Из пушки на планеты
| „Кроткое светило ночей является первою станцией при путешествии в бесконечность". К.Фламмарион. |
Идея — перенести героев романа в аппарате, выбрасываемом с Земли каким - либо метательным приспособлением, была предложена несколькими писателями, Жюль - Верном, Фором и Граффиньи, Уэльсом, Жулавским и др., причем разные авторы пользуются разными орудиями метания, как - то: пушкой, вулканом, или даже проектируют специальную громадную метательную машину.
 Рис. 2. Жюль Верн (1828—1905) |
Ниже мы помещаем описание этих проектов, сопровождая их критикой главнейших идей, положенных в основу проекта. Наиболее живописно изложил эту идею Жюль Верн.
Жюль Верн (рис. 2) родился 8 февраля 1828 г. в Нанте (Франция) и был единственным сыном довольно состоятельных родителей. Здесь он получил среднее образование. В 1847 г. переселился в Париж, где изучал до 1852 г. юриспруденцию, кончил полный курс, но юристом никогда не был; дебютировал на литературном поприще рассказами, комедиями, стихотворениями, но в продолжение 10 лет не написал ничего сколько - нибудь выдающегося. В течение этого времени он совершил ряд путешествий в Северную Америку, в Норвегию, по Средиземному морю, впечатления которых широко использовал впоследствии. Когда созданный им новый вид романа принес ему буквально мировую известность, жизнь его становится совсем бедной внешними событиями. Сперва он почти безвыездно живет в Париже, совершая лишь иногда летом небольшие поездки по морю у берегов Франции, а в 1890 г. переезжает в Амьен, где тихо и мирно живет до самой смерти (11/24 марта 1905 г.), выпуская приблизительно два романа в год. Идея полета с Земли в космическое пространство проведена им в следующих романах: «от Земли до Луны», «Вокруг Луны», «Вверх дном», «Пятьсот миллионов бегумы» и «Гектор Сервадак».
Приведем изложение идей Ж. Верна о полете на Луну при помощи выстрела пушки.
Жюль Верн в романе «Пятьсот миллионов Бегумы» описывает пушку, при выстреле из которой снаряд получает такую скорость, что делается спутником Земли.
 Рис. 3. Пушка Ж. Верна № 1. |
Эта пушка (рис. 3) весила не менее 300 тонн и была типа осадных орудий. Заряжалась она с казенной части, дуло было диаметром 1,5 м. Орудие стояло на стальном лафете, поставленном на полосе из того же металла, и из нее мог бы стрелять маленький ребенок,—так легко было управлять ею, благодаря сложной системе зубчатых колес. В задней части лафета помещался компенсатор, который уничтожал откат пушки или, по крайней мере, противодействовал ему и автоматически ставил ее опять на прежнее место после каждого выстрела. Сила боя ее была такова, что на расстоянии двадцати метров она цельным ядром пробивала легко, как стекло, стальную плиту в метр толщины. Дальность боя ее 16 км. Заряд состоял из хлопчато - бумажного пороха с примесью двух десятых его веса азотной кислоты и поташа. Кроме этой большой пушки, были еще и меньшие. Снаряды последних имели вид трубы, длиною 2 м и диаметром 1,1 м. Снаружи они были покрыты свинцовой оболочкой, которая свободно передвигалась по нарезам орудия. Они кончались с задней стороны стальной пластинкой со стержнем, а с передней—стальным стрельчатым острием, к которому примыкал ударник трубки. Несмотря на их величину, вес их не превышал веса обыкновенных снарядов того же калибра, так как они были сделаны из стекла и заряжены жидкой угольной кислотой, сжатой до 72 атмосфер. При падении происходил взрыв оболочки, и угольная кислота из жидкого состояния переходила в газообразное. Последствие: температура всей окружающей атмосферы падает до 100 градусов ниже нуля, и воздух смешивается с громадным количеством углекислого газа. Все живое на тридцать метров кругом от места взрыва погибает мгновенно от замерзания и удушения. Так как описанный снаряд слишком легок для своего об'ема, то и дальность полета его не свыше 3 км. Для более дальней стрельбы из большой пушки, применяются снаряды из чугуна; они сплошные и содержат каждый сто маленьких пушек, симметрично вложенных одна в другую, как отдельные цилиндры телескопа; при полете этот снаряд разряжается в пушки и из них, в свою очередь, стреляют маленькими гранатами, начиненными горючими веществами. Дальность полета такого снаряда 16 км. (рис. 4).
Выстрел этой пушки был предназначен для разрушения одного города. К счастью, ошибка в расчете дала результат, благодаря которому, снаряд получил такую начальную скорость (10 000 м в сек.), что не упал обратно на Землю, а сделался ее спутником.
 Рис. 4. Ядро Ж. Верна. |
В 1865 году, во Франции появился увлекательный роман Жюль Верна «От Земли до Луны», в котором автор описывает отлитую в Америке гигантскую пушку и ядро, в котором трое пассажиров отважились полететь на Луну.
В другом своем романе «Вокруг Луны», Жюль Верн говорит уже о самом полете ядра в межпланетном пространстве и о благополучном возвращении путешественников на Землю.
Ниже мы излагаем принципы устройства пушки, ядра и условий полета его так, как это дается у Жюль Верна. В примечаниях к этому изложению мы приводим некоторые наши пояснения и в конце помещаем критику этого проекта; приведенную немецким автором Максом Вальером в его книге: «Der Vorstoss in den Weltenraum», а также некоторые замечания Я.Перельмана из его книги «Межпланетные путешествия».
