ВОЗМОЖНЫ ЛИ ПУТЕШЕСТВIЯ НА ПЛАНЕТЫ?
Научная беседа АНРИ ГРАФИНЬИ.
Авторъ настоящей статьи — извѣстный французскiй писатель, спецiалистъ по вопросамъ авiациi. Имя его знакомо русской публикѣ, главнымъ образомъ по научно-фантастическому роману «Въ невѣдомыхъ мiрахъ» *), написанному имъ въ 90-хъ годахъ совмѣстно съ французскимъ беллетристомъ Ле-Феромъ. — Ред.
*) Изданiе П. П. Сойкина.
ЗАДАЧА авiацiи разрешена, но человѣкъ все еще не удовлетворенъ и жаждетъ расширить свое владѣнiе. Своя планета кажется ему уже слишкомъ тесною: онъ не желаетъ вечно пресмыкаться на ея поверхности и задумывается о томъ, чтобы покинуть этотъ маленькiй шаръ, взлетать къ другимъ мiрамъ, которые носятся вмѣстѣ съ Землею, сопровождаютъ ее въ ея безостановочномъ круженiи вокругъ Солнца.
Но не есть подобная мечта — неосуществимая утопiя?
Можетъ ли она опереться на неоспоримыя научныя основанiя, и если да, — то осуществима ли она?
Объ этомъ мы и будемъ беседовать въ нашей статье.
Подняться къ небесамъ, вырваться изъ сферы притяженiя Земли, и черезъ бездны пространствъ достигнуть иныхъ планетъ — эта головокружительная мечта сводится къ вопросу о скорости и, слѣдовательно къ могуществу техники. Въ небесной механикѣ доказывается, что достаточно движущемуся телу ринуться отъ земного шара, со скоростью, сравнительно небольшой (около 10 верстъ въ первую секунду), чтобы удалиться въ безконечность, — въ практической смысле. Начальная скорость будетъ, конечно, убывать, но убываетъ вѣдь и притяженiе Земли пропорцiонально квадрату разстоянiя. На разстоянiи 10-ти земныхъ радiусовъ, т. е. 60.000 верстъ, это притяженiе ослабнетъ уже въ сто разъ и 1 фунтъ будетъ вѣсить всего только золотникъ. На разстоянiи 100 радiусовъ, - менѣе, нежели двойномъ разстоянiи до Луны, — сила притяженiя уменьшается въ десять тысячъ разъ; здѣсь футъ вѣситъ всего 1/100 золотника. Это равносильно почти полному исчезновенiю силы тяжести.
Задача сводится, слѣдовательно, къ тому, чтоб сообщить летательному снаряду, съ заключенными в немъ отважными пассажирами, начальную скорость 10 верстъ (увеличивъ эту скорость на одну треть, для преодолѣнiя сопротивленiя воздуха при отъѣздѣ т, е. въ общемъ, по крайней мере, до 13 верстъ).
При мысли о средствахъ достижения такой невѣроятной скорости, приходитъ на умъ знаменитая пушка Жюля Верна, описанная въ его романѣ «Отъ Земли до Луны». Но мысль тотчасъ останавливается передъ невозможностью ослабить ужасный возвратный ударь при выстрѣлѣ: ударъ этотъ неминуемо уничтожилъ бы смѣльчаковъ, расположившихся въ ядрѣ вагонѣ.
Послѣднее замѣчанiе ставитъ передъ нами неизбежную задачу: нужно, чтобы движущееся тѣло прiобрѣло требуемую скорость не мгновенно, а постепенно; нужно, иначе говоря, сообщить снаряду желаемую скорость въ достаточно длинный промежутокъ времени.
