда утрачивает свое значение при падении системы. Представим себе, что в сосуд с водою погружена пробка (рис. 61). Пружина удерживает ее в воде вопреки давлению жидкости снизу вверх, повинуясь которому, пробка всплыла бы наверх. Во время падения сосуда с пробкой А этого давления снизу вверх нет (так как давление жидкости обусловлено в данном случае ее весомостью), и пробка опускается вниз (H.A. Любимов, «Из физики системы, имеющей переменное движение»).
Рис. 61. Отмена закона Архимеда в падающей системе Отметим еще одно любопытное явление: жидкость из сосуда в падающей системе, под давлением больше атмосферного, вытекает прямолинейной струей, без параболического изгибания.
«Явления того же порядка, – пишет H.A. Любимов в упомянутой выше брошюре, – могут быть наблюдаемы, в известной степени, не только при свободном падении системы, но и в системе, катящейся вниз по наклонной плоскости или качающейся. Опыты с катящейся по наклонной плоскости или качающейся системой могут быть произведены с тем большим удобством, что наблюдатель сам может поместиться в скатывающейся или качающейся системе (катиться с горы, качаться на качелях) и
Вопрос этот – несмотря на элементарность – почти не затрагивается ни в учебниках, ни в большинстве общедоступных книг по физике. Укажем поэтому несколько сочинений, в которых он рассматривается с той или иной стороны (начинаем с более общедоступных):
В Л. Розенберг. Первые уроки физики. 1914. [54]
Я.И. Перельман. Занимательная физика. 1931.
Я.И. Перельман. Знаете ли вы физику? Изд. 2-е.
К.Э. Циолковский. Грезы о земле и небе. 1935.
H.A. Любимов. Из физики системы, имеющей переменное движение. 1893.
Герман Ган. Физические опыты. Русск. перевод в изд. «Физика любителя». 1911, ч. I, 48. Сила тяжести.
А. Поспелов. Об относительной потере веса тел в падающей системе. 1913.
A. Поспелов. Мир переменной весомости тел.
B. Кирпиче в. Беседы по механике.Кроме того, с иной точки зрения о том же трактуется во многих книгах, посвященных общему принципу относительности.
8. Через океан на ракете
Приводимая далее статья доктора медицины В. Шлера была помещена в немецком научном журнале «Die Umschau» в ноябре 1928 г. Под видом отчета корреспондента печати о первом рейсе ракетного самолета из Европы в Америку, состоявшемся будто бы в 1928 г., автор рисует картину будущего ракетного перелета через океан.
Рис. 62. Перелет в Америку через стратосферу
В подлиннике статья озаглавлена «В 26 минут в Америку. Отчет нашего специального корреспондента». – Перевод сделан с несущественными сокращениями.
«Стратосферный полет представителей печати назначен был на сегодня в 13 часов. Прибыв на Темпельгофский аэродром, мы были встречены членами президиума Союза звездоплавания, которые познакомили нас с особенностями ракетного полета. Аппарат, предназначенный для стратосферы, по внешности напоминает обыкновенные гражданские самолеты и отличается от них лишь размерами и толщиной несущих плоскостей, внутри которых устроены кабины для пассажиров. Между кабинами помещается ракетный аппарат с выводной трубой, глядящей отверстием назад. На самолете установлена также реактивная группа, обращенная отверстиями вперед: она служит для торможения при спуске. Имеется и пара пропеллеров, которые при старте машины поднимают ее на известную высоту, прежде чем начнет работать спиртокислородная ракета.
Мы получили объяснения по поводу важнейших предметов оборудования стратоплана – например, аппаратов для добывания и очищения искусственного воздуха, для отопления и т. п., сходных с соответствующим оборудованием подводной лодки. Входная дверь закрывается герметически, а во время полета завинчивается наглухо. Окно кабины тоже плотно примыкает к стене; стекло свинцовое, темно-коричневое. Такое окно пропускает лишь немного дневного света, так что кабина, несмотря на ясный солнечный день, освещалась электрическими лампами. Стены и потолок мягко обиты изнутри кожей, пол покрыт пробковой массой. На потолке, на стенах, у скамей имеются многочисленные ременные петли, держась за которые, мы будем передвигаться в состоянии невесомости. Особенно интересны скамьи, устроенные в кабине поперек направления полета; это вогнутые, мягкие диваны, над которыми натягивается сетка. При значительном ускорении и быстром торможении аппарата очень важно, чтобы все предметы были укреплены неподвижно, а багаж был плотно уложен в мягкие, надежно закрывающиеся ящики.