Роман начинается с описания возникновения в Балтиморе, после окончания в С. - А. С. Штатах борьбы южан с северянами, «Пушечного Клуба», при чем, по словам одного из ораторов его, «почет и уважение, которыми пользуются члены клуба, пропорциональны массе изобретенных ими орудий и квадрату их дальнобойности».
Председатель клуба Барбикэн и член клуба Дж. Мостон составляют проект пушки, которая должна послать ядро на Луну. Вначале ядро предполагалось без пассажиров, но потом, по предложению француза Мишеля Ардана, внутри ядра устраивается каюта, в которой и решаются отправиться на Луну президент Барбикэн, Мишель Ардан и капитан Николь.
Скорость полета ядра должна быть 12 000 ярдов (около 11 182 м) в сек. При этой начальной скорости ядро должно было долететь до нейтральной зоны, где притяжение Земли сравнивается с притяжением Луны. Место это находится на 47/52 расстояния Луны от Земли. На рис. 5 изображены орбиты Луны и Земли в ортогональных проекциях. Из чертежа видно, что Луна описывает вокруг Земли эллипс. Наиболее близкое положение ее к Земле (р) называется перигелием, а наиболее удаленное (p1) афелием. В перигелии центр Луны отстоит от центра Земли на 363 290 км; а в афелии — 405 400 км. Учитывая же радиусы Земли и Луны, найдем, что наиболее близкое расстояние между поверхностями Луны и Земли будет в перигелии 355 200 км. Поэтому следует стрелять из пушки на Луну так, чтобы ядро достигло Луны при прохождении ее через перигелий.
В романе «Вокруг Луны» Ж. Верн дает формулу при помощи которой он определяет скорость полета ядра по выходе из атмосферы:
 Рис. 5. Полет ядра на Луну, по Ж. Верну. |
Здесь V—начальная скорость полета ядра;
v0 скорость его по выходе из земной атмосферы;
d - расстояние между центрами Луны и Земли (по Ж. Верну 356 720 000 м);
г - радиус Земли (для Флориды 6 370 000 м);
m - масса Земли
m' - ,, Луны
m/m'=1/81
g - ускорение силы тяжести на Земле,
х - расстояние ядра от центра Земли. Для нейтральной зоны, где притяжение Земли и Луны сравнивается х=0,9 d.
Подставляя эти значения в формулу, получим
что соответствует начальной скорости 16 576 м сек., каковая, повидимому, и была получена ядром, так как, с одной стороны, заряд пироксилина при выстреле был взят с запасом, а с другой, ядро облегчилось в весе, (благодаря удалению большей части взятой с собой воды.
Продолжительность полета исчислена до нейтральной зоны при скорости от 11 182 м сек. до нуля)—в 300 000 сек. (83 часа 20 мин.) и от нейтральной зоны до Луны—50 000 сек. (13 часов 53 мин. 20 сек.), а всего 97 часов 13 минут 20 сек.
Когда следует произвести выстрел? (Точнее, когда ядро должно прибыть на Луну?) Тогда, когда Луна находится не только в перигелии, но и в зените по отношению к месту выстрела. Хотя Луна каждый месяц бывает в перигелии, но не всегда в зените. Поэтому приходится иногда долго ожидать такого счастливого момента. Ж. Верн определяет этот момент 4 - го декабря (год не указан).
Направление выстрела (рис. 5),1) должно быть к зениту места его, при условии, если оно находится на широте от 0 до 28°, так как только для этих широт Луна может находиться в зените, и при этом условии ядро будет совершать кратчайший путь; при расположении же пушки далее от экватора, выстрел пришлось бы произвести наклонно, что удлинит путь ядра. В момент выстрела Луна, ежедневно движущаяся на 13° 10' 35", должна находиться от точки зенита на расстоянии, соответствующем пути, который она пройдет в течение времени полета ядра, т. е. 52° 42' 20". Кроме того, необходимо принять во внимание и то отклонение, которое получится ядром от вращения Земли у широты места выстрела (скорость v на черт. 5). Поэтому ядро достигнет Луны, отклоняясь еще на 11°, т. е. всего около 64°.
1Чертеж составлен нами.
 Рис. 6. Первая пушка Мостона. |
В виду этого, в момент выстрела, ось орудия должна быть под углом 11° к линии перигелия, и выстрел должен быть сделан, когда Луна находится на 64° от перигелия (тогда ядро опишет кривую линию abc (черт. 5), при чем точка b соответствует нейтральной зоне ее).
Момент выстрела должен быть 1 декабря в 10 часов 46 мин. 40 сек. вечера, и ядро упадет на Луну в полночь с 4 на 5 декабря.
Место расположения пушки, на основании вышеприведенных условий, было выбрано во Флориде около города Тампа - Тауна на горе Стонсгилль (27°7'сев. шир. и 5° 7' зап. долг.).
Пушка. Вес ее 68 040 т, длина 274 м, диаметр—2,743 м, толщина стенок—1,829 м. Материал пушки— серый чугун. Внутри жерла нарезок делать не предположено.
Лафет пушки вызвал сначала в «Пушечном Клубе» дебаты. Мастон предлагал уложить ее на Землю, сделав ее длиною около 800 м (рис. 6). Однако, восторжествовало мнение председателя Барбикэна, который дал проект устроить ее вертикально внутри горы (рис. 7 и 8). Вокруг чугунного жерла пушки устроена каменная кладка толщиною 5,943 м.
