«Всемирный следопыт» 1930 год №2
Очерк Я. Перельмана
I. Трудности и мечтания.
Ни одного уголка мира не желает человек оставить неисследованным; всюду стремится проникнуть его испытующий взор, изощренный орудиями науки. И хотя могучие телескопы далеко пронизают глубины вселенной, все же многое даже в соседних областях мира ускользает от исследования «всемирного следопыта». Несмотря на все успехи астрономии, мы слишком мало еще знаем о физическом устройстве нашей соседки Луны и почти ничего об условиях, господствующих на планетах. Весьма недостаточно известно нам о том мировом пространстве, которое окружает нашу планету; верхние разреженные слои атмосферы Земли также почти совершенно не изучены.
Как восполнить эти пробелы в нашем познании окружающего мира? Как достичь крайних границ атмосферы, как вылететь за ее пределы в мировое пространство, как посетить Луну и планеты? Здесь не приходится возлагать никаких надежд на аэропланы и дирижабли: они бессильны помочь, потому что проникают только туда где есть достаточно плотная газовая среда, о которую они могли бы опираться. Выше 13 километров не поднимался еще ни один аэростат (с пассажирами), ни один аэроплан. Маленькие аэростаты без человека, с набором самозаписывающих инструментов удавалось запускать на высоту до 38 километров. Но атмосфера имеет в толщину несколько сот километров, и следовательно большая часть ее остается неисследованной. А далее простирается безвоздушное пространство, куда аппаратам вроде аэростатов и аэропланов доступ совершенно закрыт. Между тем, мысль человека влечется в эти неизведанные высоты; она стремиться преодолеть преграды на пути к завоеванию мирового пространства.
Долго преграды эти казались человечеству совершенно неодолимыми, да и теперь они представляются многим превышающими силы человека. В самом деле: как разорвать мощные цепи тяготения, приковывающие к нашей планете все весомые тела, то-есть все, что на ней находится? Как двигаться в абсолютной пустоте, не имея точки опоры? Как оградить себя от холода мирового пространства, где царит невообразимый мороз в 270 градусов? Достаточно уже этих трех трудностей, чтобы сделать казалось бы навеки несбыточной мечту о путешествиях через межпланетные пустыни.
Устрашенные этими препятствиями, люди долгое время могли только грезить о таких путешествиях: они рисовали в своем воображении фантастические способы их осуществления, мало веря в то, что мечты их станут когда-нибудь действительностью. Две наиболее поучительные из подобных фантазий приобрели всесветную известность: проект французского романиста Жюля Верна о перелете на Луну внутри ядра исполинской пушки и мысль английского романиста Уэллса о таком же перелете под защитой слоя вещества, непроницаемого для силы тяжести. Однако оба эти средства на деле совершенно неосуществимы. Даже при условии придания пушечному ядру скорости, достаточной для безвозвратного удаления от Земли, никогда нельзя будет обезвредить того гибельного сотрясения, которому при выстреле неизбежно подвергнутся пассажиры ядра. Что же касается непроницаемого для тяготения вещества, то даже если бы его и удалось разыскать или изготовить, оно все же не помогло бы совершить межпланетный перелет1).
1) См. книгу Я. Перельмана «Межпланетные путешествия», Госиздат, 1929 г.
И все же мы не должны отказываться от мысли разорвать когда-нибудь цепи тяжести и ринуться с Земли в глубины вселенной. В наши дни мы гораздо ближе к осуществлению этой давнишней грезы человечества, чем многие предполагают. Современная техника с ее огромными ресурсами похожа на легендарный рычаг Архимеда: дайте ей точку опоры, и она поднимет земной шар. Дайте ей смелую, но правильную идею, и она рано или поздно претворит ее в действительность. Такой правильной идеей, которая со временем должна получить техническое осуществление, является мысль о полете в мировое пространство на исполинской ракете, могущей без сотрясения приобрести скорость, необходимую для преодоления земного притяжения. Только ракетой можно управлять в пустоте мирового пространства. Мысль эта впервые высказана была замечательным русским изобретателем К. Э. Циолковским.
