Рис.68 Силовая установка на Луне. Под открытым небом люди должны передвигаться в водолазных костюмах. Дом наполнен воздухом того же состава и той же плотности, как и у нас на Земле. Обращают на себя внимание резкие тени и черное небо.
1. Межпланетные путешествия
Непосредственно с Земли едва ли когда-нибудь станет возможным на ракетных кораблях описанного устройства достигнуть ближайших планет, не говоря уже о более удаленных телах солнечной системы. Под словом «достигнуть» мы подразумеваем высадку на поверхность какой-нибудь планеты и вслед за этим возвращение на Землю. Просто долететь с Земли до какой-нибудь планеты и, не производя высадки, возвратиться обратно, рассчитывать еще возможно. Все это становится совершенно ясным, если произвести расчет необходимых для этого количеств энергии.
Для этого нам придется не только принимать во внимание взаимоотношение полей тяготения и относительные положения Земли и Луны, но и самую Землю рассматривать уже как планету, движущуюся по своей орбите вокруг Солнца. Наше родное светило совершает этот свой путь со скоростью приблизительно в 29 км/сек по отношению к Солнцу, рассматриваемому в качестве неподвижной точки. Этой скорости соответствует и современная форма земной орбиты. Если бы мы могли всю Землю целиком затормозить так, чтобы она потеряла часть этой скорости в 29 км/сек, то она немедленно отклонилась бы от теперешнего своего пути и начала бы падать по направлению к Солнцу по вытянутому эллипсу. Как близко бы тогда перигелий, т.е. ближайшая к Солнцу точка земной орбиты, расположился к этому пламенному дневному светилу, это всецело зависело бы от того, насколько мы замедлили бы движение Земли по ее орбите. Если бы мы затормозили его до нуля, то Земля просто-напросто упала бы прямо на Солнце. То же самое, что мы только что говорили о нашем родном светиле в целом, справедливо и для всякой его части или же вообще для всякого тела, движущегося по его орбите с тою же, как и оно, скоростью. Поднимающийся с Земли корабль вселенной до выхода его из сферы притяжения будет двигаться по земной орбите со скоростью в 29 км/сек, в том случае, когда его скорость относительно Земли будет в точности равна нулю. Если он поднялся в направлении, противоположном движению Земли относительно Солнца, то, глядя на него с достаточно большого расстояния, мы увидали бы, что он стал двигаться позади земного шара подобно крошечному челноку, плывущему вслед за большим пароходом. Если теперь ракетный корабль ускорит свой полет на несколько километров в секунду в направлении, противоположном движению вокруг Солнца, то он относительно него окажется заторможенным и начнет описывать такую орбиту, которая приведет его ближе к Солнцу. Соответственным образом подобрав силу торможения, таким способом возможно перигелий эллиптического пути ракеты подвести к орбите Венеры или даже приблизить к орбите Меркурия. Выбрав кроме того подходящий момент для отлета, можно будет устроить даже так, чтобы ракета достигла перигелия как раз в тот момент, когда интересующая нас планета будет проходить через ту же самую точку пространства.
Таким образом, даже без высадки оказалось бы возможным произвести чрезвычайно важные исследования устройства поверхностей этих двух ближайших к Солнцу планет. Можно было бы даже совершенно спокойно дать Венере или Меркурию «захватить» ракету, сделав ее своим спутником, и в таком положении облететь эти светила несколько раз на расстоянии в 1/2 или в 1/4 млн км от их поверхностей. После этого в подходящий момент можно было бы опять от них оторваться и по подобному же эллипсу возвратиться обратно на Землю. Для этого, правда, пришлось бы затратить некоторое добавочное количество энергии, большее, чем нужно для простого пролета через перигелий мимо светила без облета вокруг него, но во всяком случае гораздо меньшее, чем понадобилось бы для посадки на это светило.