 Рис. 7. Продольный разрез пушки Ж. Верна. |
Ядро имеет гранатообразную форму, т. е. нижняя часть его цилиндрическая, а верхняя заостренная. Наружный диаметр его 2,743 м, высота—3,658 м. Остальные размеры показаны на рис 9. Следует отметить некоторую несходимость размеров ядра у Ж. Верна. Так, на стр. 1421 говорится, что внутренняя
1J. Verne ,,De la Terre a la Lune" Hetzel.
площадь пола ядра была 54 кв. фута, что дает диаметр 2,53 м и соответственно толщину стенок
Между тем, на стр. 44 толщина стенки указана 0,30 м. Для смягчения удара при выстреле, на дне ядра была налита вода до высоты 0,91 м, а сверх ее наложен толстый деревянный круг, который вплотную прилегал к стенкам; кроме того, вода еще разделялась двумя более тонкими кругами, которые при выстреле последовательно проломятся; при этом вода устремится через трубку, проложенную внутри стенок ядра к его вершине и выльется наружу. После же эти круги можно выбросить. Стенки внутри ядра немного тоньше, чем внизу. Вес ядра — около 8 000 кг, а воды — 5 700 кг. Ядро отлито из алюминия. Окна устроены—одно в вершине, одно — посредине пола и два в боковых стенах (в другом романе Жюль Верна «Вокруг Луны» говорится, что боковых окон было больше — около четырех). Для входа в ядро сверху был устроен люк. Внутри стенки были обшиты кожей укрепленной на гибких пружинах. Общий вид ядра показан на рис. 10, а внутренний—на рис. 11
Сопротивление воздуха при полете ядра предполагается ничтожным. Жюль Верн пишет так: «Земная атмосфера имеет только около 65 км толщины; следовательно, при скорости ядра в 11 182 м в сек. ядро пролетит этот слой в 5 секунд, т. е. в такой промежуток времени, что сопротивление среды можно считать ничтожным, и о нем не стоит даже говорить.
 Рис. 9. Разрез ядра Ж. Верна. |  Рис. 8. Деталь пушки Ж. Верна. |
Взрывчатое вещество. Для выстрела был применен пироксилин в количестве 163 800 кг, который при взрыве должен был дать 6 000 000 000 (6 миллиардов) л газа. Заряд занимал высоту внутри пушки 54,84 м.
Снабжение провиантом. Кроме запаса провизии, взятого путешественниками с собой, Жюль Верн дает идею посылки с земли новых гранат, содержащих провиант. Эти гранаты должны посылаться, когда Луна находится по отношению к Земле в перигелии, и будут улавливаться нашими путешественниками.
Для возможности вывода ядра из нейтральной зоны между Луной и Землей, в дно его можно было вставлять 12 маленьких стальных пушек, при выстреле из которых происходила отдача. Внутри ядра они приходились вровень с дном, а снаружи выступали за него на 0,15см (рис. 9 - а).
Следует заметить, что Жюль Верн указывает на возможность изменения орбиты корабля под влиянием пролетающего астероида и даже попадания осколков в их корабль. (Ж. Верн «Вокруг Луны» стр. 149).
 Рис. 10. Внешний вид ядра Ж. Верна. |  Рис. 11. Внутренний вид ядра Ж. Верна. |
 Рис.12. Падение ядра на Землю. |
Результат экспедиции. Ядро, вместо четырех суток, пробыло в пути гораздо дольше. Оно облетело вокруг Луны и, под действием отдачи ракет, отошло от нейтральной зоны и стало падать на Землю, которой и достигло 12 декабря в 1 час утра, пробыв в пути всего 10 суток, 2 часа, 13 мин. 20 сек. Погрузившись в океан, оно потом всплыло на поверхность, и все путешественники были спасены американским корветом (рис. 12).
Жюль Верн, устами одного из героев своего романа «От Земли до Луны», именно Мишеля Ардана, говорит: «Я уверен, что со временем от Земли к Луне будут ходить настоящие поезда из метательных снарядов, в которых можно будет располагаться, как у себя дома. При этом способе передвижения не нужно будет опасаться ни толчков, ни схода с рельсов, и цель будет достигаться быстро, без всякого утомления, по прямой линии, в роде, например, полета пчелы»... На рис. 13 изображен подобный будущий поезд из 5 вагонов, несущийся в мировом пространстве и приближающийся к Луне.
 Рис.13. Межпланетный поезд Ж. Верна. |
Я. Перельман, в своей книге «Межпланетные путешествия» (СПБ. Изд. 4, стр. 94 —103) приводит следующий поверочный расчет к проекту Ж. Верна для определения продолжительности полета ядра от Земли до нейтральной зоны, где притяжение Земли и Луны сравниваются (рис. 14). Эта зона располагается от центра Земли на 0,9 всего расстояния. Предположим, что снаряд находится от земли на этом расстоянии и вращается вокруг нее, как спутник; тогда, зная, что продолжительность обращения Луны=27,3 суток, получим время обращения снаряда из уравнения Кеплера:
а время падения снаряда с Земли до этой зоны будет
В действительности время будет несколько меньше, так как падение ускоряется благодаря притяжению Луны, которое не было принято в расчет.
Время падения от нейтральной зоны на Луну определяется следующим образом.
Если бы снаряд, находясь от Луны на расстоянии 0,1 ее отдаления от Земли, обращался вокруг нее, то время обращения определилось бы из уравнения Кеплера:
при условии, если масса Луны равнялась бы массе Земли; но так как масса Луны в 81 раз меньше, а скорость обращения пропорциональна корню квадратному из массы, то время обращения будет в
=9 раз дольше, т. е. 0,863·9 = 7,77 суток; и, наконец, время падения ядра от нейтральной зоны на Луну будет Рис. 14. К проекту Ж. Верна. |
но в действительности, благодаря замедляющему действию Земли, больше (около 2,8 суток).