Инженеръ Р. Эсно-Пельтри, хорошо известный благодаря своимъ работамъ по авiацiи, въ докладѣ, сдѣланномъ въ 1913 г. въ Парижѣ въ Физическомъ Обществе, обратилъ вниманiе на то, что нужно совершить работу не менѣе 6.371.000 килограммометровъ для удаленiя массы въ 1 килограммъ отъ Земли въ безконечность. Это соотвѣтствуетъ работѣ 23-хъ лошадиныхъ силъ въ теченiе часа. Если тело, подлежащеее удаленiю, вѣсить три тонны — 180 пудовъ, то затратится работа 86.000 лошадиныхъ силъ въ теченiе часа (принимая во внимание противодѣйствiе воздуха).
Существуютъ ли источники силы, способные выполнить такое количество работы и применить его къ достиженiю нашей задачи? Такой способъ быль указанъ впервые двумя французами: Масъ и Друэ. Это - центробѣжная сила, та самая, которою пользуется пращникъ.
Представьте себѣ колесо огромнаго дiаметра, несущее на окружности снарядъ, который долженъ быть отброшенъ вдаль. Если, при достаточной скорости вращенiя, внезапно освободить снарядъ, --- онъ полетитъ по касательной съ той же скоростью, съ какой двигалась соотвѣтствующая точка колеса. Устройство может быть еще упрощено: машина можетъ состоять изъ двух параллельных брусьевъ въ 100 метровъ, каждый оборотъ дастъ путь въ 314 метровъ; значитъ, если довести скорость вращенiя до 44 оборотовъ въ секунду, то крайнiя точки будутъ двигаться съ секундною скоростью около 14 километр.
Если пожелаемъ развить такую скорость въ теченiе нѣсколькихъ минутъ, понадобится двигатель мощностью въ миллiонъ лошадиныхъ силъ. Это, очевидно, непрiемлемо. Оставаясь въ предѣлахъ существующихъ техническихъ нормъ, придется действовать более медленно и ассигновать примерно 7 часовъ, чтобы добиться 44 оборотовъ въ секунду; тогда достаточенъ будетъ двигатель въ 12.000 лошадиныхъ силъ.
Метательная машина, дѣйствующая такъ, какъ было объяснено, должна быть расположена гдѣ-нибудь надъ расщелиной, напр., между скалами въ горахъ. Она будетъ приводиться въ движенiе отъ паровой турбины; а въ нужный моментъ особый электрический аппаратъ освободитъ снарядъ, закрѣпленный на колесе, который и полетитъ вертикально къ зениту.
И вотъ, снарядъ нашъ съ пассажирами брошенъ въ мiровое пространство. Онъ «заряженъ» запасомъ живой силы въ 23 миллiарда килограммометровъ. Прежде всего должны быть, конечно, приняты особыя мѣры для поглощения жара, развивающагося отъ тренiя аппарата о воздухъ. Правда, прохождение черезъ атмосферу продлится всего нѣсколько секундъ, и тотчасъ вслѣдъ за тѣмъ снарядъ окажется въ холоде мiрового пространства, при 273 градусахъ ниже нуля. Конечно, онъ не замедлитъ охладиться въ этой средѣ. Но это уже вопросъ другой.
Путешествiе въ межпланетномъ безвоздушномъ пространствѣ въ подобномъ снарядѣ будетъ связано еще съ двумя большими затруднениями. Первое, — это огромная продолжительность пути. Второе — полное отсутствiе всякой тяжести внутри снаряда — фактъ, изъ котораго вытекаютъ, какъ можно себѣ представить, очень сложныя послѣдствiя. Наконецъ, мiровое пространство безконечно, такъ что путники легко могутъ не достигнуть намѣченной цѣли, принимая во вниманiе огромное разстоянiе, которое отдѣляетъ насъ отъ планетъ. Поэтому корабль вселенной долженъ быть снабженъ внутреннимъ двигателемъ, позволяющимъ увеличить его собственную скорость и управлять его движенiями. Двигатель вовсе не долженъ быть очень сильнымъ: аппаратъ, изолированный въ пространствѣ и освобожденный отъ земного притяженiя перемѣщается съ большою легкостью; малѣйшее усилiе можетъ его сдвинуть на тысячи верстъ, такъ какъ нѣтъ ни воздуха, ни сопротивленiя вѣса - ничего, кроме пустоты. Можно примѣнить двигатель съ «отдачей»,
основанный на принципѣ ракеты: онъ выбрасываетъ въ пространство массу газа, истеченiе котораго заставить аппаратъ отклониться. Чтобы получить отклоненiе въ намѣченномъ направленiи, вытеканiе газа можетъ быть произведено по желанию черезъ тотъ или иной рядъ трубъ, открывающихся наружу снаряда, на днѣ его, на вершинѣ и въ четыре стороны горизонта.