Для того чтобы, улетев с Земли, попасть в более удаленные от Солнца области планетной системы, т.е. чтобы приблизиться, например, к Марсу или к Юпитеру, необходимо скорость поднявшегося с Земли корабля вселенной увеличить в направлении движения Земли вокруг Солнца, для того чтобы сделать скорость движения корабля относительно последнего большей нежели 29 км/сек. В этом случае ракета должна двигаться по эллипсу, перигелий которого лежит на земной орбите, а афелий вблизи той планеты, которой мы желаем достигнуть. Необходимое при этом количество энергии для достижения одной из верхних планет сверх того, которое нужно для преодоления поля земного притяжения при подъеме с Земли, будет лежать между 6 378 000 кгм на килограмм (необходимым для преодоления поля земного притяжения) и 13 600 000 кгм на килограмм. Кроме достижения параболической скорости в 11 182 м/сек относительно Земли, преодоления сопротивления воздуха и восполнения потери скорости под действием земного притяжения на 2 800 м/сек, в этом случае будет еще необходимо повысить скорость относительно Солнца с 29 км/сек до 42 км/сек. Короче говоря, ракетный корабль, который мог бы достигнуть свободным полетом пределов солнечной системы, должен был бы быть в состоянии удалиться с Земли с конечной скоростью в 19,1 км/сек*. Принимая скорость извержения газов равной 4 000 м/сек, мы получим отсюда для нагруженной горючим водородной ракеты и пустой ее оболочки отношение масс 43,2 : 1, в то время как для достижения пределов сферы земного притяжения будет достаточно отношение 12,1:1. Мы видим, что для верхней ракеты потребуется уже в 3,57 раза больше горючего, вследствие чего при том же количестве полезного груза и нижняя спиртовая ракета-толкач должна быть сделана соответственно большей массы. Отсюда следует, что для того, чтобы такого рода ракетами поднять до Юпитера небольшую каюту с одним единственным наблюдателем, снабженным необходимейшими припасами (вес которых, из-за длительности такого рода путешествия по солнечной системе, будет немалым), потребуется аппарат, который перед отправкой с земной поверхности по величине и массе был бы равновелик океанскому пароходу. Так как горючее также не дешево, то такое путешествие обошлось бы во много миллионов рублей.
*Так как скорость в 4 км/сек достигается при помощи спиртовой ракеты, то на долю водородной ракеты приходится увеличение скорости на 15,1 км/сек. (Прим. ред.)
Рис.68 Силовая установка на Луне. Под открытым небом люди должны передвигаться в водолазных костюмах. Дом наполнен воздухом того же состава и той же плотности, как и у нас на Земле. Обращают на себя внимание резкие тени и черное небо. |
О посадке на другое небесное тело не пришлось бы тогда и думать. Для того чтобы совершить, например, посадку на Юпитер и затем опять улететь с этого великана солнечного мира, ракета должна была бы сообщить самой себе скорость, превосходящую скорость извержения газов в 43 раза, что дает нам отношение масс наполненной горючим и пустой ракеты, равное 4,7 триллионов к 1. Единственно лишь наш небесный сосед Марс представляет в этом отношении выгодное исключение. Для путешествия на него без высадки в оба конца будет достаточна затрата в 1,5 раза большего количества горючего, чем для полета на Луну и обратно. Если бы мы не решились спуститься на поверхность Марса, то мы все же могли бы пристать к одному из его крошечных спутников - Фобосу или Деймосу, и вместе с ним несколько десятков раз облететь вокруг этой загадочной планеты. Отделиться от любого из этих спутников из-за незначительного напряжения силы тяжести на их поверхностях нетрудно, а улететь с Марса, с высоты Деймоса, в силу незначительного напряжения поля тяготения этой планеты, также было бы возможно без чрезмерной затраты энергии. Правда, если бы мы пожелали с Деймоса или Фобоса спуститься на поверхность Марса, то нам после этого пришлось бы при возвращении подниматься с нее, что произвести было бы достаточно трудно, хотя и не чрезмерно, из-за незначительности массы нашего небесного соседа.
Путешествие на Венеру само по себе потребовало бы лишь немного большей затраты энергии, чем полет на Марс, но, к сожалению, Венера не обладает небольшим спутником, к которому мы могли бы удобно пристать. Поэтому спуск на поверхность этой планеты и обратный подъем с нее потребует почти такой же затраты энергии, как и спуск на земной шар, или подъем с него.