Полное время падения от Земли до Луны равно около 4,1 +1,4=5,5 суток (в действительности, около 6½ суток).
(пушка и ядро).
Главнейшими возражениями против осуществимости посылки снаряда с пассажирами из пушки, являются следующие:
1. Невозможность дать начальную скорость снаряду, необходимую для полета его в межпланетное пространство.
2. Невыполнимая практически длина пушки.
3. Неизбежная гибель пассажиров в снаряде в момент выстрела.
В дальнейших рассуждениях будем предполагать, что сопротивления воздуха не существует, так как при наличии такового, задача делается еще более невыполнимой.
Сделаем подсчет для метания из пушки на Луну снаряда, весом 1 кг.
Работа тяготения, которую должен преодолеть заряд, равна 0,63 · 107 кг/м.
Работа 1 кг пороха равна 429 · 103 кг/м.
Поэтому величина заряда должна была бы быть
Принимая утилизацию пороха в пушке, в 1/3; получим заряд 14,7 · 3= ~45 кг.
Упомянутая работа должна сообщить снаряду, весом в 1 кг, или массой 0,1 скорость v или живую силу
т. е. начальная скорость, не принимая сопротивления воздуха, должна быть около 12 100 м в сек., между тем как пока современные орудия дают начальную скорость не более 1 500 м/сек.
Если бы требуемую скорость в 12 100 м/сек, мы пожелали получить в 1 сек., то при весе снаряда в 1 кг и массе его 0,1 сила равнялась бы 0,1· 12 100=1 210 кг при упомянутом ускорении в 12 100 м/сек2, каковое имело бы результатом гибель пассажиров.
Предположим, что давление на 1 кг не свыше 1 кг, т. е. ускорение не свыше 1:0,1 - м/сек2, и пусть требуемая скорость развивается постепенно, что можно достигнуть устройством вдоль орудия камер с зарядами, которые постепенно бы взрывались при прохождении заряда мимо них.
Обозначим время прохода снаряда в орудии через t, в течение которого он разовьет скорость 12 100 кг/сек. Тогда ускорение будет:
Принимая среднюю скорость в 12 100 : 2= 6 050 м/с, получим длину орудия 6 050 · 1 210 = 7 320 км.
Если допустить ускорение в 50 м/сек2, то длина орудия будет в 5 раз меньше, т. е. 1 465 км.
Пусть высота поднятия снаряда будет всего лишь h =300 км. Тогда, при отсутствии атмосферы, начальная скорость его должна быть 
= 2 450 м/сек, а ускорение, которое он должен приобрести в канале орудия длиною l, определится из формулы v2= 2 (w—g)l, откуда
Полагая длину пушки в 300 м, получим
т. е. вес снаряда внутри орудия увеличивается почти в 1000 раз.
Принимая длину пушки 210 м и скорость вылета ядра из дула 16 000 м/сек., получим время прохода ядром канала пушки, исходя из формулы:
а ускорение а =v/t= 16 000 · 40=640 000 м/сек.2, т. е. почти в 64 000 раз больше ускорения силы тяжести; если бы мы приняли ускорение даже в 40 раз больше нормального, то и тогда бы получили громадную длину пушки, именно: принимая v = 11 000 м/сек.; а =400 м/сек.2
Меры, которые, по Жюль Верну, принимают пассажиры его ядра, вроде матрацов буфферов, воды — все это ничтожно по сравнению с вышеприведенными цифрами, при чем еще не учтено влияние сопротивления воздуха, которое возрастает пропорционально квадрату скорости. Это сопротивление образует панцырь, которого ядро, при скорости в 11 км/сек., пробить не в состоянии и даже, пролетев канал ядра, из которого, пожалуй, можно было бы выкачать воздух, оно, равно, как и заключенные в нем пассажиры, испытало бы второй, не менее гибельный, удар при встрече с атмосферой. Ослабить этот удар можно, поместив дуло орудия высоко над поверхностью Земли, где атмосфера значительно разрежена. Наконец, во избежание вредных последствий удара, можно, как предлагает К. Циолковский, поместить людей и нежные приборы в водяную ванну, устроив особые приспособления для дыхания людей.
Немецкий писатель Макс Вальер в своей книге «Полет в межпланетное пространство» 1 разбирает проект Жюль Верна с разных точек зрения. Ниже помещается этот разбор.
Расчет энергии взрыва. Полагая длину дула 270 м (рис. 7), а длину заряда 54 м2, имеем, что газы при взрыве имеют пространство для расширения в 216 м. Если предположить, что ускорение происходит равномерно, то средняя скорость ядра в дуле будет 11 200/2 = 5 600 м в сек., и ядро пройдет ствол в 0,0385 сек., или около 1/26 сек. Таким образом, в 1/26 сек. оно получит ускорение в 11 200 м, а в целую секунду — 291 200 м. Так как каждому килограмму за время прохода его в стволе и для сообщения скорости в 11 200 м/сек. необходимо сообщить энергию в 6,378 миллионов кг/м, то для ядра в 10 м, следует затратить энергию в 10 000 раз больше, т. е. 63,78 миллиардов кг/м в 1/26 сек. При площади основания ядра в 57 256 см2, на 1 см2 приходится затраты энергии 1 113 900 кг/м, что при пути в 216 м даст давление на 1 см 1 113 900 : 216=5 157 кг/см2=5 157 атмосфер 3.
1Max Valler „Der Vorstoss in den Weltenraum". Eine technische Moglichkeit. R. Oldenburg. Munchen— Berlin. 1925.