К самым ракетным аппаратам мы не были допущены, зато осмотрели помещение для пилота, которое, впрочем, мало отличалось от устройства, знакомого нам по обыкновенным самолетам, если не считать рычагов для пуска и включения ракетной группы. Заслуживают упоминания укрепленный здесь динамометр для измерения величины ускорения и замедления, затем актинометр для измерения коротковолнового излучения и прикрепленные на наружной стенке особые термометры для измерения низкой температуры стратосферы.
За объяснениями и осмотром наступило 20 минут 13-го часа; мы стали пристегивать наш багаж, разыскали наши ложа, накрылись сетками и надежно закрепили их крючками. Без 30 сек. 13 час. прозвучал сигнальный колокол, спустя 10 сек. – второй, и я с сильным сердцебиением ожидал старта. Ровно в 13 раздалась в громкоговоритель команда:
– Отчаливаем!
Одновременно донеслось жужжание пропеллеров, поднимавших аппарат с Земли. Мы летели так минуты три, когда прозвучал третий сигнальный колокол. Раздалось невероятное шипение, и я внезапно был придавлен с страшной силой к своему ложу Мне едва не сделалось дурно от этого усиленного движения. Кровь стучала в ушах; казалось, меня поборол какой-то великан. Сила, с которой напирала на мою грудь сетка, мешала мне свободно дышать, пот выступил на лбу, а связка ключей в кармане чувствительно вдавливалась в бедро. Костюм сразу стал чересчур тесен, рубашка стягивала туловище. Я сделал попытку двигать членами: рука, протянутая к карманным часам, – потому что протекшие секунды казались мне чересчур долгими, – сразу отяжелела; казалось, она весила центнер (100 кг). Потея и кряхтя, я едва мог достать свои часы. Но непривыкший к усиленной тяжести, я захватил их слишком слабо: с силою вырвались они из моей руки, проскользнули через ячейки сетки, разорвали часовую цепочку и со звоном ударились о противоположную стену. Обескураженный, я отказался от дальнейших попыток к движению и предоставил себя на волю судьбы.
Внезапно начались сильнейшие колики в области живота. Я напряг всю волю, чтобы не поддаваться боли, – как вдруг шипение ракеты умолкло. Сейчас еще меня придавливало к сетке дивана – теперь же я, как теннисный мяч, отлетел к противоположной стороне моего ложа. У меня было ощущение, будто я падаю с высокой горы в расщелину, и когда я вновь овладел своими чувствами, я крепко держался руками за сетку. Аппарат все еще казался падающим, и каждую секунду я со страхом ожидал, что ракета ударится о волны Атлантического океана.
Громкоговоритель передал голос командира:
– Двадцать минут полной невесомости. Пассажиры могут отстегнуть сетки и двигаться свободно. Держитесь постоянно за ремни, чтобы ни обо что не ударяться и не ушибить друг друга.
Я переживал удивительное ощущение никогда еще не испытанной бесплотности, словно падал под водою и утратил сознание того, где верх и где низ. Закружилась голова; казалось, вся кабина тихо вращается вокруг меня. Я почувствовал потребность покинуть свое ложе и стать на ноги. Поспешно отстегнул я свою сетку, чтобы стать на пол, – и вдруг заметил, что свободно витаю в пространстве.