Первымъ слѣдствiемъ установки подобнаго двигателя является сообщенiе кораблю постоянно увеличивающейся скорости; это значительно уменьшаетъ длительность межпланетнаго путешествiя. Вторымъ слѣдствiемъ является замѣна сведенной почти къ нулю постояннымъ силы тяжести ускоренiемъ. Мы знаемъ изъ опыта, что у человека, поднимаемаго кверху съ возрастающей скоростью, получается ощущенiе усиленной тяжести, направленной вверхъ; тотъ же результатъ получится и для пассажировъ небеснаго снаряда: они такимъ образомъ избавятся отъ непрiятнаго ощущенiя, словно они рѣютъ безъ всякаго вѣса...
Куда же направится человѣкъ на этомъ автомобилѣ новаго рода? Можно отправиться на Луну. Для этого не нужно даже начальной скорости въ 13 верстъ; при 10 верстахъ въ первую секунду цѣль будетъ достигнута менѣе чѣмъ въ 12 часовъ. Можно полетѣть и на Венеру. При самомъ близкомъ ея стоянiи отъ Земли оба мiра отдѣлены 40 миллiонами километровъ. Марсъ каждыя пятнадцать лѣтъ приближается къ нашей планетѣ на 56 миллiоновъ километровъ. Принимая, что первоначальная скорость будетъ къ концу пути утроена, при помощи внутренняго двигателя, понадобится всего 22 дня, чтобы достигнуть Венеры, и 30 дней, чтобы прибыть на Марсъ.
Представимъ, что летательная машины, устройство которой мы въ общихъ чертахъ описали, построена, снабжена двигателемъ въ 12.000 лошадиныхъ силъ, и веситъ отъ 3-4 тоннъ (около 180-240 пудовъ). Какъ оборудуемъ мы нашъ межпланетный корабль, чтобы въ немъ могли помѣщаться, но и жить во время пути туда и обратно отъ Земли до сосѣдней планеты?
Прежде всего; заботы должны быть обращены на два пункта первостепенной важности: дыханiе и питанiе.
Взрослый человѣкъ вдыхаетъ 7 литровъ воздуха въ минуту, — или 11 кубическихъ метровъ въ сутки. Взамѣнъ этого человѣкъ выдыхаетъ въ сутки 530 литровъ углекислоты. Литръ жидкаго кислорода, полученный обычными прiемами, даетъ 800 литровъ газообразнаго кислорода. Но для одного человека вполне достаточно въ сутки 3-хъ литровъ этого газа. Если считать продолжительность путешествiя въ два месяца, или въ 60 дней, — то понадобится 3 X 3 X 60 = 540 литровъ. Изъ выдыхаемой углекислоты будетъ поглощаться углеродъ при прохожденiи черезъ особый аппаратъ (карбонаторъ), а кислородъ, который содержался въ углекислоте, будетъ снова поступать во внутреннюю атмосферу снаряда.