 Разрез увеселительной ракеты: 1 — картонная трубка; 2 — порох; 3 — место горения; 4 — выход газов. |
Остановимся немного на особенностях этого удивительного снаряда. Вероятно вам случалось во время народных гуляний любоваться красивым взлетом увеселительных ракет; такая ракета весит около 100-200 граммов. В артиллерии применяются для освещения неприятельских позиций гораздо более крупные осветительные ракеты (весом до 16 кило). В середине прошлого века употреблялись на войне еще более тяжелые ракеты, весом до 80 кило. Во всех случаях сущность устройства ракеты одна и та же. Ракета — это трубка, с одной стороны закрытая и набитая медленно сгорающим порохом. Если этот порох зажечь, пороховые газы будут стремительно вытекать из открытого конца трубки вниз, а сама трубка взовьется вверх. Почему?
Причину полета ракеты обычно представляют себе превратно, а между тем, не зная истинной причины движения ракеты, нельзя понять, на чем основано все звездоплавание т.-е. плавание в межзвездном пространстве. Многие ошибочно думают, что ракета в полете отталкивается от воздуха той струей горячих газов, которые вытекают из ее трубки при горении. Ракета движется совсем по другой причине — по той же самой, по какой «отдает» стреляющее ружье или пушка. Когда пороховые газы выбрасывают пулю или снаряд в одну сторону, они с такою же силою давят и во все другие стороны. Но боковые давления уравновешивают друг друга; одно лишь давление назад остается неуравновешенным, оно то и увлекает орудие назад, порождает отдачу. Отдача зависит всецело от тех газов, которые возникают внутри орудия; значит, в пустоте пушка отдавала бы не менее сильно, чем в воздухе.
То же самое происходит и с ракетой: газы, образующиеся в ней от горения пороха, стремительно вытекают из отверстия трубки, а сама трубка отталкивается при этом в обратном направлении. Будет ли вокруг ракеты
 Проект пассажирского звездолета Оберта с каютой. |
Чтобы перейти от ракеты к ракетному кораблю - звездолету , вообразите себе исполинскую ракету с каютой для пассажиров, с огромным запасом горючего вещества и с особым устройством для управления горением. Каюта должна быть устроена примерно так, как в современной подводной лодке: в ней должны находиться приборы для замены израсходованного кислорода свежим, запасы пищи, питья, набор инструментов для ориентирования и прочее.
Теория показывает, что для одоления земного притяжения звездолет должен направиться в мировое пространство со скоростью не менее 12 километров в секунду. Самые мощные артиллерийские орудия не сообщают своим снарядам такой скорости. Можно ли надеяться достичь ее для ракеты?
Оказывается, безусловно можно, если снабдить ракету достаточным количеством надлежаще выбранного горючего. Теория ракеты доказывает, что чем больше сгорело в ракете горючего и чем с большей скоростью вытекают из трубы продукты горения, тем стремительнее движется сама ракета. К скорости, полученной в предыдущую секунду, прибавляется скорость, развиваемая в следующую; кроме того, по мере сгорания запаса горючего, ракета становится легче и потому приобретает от одного и того же напора газов большую скорость. Если к тому же взрывные газы сами вытекают весьма стремительно, то ракета к концу сгорания способна накопить значительную скорость. Можно в точности вычислить,
 Проф. Герман Оберт, глава германских звездоплавателей. |
Многие думают, что выгоднее всего заряжать ракету сильно взрывчатыми веществами. Но это — ошибочное мнение. Порох для звездолета прежде всего чрезвычайно опасен: при зажигании может сразу взорваться весь его запас и уничтожить межпланетный корабль-звездолет.
Но это не единственная причина, из-за которой деятели звездоплавания решили совершенно отказаться от употребления пороха и обратиться к другим веществам. Скорость, с какою вытекают газообразные продукты горения пороха, недостаточно велика для надобностей звездой плавания. Вопреки распространенному мнению взрывчатые вещества освобождают при горении меньше энергии, нежели такие вещества, как водород, нефть, бензин, сгорающие в кислороде.
Поэтому изобретатели звездолетов предусматривают использование лишь таких веществ, как жидкий водород, нефть, бензин, спирт, сжигаемых в смеси с жидким кислородом. Водород и кислород нужно брать в жидком, а не газообразном виде, для того чтобы не пришлось пользоваться черезчур тяжелыми, толстостенными резервуарами-газохранилищами.
Итак, задача сводится к сооружению ракеты с жидким горючим взамен пороха. До самого последнего времени такие ракеты существовали только в чертежах изобретателей. На практике они испытаны не были. И только сейчас, когда я пишу эти строки (январь 1930 г.), в разных местах Европы идет лихорадочная работа по сооружению первых ракет такой конструкции. Разные промышленные предприятия в секрете друг от друга стремятся изготовить и пустить первую ракету с жидким горючим: аэропланный завод Юнкерса, трест заводов Сименса, Всеобщая Компания Электричества, ракетная лаборатория профессора Оберта.