Неожиданно, как опытный пловец, подплыл ко мне в воздухе служитель стратоплана и ловко ухватился за один из ремней возле моего ложа. Его появление воскресило в моей памяти физические законы, относящиеся к состоянию невесомости; вместе с тем сразу исчезли все неприятные ощущения и проснулся живой интерес к совершающимся явлениям. Пока служитель занят был улавливанием обломков моих часов, витавших в пространстве, я подтянулся к окну кабины. Когда мы были на Земле, дневной свет едва пробивался через темное стекло, – здесь же я видел сияющее Солнце, висевшее белым раскаленным шаром на черном небе. Возле самого Солнца блистали бесчисленные звезды, а неподалеку виден был серп молодого месяца. В свободной от пыли стратосфере
Часы показывали 13 часов 12 минут. Мы находились на высоте 50 км над земной поверхностью. Наружная температура была 54 “С ниже нуля; давление воздуха – только 1 мм ртутного столба. Хотя электрическое отопление было выключено, в кабине было довольно тепло благодаря тому, что обращенная к Солнцу наружная поверхность стратоплана была матово-черная: энергия лучей Солнца поглощалась и проводилась внутрь кабины. Подробности земной поверхности отсюда не различались: под стратопланом сияла лишь освещенная Солнцем туманная оболочка Земли.
Наступило время завтрака, но его, к сожалению, нельзя устроить на стратоплане. Хотя продвижение проглоченной пищи в пищеводе производится перистальтическими движениями, но в условиях невесомости возникает опасность, что пища, особенно жидкая, попадет «не в то горло», т. е. в дыхательное горло, оттуда в легкие и вызовет здесь воспаление. После того как во время пробного полета такое неудачное глотание стоило жизни машинисту, еда и питье в стратоплане были безусловно воспрещены. Запрещение имеет еще и другое основание: хлебные крошки, капли воды, всякого рода пыль в среде без тяжести не оседают вниз, а носятся в воздухе; неосторожность одного пассажира может совершенно засорить воздух для дыхания; пришлось бы надевать особые маски и поспешно фильтровать воздух, чтобы задержать хотя бы часть пыли.
Я осведомился, не представляет ли для нас опасности «проникающее» излучение Кольхерстера [55] . Правда, Кольхерстер сам разъяснил, что это коротковолновое излучение даже в стратосферу проникает уже в столь ничтожном количестве, что вредное действие его на человеческий организм весьма маловероятно. Но все же пассажиры стратоплана не вполне ограждены от коротковолнового излучения Вселенной, так как оно действует на фотографическую пластинку в кассете подобно рентгеновским лучам. По этой причине для окон нашей кабины и взято свинцовое стекло, до некоторой степени задерживающее коротковолновые лучи.
В 13 часов 24 минуты по громкоговорителю раздалась команда: «Вернуться к своим койкам и накрыться предохранительными сетками». Началось шипение тормозных ракет. На этот раз мне удалось легко перенести две неприятные минуты усиленной тяжести. Несчастный случай, свидетелем которого мне пришлось быть, сократил для меня этот длительно протекающий промежуток времени. Представитель спортивной прессы, сам страстный спортсмен, недооценил, по-видимому, опасностей усиленной тяжести: он отстегнул сетку, чтобы испытать это состояние на ногах. Искусственная тяжесть в нашем аппарате была в четыре раза сильнее нормальной – напряжение, которое можно переносить лишь лежа. Едва началось шипение ракет, как спортсмен судорожно схватился за ремень. Я хотел его предостеречь – но мой оклик опоздал: усиленная тяжесть вызвала прилив крови к нижней части его тела, лицо с каждой секундой становилось все бледнее, он выпустил ремень, как стрела, налетел на соседнюю стенку и остался там неподвижен.
Тормозные ракеты прекратили свою работу, наш аппарат снижался, уменьшая остаток скорости действием особых рулей. Свет, проникающий сквозь окна, снова стал меркнуть и мутнеть, и после короткого планирования мы плавно спустились на Землю. Было 71 /2 часов утра по американскому времени.
В номере гостиницы я быстро набросал отчет и – новая сенсация! – донесения наши будут в 12 часов дня перекинуты в Германию на обертгоддардовой почтовой ракете; они прибудут в 61/2 часов по среднеевропейскому времени».9. В ракете на Луну
Рассказ проф. Г. Оберта
Ниже приводится из книги Г. Оберта «Пути к звездоплаванию» отрывок, представляющий собой научно-фантастический рассказ о перелете на Луну Он дает наглядную картину того, как, по мнению знатока звездоплавания, будет протекать межпланетное путешествие.
_____________________________________
«… Ракетой должен был управлять инженер Мюллер, мне же поручено было производство астрономических наблюдений.