2. Устройство на Луне пересадочной станции
Если бы мы были принуждены совершать путешествия на ракетных кораблях, вылетая непременно с поверхности Земли, и не имели бы никакой возможности пополнять наши запасы горючего в пути, то мы не могли бы надеяться на то, чтобы перелеты на планеты нашей солнечной системы совершались с той безопасностью и с теми удобствами, какие для этого безусловно необходимы. К счастью дело обстоит не так. Ведь существует же Луна! Она может и должна послужить нам трамплином в мироздание, если только нам удастся установить на ее поверхности силовые установки, которые, используя энергию солнечных лучей, вырабатывали бы горючее для наших гигантских кораблей вселенной. Тогда этим огромным машинам вообще не нужно было бы опускаться на Землю. Вместо этого они приставали бы к искусственной луне, которая была бы сооружена вблизи лишенной тяжести точки между Землей и Луной и служила бы пересадочной станцией межпланетных путешествий. На эту межпланетную станцию с Луны в грузовых ракетах доставлялось бы горючее, а с Земли в особых небольших подъемных ракатех поднимались бы путешественники и продукты питания. Все это грузилось бы там на огромнейшие корабли вселенной «дальнего следования», после чего и начиналось бы само путешествие. В таком случае эти огромные ракетные корабли могли бы уменьшить конечную свою скорость на 12 км/сек, которые иначе потребовались бы им для подъема с земной поверхности. Кроме того они могли бы обладать совершенно иной технической конструкцией вследствие того, что, двигаясь всегда только в пустом пространстве, им никогда не приходилось бы преодолевать сопротивления воздуха. Такой корабль был бы в состоянии сообщить себе конечную скорость в 20 - 25 км/сек, чего совершенно достаточно для каких угодно путешествий в пределах солнечной системы без посадок на планеты. Для последней цели большой корабль пространства должен был бы высылать небольшие лодки, если бы только и вблизи других планет не удалось установить межпланетных станций, подобных находящейся между Землей и Луной.
Как, по нашему мнению, могло бы этим путем практически осуществиться покорение солнечного мира, мы вкратце попытаемся описать в нижеследующих строках.
Люди, прилетевшие на Луну в первой пассажирской ракете, прежде всего должны были бы попытаться где-нибудь отыскать на ней лед. (Существование на Луне льда в настоящее время допускается некоторыми исследователями.) А лед ведь является не чем иным, как замерзшей водой, т.е. соединением водорода с кислородом. Если удастся найти лед, то оба пионера, высадившиеся на лунную поверхность, тотчас же просигнализируют об этом вспышками на Землю, после чего оттуда поднимется вторая ракета с одним только пилотом (для того, чтобы можно было захватить с собой возможно больше полезного груза). До прибытия ее первые два человека на Луне выгрузят все содержимое своей ракеты и отыщут вблизи льда место, подходящее для того, чтобы на нем обосноваться. Разумеется, все работы из-за недостатка воздуха придется производить в водолазных костюмах. День прилета на Луну будет выбран так, чтобы в той местности в это время как раз восходило Солнце. Так как день на Луне продолжается 14 земных суток, то светлого времени будет достаточно для того, чтобы успеть кое-что сделать*. Пока еще тесная каюта ракеты должна служить жилым помещением, но в это время уже возникает небольшая силовая установка, энергией солнечных лучей превращающая лед в воду и затем разлагающая ее электрическим током; таким образом из воды будут получаться жидкие кислород и водород. За это время на Луну прибудет вторая ракета. Она привезет с собой необходимые части для того, чтобы построить на Луне небольшой домик, стены которого, разумеется, должны быть воздухонепроницаемыми; для входа и выхода будут служить двойные двери. Затем внутри этого дома будет составлен воздух такой же, как и у нас на Земле, так что в нем «лунные жители» смогут снимать с себя водолазные костюмы и двигаться по-земному. Если одной вспомогательной ракеты с материалами окажется мало, то придется послать их несколько. Ввиду огромной затраты энергии, необходимой для доставки на Луну каждого килограмма груза, лунная колония должна будет позаботиться о том, чтобы в ближайшее же время сделаться независимой от Земли по крайней мере в отношении потребления воздуха. Вскоре после этого силовая установка должна быть настолько расширена, чтобы использованной до захода Солнца энергии хватило для производства необходимого количества кислорода для дома и для наполнения водолазных костюмов. Кроме того за счет этой же энергии должно быть нагрето значительное количество воды для отопления дома в течение всей лунной ночи. Весь этот дом должен быть построен по принципу наших термосов, для того чтобы потеря тепла путем лучеиспускания была возможно меньшей. Сверх того солнечный двигатель должен вырабатывать также жидкие водород и кислород как горючее для возвращения ракеты на Землю.