2Эти цифры Вальер округляет, и они немного не соответствуют проекту Ж. Верна.
3У Ж. Верна эта площадь равна 50 . 167 см, не 57 256. Вообще Вальер делает весьма приблизительный подсчет.
Сопротивление воздуха, которое, по словам Ж. Верна, будет ничтожным, в действительности оказывается громадным. Его можно разделить на два: а) сопротивление воздуха внутри канала и b) сопротивление воздуха вне его.
Сопротивление воздуха внутри канала имеет место на протяжении 216 м при площади в 57 256 см2, что дает объем столба в 1 237 м3и вес 1 237 . 1,2—1 500 кг, т. е. около 1/6 веса ядра. Ядро, вылетая из жерла, должно весь этот воздух, с той же скоростью, выбросить из орудия, а для этого необходимо затратить добавочную работу около 1/6 той, которая требуется для выбрасывания ядра. Кроме того, воздух будет сжиматься, на что еще потребуется работа, и она будет равна около 14 миллиардов кг/м. Может случиться, что, благодаря сопротивлению воздуха в канале, энергия газов достигнет максимума не тогда, когда ядро подойдет к концу дула, а ранее, и тогда максимальная скорость ядра будет где - то внутри дула, а при выходе будет уже значительно меньше.
Вальер предлагает для парализования этого вредного действия выкачать воздух из канала и закрыть его крышкой, которую ядро легко пробьет.
Сопротивление наружного воздуха у поверхности Земли при скорости ядра 11 200 м составляет около 1 000 кг/см2, что соответствует как бы встречному давлению в 1 000 атмосфер. Для получения параболической скорости, ядро должно в первую секунду по выходе из пушки пройти 12 000 м, что дает затрату работы (считая сопротивление воздуха в среднем 491,6 кг/см2), 491,6 . 12 000 - = 5 900 000 кг/м на см2.
На сопротивление же всей атмосферы потребуется энергия в 7 600 000 кг/м на см2. Таким образом, для преодоления сопротивления воздуха, потребуется затрата энергии большая, нежели для преодоления земного притяжения (6 378 миллионов кг/м).
Сравним теперь энергию движения ядра на 1 см2 его основания с препятствующим сопротивлением наружного воздуха.
При весе ядра в 10 000 кг и площади его основания 57 256 см, вес на 1 см2 будет 175 гр = 0,175 кг. При скорости в 11 200 м/сек. и затрате энергии на 1 кг веса в 6 378 миллионов кг/м, мы получаем на 1 см2энергию 6,378 . 0,175 = 1,114 миллионов кг/м; между тем для преодоления сопротивления воздуха необходимо 7,6 миллионов кг/м; иными словами, ядро, при выходе из дула, застряло бы в воздухе.
Поэтому, правильнее было бы, как это предлагал один из героев романа Жюль Верна, делать ядро не из алюминия, а из чугуна, т. е. тяжелее, но тогда потребовалась бы и более длинная пушка, и иной заряд.
Кроме того, следовало бы делать ядро уже и длиннее, так как тогда уменьшится сопротивление воздуха на квадратную единицу его основания. Если сделать оболочку его из вольфрамовой стали и заполнить свинцом, то и тогда оно имело бы лишь 5 кг на см2 площади. Современные гранаты делаются обычно с удлинением 5 — 6 раз. Ядро же Жюль Верна, сделанное из алюминия, даже если бы и вылетело из дула, то было бы обращено в лепешку сопротивлением воздуха.
Макс Вальер, рассмотрев проект Жюль Верна, дает собственный проект основных элементов устройства пушки и ядра для посылки его в межпланетное пространство.
 Рис. 15. Пушка Макса Вальера. |  Рис.16. Снаряд и жерло пушки М. Вальера |
1. Ядро должно быть диаметром в 1,2 м, длиною в 7,2 м и с удельным весом 13,9 (оболочка из вольфрамовой стали, заполненная свинцом). При таких условиях нагрузка на 1 см2 поперечного сечения будет 10 кг.
2. Пушка должна иметь ствол длиною 900 м и должна быть вделана вертикально в скалу, имея дуло на высоте 5 000 м над уровнем моря. Место расположения ее где нибудь у экватора. Ствол следует сделать из бетона и внутри его следует покрыть слоем металла с нарезами. Перед выстрелом из канала выкачивается весь воздух.
3. Начальная скорость ядра должна быть 12 000 м/сек. При этом оно будет иметь на каждый килограмм своего веса живую силу 7,34 миллионов кг/м, обладая запасом, помимо расхода на преодоление земного притяжения (6,378 миллионов кг/м), еще в 0,966 миллионов кг/м, на 1 кг, или 9,66 миллионов кг/м на 1 см2, что вполне достаточно, чтобы пробить панцырь сопротивления воздуха. При упомянутой скорости ядро пролетит через ствол в 33/4сек.
 Рис. 18. Орудие Фора и Граффиньи. |
Два французских автора Ж. Фор и де - Граффиньи в своем фантастическом романе «Aventures Extraordinaires d'un Savant Russe» (Paris, 1899 an)
 Рис. 17. Взрыв земли по Фору и Граффиньи. |
Принцип. Взрывчатым веществом служил новый, будто бы открытый, состав, названный селенитом, один грамм которого при взрыве развивает десять кубических метров газа и дает платиновой пуле, весом 100 г, скорость 2 000 м в сек. и дальность 16км. Несколько тонн этого вещества могут взорвать всю землю (рис. 17). Состав этого вещества: взрывчатый желатин и углекислый поташ.