Такъ рѣшается вопросъ о дыханiи. Что касается пищи и питья, то можно было бы значительно сократить громоздкость запасовъ продовольствiя, прибѣгнувъ къ разнымъ консервамъ и къ продукту, называемому «трофогеномъ» профессора Ретефорда въ Чикаго; Ретефордъ утверждаетъ, что трофогенъ достаточенъ для поддержания жизненной энергiи: нѣсколькихъ пилюль довольно для дневной порции. Если подобное меню покажется слишкомъ однообразнымъ, можно будетъ разнообразить его консервами изъ мяса и овощей, которые будутъ приготовляться на электрическомъ очагѣ, не портящимъ воздуха. Вмѣстѣ съ водой для варки продуктовъ, вѣсъ суточной порцiи будетъ равенъ 3 фунтам на человека, следовательно, на 60 дней около 15 пудовъ троихъ. Прибавивъ воду для питья, получимъ въ итогѣ около 30 пудовъ продовольствiя на весь путь.
Въ общемъ, принявъ въ разсчетъ еще воду для умыванiя пассажировъ и запасъ топлива для двигателя, - мы получимъ около ста пудовъ груза, чтобы обезпечить сохраненiе жизни троихъ человѣкъ въ теченiе 60-ти дней, ихъ дыханiе, питанiе и все прочее. А вмѣстѣ съ вѣсомъ этихъ трехъ человѣкъ и разныхъ сосудовъ для продовольствiя — имѣетъ около 120 пуд.
Теперь остается набросать схему корабля-снаряда, удовлетворяющего всѣмъ требуемымъ условiямъ въ смыслѣ прочности, непроницаемости для холода пространства и приспособлений для наблюдений.
Это — цилиндръ, оканчивающiйся кверху полукруглой частью, образующей куполъ для обсерваторiи. Размѣръ — 11 метровъ въ высоту и 41/5 метра въ наружномъ дiаметрѣ. Снарядъ построенъ изъ соединенiя восьми вертикальныхъ дугъ, скрѣпленныхъ на кругѣ, служащемъ основанiемъ; остовъ покрыть слоемъ алюминiя, образующаго двойной покровъ, дающiй прекрасную изоляцiю внутреннихъ помѣщенiй.
Эта своеобразная граната раздѣлена въ высоту на пять этажей, соединяющихся другъ съ другомъ лѣстницами. Самый нижнiй этажъ - чуланъ; здѣсь хранятся резервуаръ съ водой, бочки, консервы, химическiе продукты, а въ толщѣ двойной стѣнки — прiемники съ жидкимъ воздухомъ. Надъ чуланомъ помещается лабораторiя, заключающая въ себѣ двигатель, электрическiй очагъ и т. п. Тамъ же — двойная дверь, черезъ которую можно проникнуть внутрь вагона и выходить наружу. Выше расположена столовая; здѣсь стоить шкафъ, буфетъ съ предметами для сервировки стола и бѣльемъ. Въ срединѣ — столъ, освѣщающiйся висячею электрическою лампою; энергiя получается отъ аккумулятора, находящаяся въ лабораторiи. Часть стѣны занимаетъ диванъ, а надъ нимъ проделаны два окошечка, позволяющiя смотрѣть наружу. Этажъ, расположенный надъ столовой, занять каютами и уборной. Наконецъ, надъ всѣмъ этимъ устроенъ вращающiйся куполъ, поставленный на двойной гидравлическiй пазъ, содержаний жидкiй гелiй — вещество, не замерзающее несмотря на холодъ межпланетнаго пространства. Куполъ снабженъ тремя окошечками и служитъ помѣщенiемъ для астрономической трубы. Въ куполѣ помещены также инструменты для научныхъ наблюденiй, необходимыхъ при подобныхъ путешествiяхъ. Вѣсъ аппарата такого типа достигаетъ 75 пудовъ; внутреннее оборудованiе можетъ быть исчислено въ 40 пудовъ, — такъ что вѣсъ всего снаряда 115 пудовъ. Прибавляя этотъ вѣсъ къ вѣсу провизiи на два месяца и трехъ путниковъ, получимъ общiй весъ около 240 пудовъ.