В феврале 19** года ракета была готова и названа «Луной». Чтобы испытать ее органы управления и регистрирующие аппараты, она была пущена без пассажиров на высоту 4200 км. Все ракеты этого типа устроены так, что могут подниматься и без пилота. Произошло это вот почему Первоначально сооружались только маленькие аппараты, могущие поднимать полезного груза 0,5–1 кг. Так как их приходилось, конечно, пускать без пилота, то понадобилось изобрести приспособления, обеспечивающие сохранение ракетой надлежащего курса, – например, волчок, контролирующий положение руля, и т. п. Приспособления эти удержались впоследствии и на крупных ракетах, так как оказалось целесообразным снять с пилота заботы о многом таком, что он мог бы выполнить и сам; полезно освободить руки для астрономических наблюдений; к тому же машина работает хладнокровнее и точнее, чем человек.
Первый непассажирский подъем прошел удовлетворительно, и в начале марта Мюллер поднялся в ракете на 5000 км, чтобы проверить ее способность управляться пилотом… Он разыскал меня и сообщил, что предполагает в середине июня совершить облет вокруг Луны.
Начались приготовления к путешествию. Чтобы приучить пассажиров к усиленному давлению, их помещали в кабину, которая с помощью металлического рычага 200–400 м длины приводилась в круговое движение.
К середине июня я был уже подготовлен настолько, что мог совершить подъем на «Луне». В мае я отправился в Индию, так как мы должны были взлететь с Индийского залива. В начале июня мне пришлось впервые увидеть нашу «Луну». Это было стройное сооружение 35 м в длину и 10 м в поперечнике. Оно состояло из одной спиртовой и двух водородных ракет, рассчитанных так, что в итоге достигалась скорость 15 км/с. Разумеется, достаточна была начальная скорость всего в 11 км. Но, во-первых, максимальная скорость приобретается ракетой не сразу, а спустя лишь пять минут, причем сопротивление воздуха и земная тяжесть похищают 1 км скорости.
Во-вторых, полезно иметь в запасе некоторое количество горючего, чтобы влиять на полет ракеты, если она отклонится от пути.
12 июня прибыл «Тагор» с грузом горючего для нашего путешествия. Мы сели на пароход, взяли «Луну» на буксир и отплыли.
14-го утром «Тагор» остановился, и мы приступили к наполнению ракеты. Сначала через резервуары ракеты пропускался свежеиспаренный водород, чтобы охладить их стенки. Если бы жидкий водород был сразу налит в резервуары, металлические стенки их вероятно лопнули бы, как трескается горячий стакан, в который наливают холодную воду К половине одиннадцатого наша ракета была покрыта толстым слоем льда и достаточно охлаждена, чтобы можно было ее наполнить. Толстые шланги протянулись от парохода к ракете – сначала к спиртовой, затем к водородным. «Луна», до сих пор мелко плававшая на воде, стала задним концом погружаться в воду, выступая передним.
В 11 ч. 5 м. наполнение было закончено. Мюллер и я забрались в каюту ракеты, закрыв за собой герметически дверь. Внутри было не совсем темно: через перископы проникало немного света. Я глянул в один из них и увидел наш «Тагор», удаляющийся на всех парах. Он спетттил уйти из зоны сильного волнения и смерчей, порождаемых вытекающими газами ракеты.
Мюллер стал возиться у стены. Раздалось слабое металлическое гудение, и зажглась маленькая электрическая лампочка.
– Пускаю в ход нашу динамо-машину, работающую, конечно, на водородном моторе, – сказал Мюллер. – Так. А теперь пустим в ход рулевые гироскопы. Когда мы отправляемся? – спросил он меня.
– В 11 ч. 30 мин. 46 сек. ракета должна на высоте 1230 км иметь секундную скорость 10 700 м. Возможно это?
Мюллер взглянул на указатель ускорения.
– Конечно, – отвечал он. – Помогите мне немного при аппаратах. Мы должны сняться с места в 11 ч. 25 мин. 30 сек.
Через 5 мин. мы подготовили аппараты и пустили в ход большие насосы спиртовой ракеты. Оставалось только зажечь газ в камере сгорания. Мы извлекли койки, подвесили их в середине каюты и улеглись в них.
Металлические стенки резервуаров при температуре жидкого водорода сделались тверды, как стекло. Едва закипели сжиженные газы, раздался звон словно сотни колоколов.