Устройство пушки. Для того, чтобы скорее преодолеть земное притяжение, выстрел должен быть произведен вертикально, и снаряд должен получить скорость в первую секунду свыше 11 300 м. Для того, чтобы снаряд получил такую скорость, в канале орудия необходимо, при проходе снаряда внутри орудия, давать ему ряд последовательных толчков в виде последовательных взрывов в разных местах. Высота снаряда 3,50 м, а диаметр 2 м.
 Рис. 19. Вторая пушка Фора и Граффиньи. |
Место выстрела было выбрано в южном полушарии, на острове Маль - пело, принадлежащем Колумбии.
Когда взрыв произошел, то снаряд был выброшен к Луне. Пассажиры перенесли сотрясение благополучно. При падении на Луну рессоры и матрацы оказались способными смягчить силу удара, и путешественники остались живы. Помимо описанной пушки, автор дает еще рисунок другой, обычного типа, но громадных размеров, при помощи которой также можно было бы бросить снаряд на Луну (рис. 19).
Те же два автора Ж. Фор и де - Граффиньи и в том же романе описывают полет пяти человек на Луну в снаряде, который был заключен в кратер вулкана «Котопахи» в Америке и силою извержения был выброшен в межпланетное пространство.
Устройство снаряда. Общий вид снаряда изображен на рис. 20, а продольный разрез его на рис. 21. Снаряд был сделан из никкелевой магнезии, которая весит в два раза легче алюминия и обладает большой прочностью. Вес его 600 кг. Весь он сборный из отдельных частей, удобных для перевозки. Детали устройства его следующие (рис. 21). А—лабороторная печь, В—батарея электрических элементов, ССС—свернутые и привешенные к стенкам постели, D—химические препараты, Е - балоны с кислородом, F F F - ящики с провизией и пр., К - электрическая люстра, L - шкаф, М - библиотека, N - комод, туалет и шкаф, R - сжатый воздух (кессон), Т - диван со свернутыми матрацами, V V V - окна (6).
Электрическая батарея была достаточна для работы в течение 240 часов и применялась для освещения.
Отопление производилось горением спирта.
Для возобновления воздуха был взят кислород, сгущенный до твердого тела в виде таблеток. Для удаления продуктов дыхания применялся едкий поташ, поглощавший углекислоту воздуха.
Жерло вулкана. По данным автора, скорость извергаемых газов вулканов следующая: Этны - 800 м в сек,, Везувия -1250 м/с, Геклы -1 500 м/с, Стромболи -1 600 м/c, Пичинка, Котопахи и Антизана 3 - 4 км/сек.
 Рис. 20. Полет из вулкана на Луну по Фору и Граффиньи. Снаряд. Общий вид. |  Рис. 21. Снаряд Фора и Граффиньи. Продольный разрез. |
Для целей путешествия был выбран вулкан Котопахи (рис. 22). В его кратере был вертикальный канал, глубиною 300 м, упиравшийся в пласт обсидиана. При помощи машин стенки канала были сглажены, а в основание его, диаметром 10 м, был опущен снаряд. Так как снаряд был немного уже, то между ним и дном канала был положен второй кессон со сжатым воздухом, диаметром 10 м, закрывавший точно сечение канала. Напор газов при извержении мог выстрелить тогда снарядом, как пулей, и при этом воздух, вылетая при сжатии из второго кессона через особые клапаны, может ослабить силу толчка. Скорость вылета снаряда предвиделась 11 000 м/с.
Отправление с Земли. Когда все приготовления были закончены, и Земля и Луна находились в благоприятном расположении (25 марта, 6 час. 10 мин. вечера), путешественники поместились внутри снаряда. Еще раньше чувствительные сейсмографы указали близость извержения, но оно было искусственно ускорено взрывом обсидиановой плиты под снарядом. Перед этим моментом все пассажиры завернулись в матрацы. Когда пилот нажал кнопку, произошел страшный толчок; все потеряли сознание. Между тем снаряд, под давлением нескольких миллионов кубических метров подземных газов, исчезал вверху, пролетев земную атмосферу менее чем в 5 секунд (рис. 23).
Однако, потом все путешественники пришли в чувство и благополучно пролетели от Земли к Луне.
Спуск на Луну предполагался следующим образом. Хотя скорость падения будет равна 2 500 м/с, однако, благодаря разреженности лунной атмосферы, снаряд при трении об нее не будет раскален; в днище же вагона были устроены сильные пружины и рессоры, которые ослабят силу удара.
 Рис. 22. Разрез вулкана Котопахи. |
 Рис. 23. Полет из вулкана на Луну. |
Перед моментом удара, путешественники завернулись в матрацы. Наконец, ужасный толчок потряс весь вагон; люстра и лампы разбились на тысячи кусков, мебель, сорвавшись с мест, нагромоздилась в одну кучу. Все потеряли сознание, но... через некоторое время, опять очнулись. Никто не пострадал.
Английский романист Герберт Уэльс в своем романе «Борьба миров», описывает прибытие жителей Марса на Землю (в Англию), уничтожение ими жителей, разрушение, зданий и, наконец, гибель их самих от микробов. Для полета они воспользовались выстрелами, которые перебросили снаряды с марсианами с Марса на Землю. Вот как описывает Уэльс полет и устройство снаряда.
Отлет с Марса. Около полуночи 12 августа, когда Марс был в противостоянии с Землею, т. е. в самом кратчайшем от нее расстоянии, астрономы заметили поток раскаленных газов, извергаемых с этой планеты (рис. 24); спектроскоп показал, что поток состоит почти из чистого водорода и движется с громадной быстротой по направлению к Земле (рис. 25). Через четверть часа явление прекратилось, так что его, действительно, можно было принять за выстрел из колоссальной пушки. Подобные извержения повторялись и были видимы с Земли еще целых десять ночей сряду, ровно в полночь.