* Автор упускает из вида трудности, вызываемые чрезвычайно сильным нагреванием (до 150° С) лунной поверхности солнечными лучами, не ослабленными атмосферой. (Прим. ред.)
Когда дело продвинется настолько далеко, все люди за исключением двух вернутся с пустыми ракетами на Землю, откуда последние, наполненные новым грузом, полетят опять на Луну, потом опять обратно и т. д., вплоть до тех пор, пока на Луну не будет перенесено все необходимое для создания на ней постоянной станции и для расширения силовой установки. С течением времени по частям туда же будет доставлена оболочка большого межпланетного корабля вселенной, который вслед за этим будет собран в безвоздушном пространстве и снабжен горючим, добытым на Луне. В этом корабле, находящемся в весьма благоприятных технических условиях, уже можно будет решиться пуститься в путешествие на Марс, произвести посадку на одном из его спутников, пробыв на нем несколько недель, подробно изучить поверхность Марса, а главным образом исследовать, насколько спутники этой планеты пригодны для создания такой же станции, как и на Луне. В соответствии с результатами, добытыми этим первым исследовательским путешествием, некоторое время спустя после этого отлетит второй корабль пространства, с тем чтобы соорудить на Фобосе или Деймосе станции для использования солнечной энергии по образцу лунной. При этом инженерами будет учтен опыт работы лунной станции. В это же время исследовательский корабль пространства сможет произвести намеченные выше полеты на Венеру и на Меркурий, без высадки на поверхность этих планет.
3. Создание искусственного спутника Земли
Однако и на Луне и на Земле не останутся в бездействии, потому что идеальные условия для межпланетных сообщений к этому времени далеко еще не будут достигнуты. Станция на Луне вполне целесообразна и даже совершенно необходима, однако слишком много энергии должно быть затрачено для того, чтобы каждого человека, предпринимающего путешествие по мировому пространству, сначала опускать от границы земного притяжения на Луну и снова поднимать его с Луны до этой границы. Главная работа инженеров межпланетного летания должна быть направлена к тому, чтобы создать искусственную луну вблизи лишенной тяжести точки между Землей и Луной и притом несколько ближе к Земле, чем к Луне. В этом отношении в высшей степени замечательно, что и гениальный писатель Курд Лассвиц в своем романе «На двух планетах» заставляет марсиан, попадающих на Землю, пользоваться такой межпланетной станцией, представляющей собой кольцо огромных размеров, свободно висящее в пространстве над северным полюсом Земли на высоте б 378 км.
В этом романе корабли вселенной марсиан движутся посредством репульсивных выстрелов, т.е. по принципу реактивного действия ракеты.
Действительно, такая пересадочная станция в высшей степени важна в целях экономии энергии.
Несомненно, будет стоить больших усилий постепенно, кусок за куском поднять составные части такой искусственной вращающейся вокруг Земли луны, по своим размерам равной самым большим нашим океанским пароходам. Однако, коль скоро оказалось возможным достигнуть Луны, будет осуществимо и создание искусственной луны. На ней, разумеется, придется также установить постоянную службу. На эту пересадочную станцию грузовые ракеты будут доставлять с Луны горючее, а подъемные ракеты - пассажиров и продукты питания с Земли и к ней же будут приставать большие корабли вселенной для дальних полетов по солнечной системе. Как уже было упомянуто, эту искусственную луну будет выгодно поместить вблизи лишенной тяжести точки между Землей и Луной, но не в самой этой точке, потому что в таком случае орбита созданного человеческими руками искусственного спутника Земли оказалась бы слишком неустойчивой; каждый раз, как только он оказывался бы между Землей и Луной, приходилось бы опасаться, что он окажется совершенно выброшенным из своей орбиты. Искусственную луну было бы целесообразно заставить вращаться вокруг Земли на расстоянии от 50 000 до 100 000 км от центра последней. Время обращения этого нового небесного светила определилось бы тогда по законам Кеплера. Однако мыслимо также соорудить искусственную луну на таком расстоянии от Земли, чтобы период ее обращения в точности равнялся времени вращения последней около ее оси. В последнем случае искусственная луна должна была бы двигаться в плоскости экватора Земли на расстоянии в 6,04 земных радиусов над уровнем моря. Как на искусственной, так и на естественной Луне, само собой разумеется, были бы сооружены большие астрономические обсерватории. При отсутствии столь сильно мешающего на Земле воздуха, здесь с помощью мощных телескопов и соответственных вспомогательных приборов было бы возможно производить изумительнейшие наблюдения. Одна единственная такая обсерватория была бы для науки ценнее всех земных обсерваторий взятых вместе. Предсказание погоды также удалось бы поставить на совершенно новое, так сказать, космическое основание.