Мне известны лишь планы Оберта. Он сооружает две ракеты — крылатую и бескрылую — примерно в рост человека, обе из крайне легкого нового сплава «электрона» (в 1½ раза легче алюминия). Горючим будет служить бензин и жидкий кислород. Ракеты предназначаются для предварительного испытания пригодности конструкции и должны подняться ввысь километров на 20. Если испытания будут успешны, то за ними последует уже более крупная ракета с длиной маршрута до 80—100 километров. Работы ведутся столь быстрым темпом, что ко времени, когда эти строка будут напечатаны, пробный взлет ракет быть может уже состоится.
Пройдет однако еще немало времени, прежде чем практически будет поставлен вопрос об осуществлении первого полета на Луну.
Есть целый ряд задач, которые техника ракетного транспорта должна разрешить до этого.
Первые шаги по пути к звездоплаванию будут иметь не небесные, а земные цели. Это прежде всего под'ем небольших ракет без пассажиров, с самопишущими приборами, на высоту 70 —100 километров для изучения высших, еще совершенно неисследованных слоев земной атмосферы. Видоизменением этой «метеорологической» ракеты явится ракета «фотографическая», снимающая местность с большой высоты; она найдет себе применение в военном деле. Другое видоизменение — «картографическая» ракета: пущенная над неисследованными частями земной поверхности (Африка, Гренландия и др.), она заснимет на киноленте ландшафты, которых не видел ни один человеческий глаз.
За ракетами этих трех типов последует «почтовая» ракета, также без пассажиров, могущая в полчаса перенести груз в несколько тысяч писем из Европы в Америку или обратно. Передача содержания всех этих писем по телеграфу заняла бы несравненно больше времени и обошлась бы гораздо дороже1).
1) Многообещающие коммерческие перспективы ракетной океанской почты и побуждают вероятно промышленные круги Германии спешить с техническим разрешением ракетной проблемы.
Следующим этапом ракетостроения будут аэропланы, снабженные ракетой вместо мотора. Они будут переносить пассажиров на огромные расстояния через верхние крайне разреженные слои атмосферы, развивая скорость до тысячи и более метров в секунду. Эти «ракетопланы» явятся непосредственными предшественниками пассажирских звездолетов, которые вначале будут совершать вылеты за атмосферу, не удаляясь глубоко в мировое пространство, а затем предпримут и настоящие межпланетные перелеты — на Луну, на Марс, на Венеру.
Полет на Луну в оба конца должен отнять, при наименьшем расходе горючего, около двух недель. Путешествие на Венеру и Марс — гораздо больше. Например, перелет на Венеру займет: туда около 150 дней, обратно — столько же; кроме того путешественники должны выжидать благоприятного момента для возвращения на Землю в течение 470 суток, так что ракетное путешествие продлится около двух лет. Вспомним однако, что первые кругосветные путешествия продолжались еще дольше, и все же находились смелые моряки, отваживавшиеся их предпринимать. Найдутся несомненно и «следопыты вселенной», которые решатся совершить межпланетный перелет. Опасности подобного путешествия при правильной организации экспедиции не так велики, как представляется с первого взгляда. Все эти опасности можно предусмотреть и обезвредить. Некоторые из них являются и вовсе мнимыми. Таковы например опасения, связываемые многими с «холодом мирового пространства». Когда ученые говорят, что температура мирового пространства близка к 270 градусам ниже нуля, то они хотят сказать, что тело, огражденное от лучей солнца и планет, приняло бы такую температуру. Отсюда однако не следует, что звездолету, непрерывно купающемуся в лучах солнца, угрожает опасность замерзнуть. Рассчет показывает, что будущим путешественникам вселенной угрожает скорее жара, нежели холод. Такой же нереальной является и опасность от так называемых космических лучей, пронизывающих мировое пространство: они настолько слабы, что не могут причинить человеческому организму никакого вреда. Многих беспокоит возможная встреча с метеоритами. Рассчет вероятности подобного столкновения показывает, что звездолет может странствовать в межпланетном пространстве сотни лет и не встретить ни одного метеорита.