Прибытие на Землю. В одно прекрасное утро, незадолго до рассвета, в атмосфере показалась огненная полоса, быстро приближающаяся. Ее приняли за обыкновенный метеорит. Полет ее сопровождался сильным свистом. Многие видели падение метеорита. Вскоре он был найден. Пробив глубокую воронку (рис. 26) в почве, он выбросил целые горы песка и гравия, образовавшие высокий вал вокруг этой воронки. Кроме того, он зажег вереск на окрестном пустыре.
Рис. 24. Взрыв на Марсе.
Снаряд. Упомянутый выше метеорит оказался снарядом, имевшим вид цилиндра, около 27 м в диаметре; он был густо покрыт нагаром, образовавшимся во время полета через атмосферу. Когда цилиндр немного остыл, верхняя часть его начала медленно вращаться вокруг своей оси. Блестящая поверхность винта по своему желтовато - белому цвету не напоминала ни один из известных на земле металлов (рис. 27).
Заключение. Уэльс не дает больше никаких подробностей ни о способе посылки снаряда с Марса на Землю, ни о способе ориентировки снаряда в мировом пространстве, ни о тех мерах, которые были предприняты марсианами, благополучно прибывшими на Землю, чтобы предохранить себя от губительных последствий выстрела.
Английский беллетрист Ф. А. Радлей в своем романе «Зеленая машина» описывает полет одного марсианина с залетевшим на Марс жителем Земли с Марса на Землю при помощи выстрела из пушки.
 Рис. 25. С Марса на Землю. |
Марсиане соорудили огромную пушку, выбрасывающую в мировое пространство снаряды с пассажирами.
Для описываемого полета из пушки был выброшен в пространство аэролит, к которому была прикреплена особая «зеленая машина», на которой житель Земли прилетел на Марс, и которая нужна будет путешественникам для спуска на Землю.
Отправление с Марса произошло в день солнечного затмения. Аэролит был пущен с таким расчетом, чтобы он облетел солнечную систему и достиг Земли в течение двух лет и 10 дней. При полете он коснется орбит всех крупных планет нашей системы и пролетит 5 500 000 миль. Недалеко от Нептуна аэролит встретится с кометой Галлея, которая увлечет его по направлению к Земле.
Рис. 26. Спуск марсиан на Землю.
При отправлении оба путешественника заняли место в зеленой машине, прикрепленной к аэролиту и окутанной непроницаемым для воздуха и звука чехлом. Оба были одеты в костюмы, сделанные из такого же материала.
Когда настал требуемый момент, раздался выстрел, и аэролит с машиной вылетел из пушки и понесся в пространство со скоростью многих тысяч миль в час. Автоматический прибор вел счет времени полета и отмечал расстояние, отделявшее аэролит от Солнца.
Маршрут следования был такой: планета Церера, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, комета Галлея и поворот с ней к Солнцу, Меркурий, Венера и Земля.
При встрече с кометой путешественники освободились от аэролита, который унесся в пространство, и понеслись уже в одной зеленой машине, не увлекаемые кометой.
 Рис. 27. Снаряд марсиан. |
Когда машина очутилась в земной атмосфере, скорость ее полета замедлилась, но она упала в море. При этом путешественники выпали из машины и, выплыв на поверхность, спаслись на небольшом острове. Машина же погибла в воде. Далее марсианин делается жертвой осьминога, а жителя земли спасает пароход. Рассказ кончается смертью путешественника в больнице.
В 1911 года появился в Москве перевод с польского романа Г. Жулавского, «На серебряном шаре». В этом сочинении автор описывает фантастический полет двух снарядов с Земли на Луну с людьми и посылку письма с Луны на Землю. Подробностей устройства аппаратов и полета автор дает весьма мало. Автор ссылается на проект Ж. Верна, который осуществляется через 100 лет после смерти знаменитого романиста.
Место отправки снаряда - берег Африки, на расстоянии двадцати с лишним километров от устья Конго. В Земле был сделан колодец из литой стали, в него был заложен снаряд, в котором поместилось пять пассажиров. Под влиянием силы взрыва, действующей в перпендикулярном направлении, силы притяжения Земли и силы разгона, полученной вследствие дневного вращения Земли вокруг оси, снаряд должен был описать в пространстве громадную параболу по направлению с запада на восток и, войдя в определенном пункте, в определенный час, в сферу притяжения Луны, упасть почти перпендикулярно на середину ее диска, обращенного к нам, в области Sinus Medii. Путешественники, по рассказу автора, благополучно перенесли взрыв и полетели к Луне. Они взяли с собой беспроволочный телеграф, который действовал на расстоянии 260 000 км.
Шесть месяцев спустя, с Земли, таким же образом, отправилась вторая экспедиция с двумя людьми. От них получена была радиограмма почти перед самым падением на Луну, которое было для них гибельным, так как они упали на нее не перпендикулярно, а наклонно, и поэтому они разбились на смерть. Первая же экспедиция достигла цели, но часть ее участников погибла, а остальные обратно вернуться не могли. Снаряд свой, по прибытии на Луну, они превратили в герметически закрытый вагон, приводимый в движение при помощи особого электрического мотора.