4. К звездам
Если нам удастся достигнуть Луны, то явится лишь вопросом господствующих на ее поверхности условий, сможем ли мы обосноваться на ней на долгое время и сумеем ли мы соорудить там силовую установку. Судя по тому, что мы в настоящее время знаем о Луне, можно надеяться, что это окажется осуществимым. Если это будет так, то мы получим в наши руки ключ к достижению всех тел нашей солнечной системы. Воспользовавшись искусственной луной в качестве пересадочной станции межпланетных сообщений, или даже и без нее, вылетая с земной Луны, мы во всяком случае сможем на больших кораблях вселенной, питаемых горючим, вырабатываемым силовыми установками на Луне, развить космические скорости, достаточные для достижения всех ближайших тел солнечной системы, вплоть до Юпитера, а может быть и вплоть до Сатурна. На небольших планетах, как например на Меркурии, Венере и Марсе, можно будет произвести посадки, и только великанов мира - планет Юпитера и Сатурна - кораблям вселенной еще придется опасаться. Но разве не будет замечательным делом приблизиться к окруженной кольцами удивительной планете Сатурну насколько близко, чтобы войти в круг его спутников? Разве не чудесно будет летать по мировому пространству наперегонки с хвостатой кометой? Бесспорно, да!
Совершенно достаточной наградой послужило бы это за все наши труды - так говорим теперь мы, пока мы все еще сидим на земном шаре, как приклеенные, и даже не можем выбраться за пределы его воздушной оболочки. Мало, слишком еще мало! - воскликнут те, которые уже побывают на границах солнечной системы. Выше захотят они подняться, к самому Млечному Пути. Чем покажутся 4,5 млрд. км расстояния до Нептуна, а также космические скорости в 20, 50 или даже 100 км/сек, с которыми будут совершаться эти перелеты? - Скоростью улитки, которой могли удовлетворяться только жалкие сыны XX века. Постареешь и поседеешь, пока возвратишься из таких путешествий!
Если электроны в катодных трубках достигают скоростей в 1 000, в 2 000 км/сек и даже еще больших, то почему мы, люди, не сможем путешествовать с такими же скоростями? Да, в самом деле, мы когда-нибудь помчимся со скоростью крылатого вестника звездной вселенной, со скоростью света, пролетающего по 300 000 км в секунду! Через 1,5 секунды мы уже перелетели бы мимо Луны, 8,5 минут потребовал бы перелет до Солнца, и через 5 часов 45 минут после вылета с Земли мы распрощались бы с солнечной системой, пересекая орбиту Плутона.*
* Для того чтобы достигнуть скорости света, пользуясь доступным для человека ускорением в 30 м/сек2, необходим промежуток времени в 126 суток и путь в 1 500 000 000 000 км, т.е. в миллион раз больший, чем расстояние от Земли до Солнца. При таком равноускоренном полете с Земли мы достигли бы Луны через 1 ч. 24 м., Солнца через 28 час. и Нептуна через 6 суток. (Прим. ред.)