Таково въ главныхъ чертахъ устройство аппарата, предназначеннаго для изслѣдованiя сосѣднихъ мiровъ нашей системы. Осуществленiе всего этого не превосходитъ того, что можетъ быть достигнуто человеческой техникой. Что такое, въ самомъ дѣлѣ, нашъ двойной 50-саженный стержень, приводимой въ дѣйствiе двигателемъ въ 12.000 лошадиныхъ силъ, по сравненiю съ башнею Эйфеля или паровыми двигателями «Лузитанiи»?
Безусловно, это будетъ сооруженiе довольно дорогое, но издержки на него будутъ не таковы, чтобъ передъ ними могъ отступить великодушный меценатъ или чтобы подобной суммы не дала общенародная подписка.
Можно было бы начать съ более скромныхъ опытовъ и приступить къ задаче великой межпланетной переправы только послѣ того, какъ выяснится рядъ задачъ меньшей важности. Громадную начальную скорость можетъ дать колесо, даже въ 10 разъ меньшее, нежели вышеописанное. Нисколько не преувеличивая, — можно придать ему скорость въ 400 оборотовъ въ секунду, при посредствѣ паровой турбины типа Лаваля. Скорость, достигаемая здѣсь въ теченiе шести часовъ, будетъ равна 6 верстамъ въ секунду; снарядъ можетъ быть отброшенъ на многiя тысячи километровъ. Аппаратъ такого рода далъ бы возможность при помощи специальнаго приспособленiя приборовъ произвести заатмосферическiя изслѣдованiя огромнаго научнаго интереса. Мы вѣдь не знаемъ, что совершается даже на 60 верстъ надъ нашими головами.
Если существуетъ предѣльная скорость (11 килом.), которая навсегда уноситъ снарядъ въ бездны мiрового пространства, то скорости меньшiя и гораздо легче достижимыя, дадутъ возможность движущемуся тѣлу описать громадный эллипсъ, одинъ изъ фокусовъ котораго будетъ лежать на земной орбитѣ.
При этихъ условiяхъ нашъ снарядъ сделается какъ бы самостоятельнымъ небеснымъ тѣломъ; слѣдуя по своей орбитѣ. онъ обогнетъ Луну, Венеру или Марсъ, достаточно близко для того, чтобы наблюденiя оказались продуктивными. Затѣмъ снарядъ возвращается къ Землѣ съ возростающею скоростью. Внутреннiй двигатель, которымъ онъ снабженъ, будетъ въ высшей степени полезенъ для замедленiя скорости обратнаго паденiя.
Во всемъ этом нѣт ничего неисполнимаго. Это не мечтанiя, не сказка, не романическая выдумка. На вопросъ, поставленный въ заголовкѣ нашей статьи «Возможны ли путешествия на планеты», мы смѣло отвѣчаемъ: да!
Разумѣется, приключенiя подобного рода сопряжены съ нѣкоторымъ рискомъ. Сомнительно, напримѣръ, можетъ ли человѣкъ жить въ средѣ , где не дѣйствуетъ сила тяжести. Далѣе, въ мiровомъ пространстве можетъ оказаться неизвѣстный пока наукѣ газъ, невидимый пока для нашихъ глазъ, и способный уничтожить снарядъ... Случайный болидъ можетъ представить для нашего аппарата такой камень преткновенiя, о который разобьется бренньй межпланетный корабликъ. Можетъ быть, существуетъ много и другихъ неподозрѣваемыхъ опасностей... Вселенная безконечна, а человѣкъ — только одинъ атомъ въ этой безконечности... Но, съ точки зрѣнiя чистаго знанiя, подобное путешествiе и достиженiе другого мiра обитателями Земли будете важнымъ фактомъ въ исторiи земного человечества, ибо никто не можетъ ни угадать, ни предвидеть, какiя невѣдомыя блага получимъ мы отъ этой побѣды.