Начиная свой отчет о полете, один из участников экспедиции пишет:
«На Луне... дня. Господи! Какое же число я должен здесь поставить? Чудовищ - ный взрыв, которому мы позволили выбросить нас с Земли, разру - шил нам то, что считается самым прочным в мире - он разрушил нам время. В самом деле, это ужасно: подумать только, что тут, где мы находимся, нет ни лет, ни месяцев, ни дней наших коротких, прекрасных земных дней...» |
В отношении технических подробностей устройства пушки, снаряда, полета и падения на Луну, фантазия автора весьма бледна и не дает новых идей.
 Рис. 28. Летающая пушка Жулавского. |
Г. Жулавский в своем романе «Победитель», описывает, как с Земли на Луну прибыл один человек, при чем аппаратом для перелета служило ядро, заключенное в стальную броню - пушку, которая, падая, сама себя зарядила сгущенным воздухом. Она упала на Луну своим основанием и встала направлением на Землю. Для обратного полета следовало только войти в нее, запереться и нажать кнопку, и тогда ядро вылетало из дула (рис. 28). Далее, Жулавский описывает, как, без ведома прилетевшего с Земли человека «Победителя», двое жителей Луны, потомки людей, прилетевших с Земли на Луну несколько веков назад, решили завладеть аппаратом.
«Они подошли к огромному стальному цилиндру, глубоко врытому в землю. Из него торчала конусообразная верхушка снаряда, с которой спускалась лестница.
По ней они добрались до отверстия железного цилиндра и находящегося в нем снаряда. После долгих и бесплодных усилий, им удалось, наконец, открыть дверцу, ведущую внутрь. Металлическая лестница шла оттуда до самого дна снаряда. Спускаясь, они захлопнули за собой дверцу, и в ту же минуту блеснул электрический свет, механически зажигающийся при закрытии дверцы.
Вскоре была найдена и кнопка - в виде костяного шарика в металлической оправе, вделанная в стену и находящаяся под стеклом. Один из них раздавил стекло, втиснул шарик в металлическое кольцо. Легкое сотрясение поколебало пол вагона...
После долгих поисков, они нашли в полу металлическую доску, закрывавшую толстое стеклянное окно. Там, под их ногами, с ужасающей быстротой, убегала Луна, от которой они удалялись все более и более, мчась в пространство...
...На Луне же остался лишь наружный панцырь вагона и остатки изуродованных тел жителей Луны, помогавших упомянутым двум путешественникам взобраться в снаряд».
 Рис. 29. Проект посылки снаряда на Луну. |
Еще в 1895 году К. Циолковский высказывал мнение, что если устроить пушку длиною в несколько сотен верст и расположить ее горизонтально, то, может быть, и можно было бы выстрелить из нее ядром, в котором находился бы человек, погруженный в жидкость, и послать такое ядро в мировое пространство.
Наоборот, по мнению итальянского генерала Антонио - де - Стефано, для того, чтобы сообщить снаряду, диаметром 150 мм, скорость 11 100 м/с, необходима длина пушки лишь около 800 м.
В 1924 году появился американский проект посылки пассажирского снаряда при помощи пушки в межпланетное пространство.Длина пушки 5,5 км. Устанавливается она вертикально. Внизу помещаются бетонная взрывчатая камера и снаряд. При вылете из пушки, снаряд получает скорость 11,2 км/с. Внутри снаряда должны быть защитные приспособления, предохраняющие пассажиров от толчка (рис. 29).
 Рис. 30. Снаряд американской пушки. |
На рис. 30 показано отдельно устройство снаряда. Видны его следующие части, начиная от носа: пружины и гидравлические цилиндры, механизм отдачи, круглые окна из толстого стекла, экипаж, сидящий в креслах, сделанных по принципу жироскопа, запасные пружины, воспринимающие отдачу, ролики и пружины, принимающие боковой удар, если снаряд улетает с Земли под углом, гидравлический клапан, диск, до которого докатывается тележка с пассажирами через 1 час, вода, подпорки, гидравлические цилиндры, воспринимающие отдачу, броневой диск, толщиною в 60 см.
В 1927 г. в ленинградском госцирке производилась демонстрация полета итальянца Уго Цаккини из пневматической пушки. Под давлением сжатого воздуха поршень выталкивал из пушки летчика. Последний описывал в воздухе параболу и падал на сетку. Высота подъема была около 6 м, ускорение при взлете - около 2 д., длина полета - около 10м, время полета - около 1½ сек.
В литературе имеется указание, что Лейнерт в Германии вылетал из подобной же пушки на высоту около 25 м.
В грибном царстве довольно часто наблюдается распространение спор (т. е. грибных семян) посредством «выстреливания» их: когда споры созревают,
 Рис. 31. Грибы, метающие споры к Солнцу. |
Но у некоторых представителей грибного царства наблюдается не простое разбрасывание спор, а «выстреливание» по определенному направлению - именно, по тому, откуда идет свет.
Эта своеобразная «стрельба по видимой цели» хорошо наблюдается у небольшого грибка Pilobolus cristallinus, часто развивающегося на навозе (рис.31). Если навозную землю, заключающую грибницу этого гриба, положить в картонный ящик с небольшим стеклянным окошечком, то плодовые тела гриба при своем развитии будут явно тянуться к окошечку. Когда созреют споры, они будут «выстреливаться» грибом прямо в стеклянное окошечко. По легкому шуму ударяющихся о стекло спор, легко проследить, с какою меткостью совершается эта своеобразная стрельба. Меткость зависит здесь просто от того, что плодовое тело гриба изгибает свою ножку под влиянием света так, чтобы верхушка спорангия была обращена прямо к окошечку. Сила взрыва обусловлена напором соков в зеленом грибе. Сама по себе сила метания ничтожна, но, по сравнению с небольшими размерами грибка, она все же довольно значительна.