Нам такой полет мысли кажется чересчур дерзновенным. Но так же точно и людям истекшего XIX в. столь же дерзновенной должна была казаться мысль о достижении Луны, в то время как мы теперь считаем технически осуществимым то, о чем Жюль Верн намеренно писал, как о фантазии. Здесь вполне уместно отметить, что уже профессор Оберт предусматривает в будущем возможность соответствующими электрическими воздействиями повысить скорость извержения газов до 1 000 км/сек и больше. Для этого он предполагает снабдить ракетный корабль огромными параболическими зеркалами, которые, улавливая солнечные лучи, превращали бы их в необходимую для этого электрическую энергию. Мысль об использовании для межпланетных перелетов явлений, наблюдающихся в катодных трубках наших лабораторий, годами взвешивалась профессором Обертом. В своей книге он не развил этих предположений более подробно только потому, что не желал прибегать к помощи средств, применимость которых в настоящее время еще остается под сомнением. Оберт хотел лишь показать, что достижение Луны и ближайших планет может быть осуществлено и с помощью простых ракет с жидким горючим.
Поэтому мы не должны отбрасывать мысли, что люди в далеком будущем смогут двигаться со скоростью света. А если это когда-нибудь осуществится, то они будут проноситься по вселенной с быстротой того лучистого гонца, который до настоящего времени один приносил нам вести с миров и тел, плавающих в глубинах вселенной. Чего достигли бы тогда люди? Смогли ли бы они тогда считать себя властителями всей вселенной?
Едва ли, потому что уже сейчас нам известно то немногое, что должно обуздать наши надежды. Даже свет употребляет 4,3 года для того, чтобы донестись к Земле от ближайшей звезды, и 10 - 50 лет для того, чтобы пробежать путь между нашим Солнцем и другими его ближайшими соседями в звездном мире, составляющими вместе с ними тот остров во вселенной, в пределах которого мы находимся. Лишь немного десятков звезд расположены от солнечной системы так близко. Все же другие удалены несравненно более значительно, так что свет должен тратить сотни и даже тысячи лет для того, чтобы пробежать отделяющее их от нас расстояние. Поэтому к чему послужило бы перемещение по мирозданию со скоростью света? Беспредельная пустыня окружала бы путешественников месяцы, годы, десятилетия. Не только понятия «верх» и «низ», но и самое понятие времени потеряло бы смысл. И даже сомнительно, смогли ли бы вообще путешественники тогда увидеть звезды.
Быстро приближаясь к какому-нибудь источнику звука, мы слышим звук повышающимся по своему тону, а удаляясь, мы слышим тон понижающимся. То же самое происходит и со светом. Когда мы движемся навстречу его источнику, то световые волны как бы укорачиваются и свет меняет свой цвет на более «высокий», соответствующий более короткой длине волны. Уже для скоростей снарядов морских орудий это укорочение достигает заметной величины. Как же будет обстоять дело тогда, когда скорость движения будет постепенно приближаться к скорости самого света? Тогда укорочение волн света звезд, по направлению к которым мы будем лететь, будет бесконечно большим, тогда как волны света звезд, от которых мы удаляемся, окажутся бесконечно растянутыми. Иными словами, мы вообще не сможет видеть этих небесных светил. Если мы отправимся с Земли с возрастающейся скоростью, то Земля постепенно покраснеет и исчезнет; планеты тоже покраснеют и погаснут и само наше Солнце также засветится багряным светом прежде чем померкнуть, а перед нами звезды по мере возрастания скорости нашего корабля будут постепенно становиться голубыми, потом синими, пока наконец свет их не превратится в фиолетовый и внезапно не исчезнет совершенно. Наш глаз уже более не будет в состоянии воспринимать его, точно так же, как наше ухо не слышит уже более свиста, когда тон его становится чрезмерно высоким. Мчась полным ходом со скоростью света, мы в раскинувшемся перед нами полушарии неба уже не увидим никаких звезд, и позади нас также будет зиять ужасная, совершенно пустынная бездна. Лишь по кольцу вокруг направления нашего движения звезды еще оставались бы видимыми (если бы только и здесь при столь огромных скоростях известные нам законы природы сохранили свою силу). Эти звезды загорались бы лишь на мгновение, вспыхивая синим цветом с тем, чтобы почти сейчас же погаснуть, приняв темнокрасный оттенок. Напрасно неслись бы мы таким образом по пространству: неизменно мы видели бы мировые тела, вспыхивающие в неизмеримых далях искорками звезд в плоскости, перпендикулярной к направлению нашего полета. Но никогда мы не смогли бы узреть тела близкие, стоящие у нас на пути, даже и тогда, если бы ужасающему столкновению с ними суждено было превратить нас в биллионы отдельных атомов.
| назад | в начало |