 Ракетный автомобиль Опеля. В 1928 г. в Германии был проделан ряд опытов установки ракет на автомобиле в качестве двигателя. При горении ракет автомобиль мчался с огромной скоростью. |
Огромная скорость, с какой движется ракетный звездолет, не может сама по себе причинить пассажирам ни малейшего вреда (вспомним, что все мы несемся по земной орбите с еще большей скоростью — 30 километров в секунду). Вредным может быть лишь быстрота нарастания или уменьшения скорости, т.-е. величина «ускорения», если она превосходит известный предел. Но горение в звездолете вполне возможно регулировать так, чтобы предел не был превзойден.
Будущим морякам вселенной надо предусмотреть и то, что произойдет, когда горение заряда прекратится и небесный корабль начнет двигаться как свободно брошенное тело. Вещи внутри звездолета и сам звездолет движутся при этом с одинаковой быстротой, не отставая и не опережая друг друга. Поэтому они не давят друг на друга, иными словами — вещи в звездолете становятся словно невесомыми. Отсутствие веса в течение большей части перелета — пожалуй самое любопытное и необычайное ощущение из всего, что доведется пережить будущему звездоплавателю. Состояние невесомости само по себе безвредно, но чтобы жить в такой обстановке, придется отказаться от многих глубоко укоренившихся привычек и приобрести новые.
 Внеземная станция для межпланетных полетов. (Проект инж. Ноордунга.) |
Понадобилось бы написать целую книгу, чтобы затронуть все вопросы, связанные с звездоплаванием. Эта молодая, на наших глазах нарождающаяся отрасль транспорта успела породить уже большую литературу и разрослась чуть не в самостоятельную науку. В основных чертах все относящееся к ней изложено в упоминавшейся выше книге «Межпланетные путешествия». Коснусь в заключение лишь одного смелого проекта, обещающего значительно облегчить осуществление межпланетных перелетов. Речь идет об устройстве искусственного спутника Земли, который должен будет служить отправной станцией для космических путешествий.
Идея эта при всей своей фантастичности так естественно вытекает из современных звездоплавательных планов, что эволюция заатмосферного транспорта едва ли сможет пройти мимо этого необходимого этапа.
Объясним, для чего выдвинут подобный проект. Отправление ракеты звездолета непосредственно с Земли в дальний рейс с возвращением на родную планету (даже и без высадки на другие планеты) возможно лишь при том условии, что аппарат будет заряжен огромным количеством горючего. Здесь дело не в абсолютном количестве: технически не будет препятствий к тому, чтобы отправить в мировое пространство ракету величиною хотя бы с океанский пароход. Трудность — и притом неодолимая — в том, что масса горючего должна быть чудовищно велика по сравнению с массой незаряженной ракеты, превышая ее в сотни раз. Построить звездолет, все оболочки которого составляли бы всего несколько тысячных долей веса его горючего запаса, — конструктивная задача, неразрешимая теми техническими средствами, которыми располагает наука сейчас или может предвидеть в будущем.
Это невыгодное соотношение резко меняется к лучшему, если подъем звездолета совершается не непосредственно с Земли, а с внеземной станции, со спутника, свободно обращающегося вокруг Земли хотя бы на небольшом от нее расстоянии (но, конечно, за пределами атмосферы).
Книга германского работника звездоплавания Ноордунга дает первый технический эскиз такой внеземной станции. Автор расчленяет ее на три отдельных корпуса: жилое помещение в форме огромного колеса, мастерскую и обсерваторию. Колесообразное жилище, вечно вращающееся, порождает для обитателей внутри его обода искусственную тяжесть (центробежную силу) и тем позволяет создать здесь условия жизни близкие к привычным земным. Номера этой небесной гостиницы, размещенные в ободе жилого колеса, устроены по образцу пароходных кают, с тем лишь неожиданным отличием, что «верх» здесь направлен к центру колеса, а «низ» — от центра. Колесо несет на себе огромное вогнутое зеркало, всегда обращенное к Солнцу и собирающее его лучи, чтобы преобразовать их энергию в электрическую: все корпуса станции снабжаются этой энергией. Второй корпус — мастерская; он приспособлен для выполнения внутри него всевозможных работ. И наконец третий корпус — цилиндрической формы, с многочисленными стеклянными окошками — представляет собою обсерваторию, откуда можно обозревать вселенную. Витая в мировом пространстве, корпуса эти остаются соединенными электрическими проводами и гибкими воздухопроводами.
Так смелая греза мечтателя и теоретическая мысль математика превращаются на наших глазах в технический эскиз инженера чтобы современем воплотиться в реальную действительность.