вернёмся в библиотеку?
"Правда" 15.04.1924 г.

Наука и техника

Путешествия в межпланетные пространства.

«Через несколько лет путешествие на Марс будет не более сложно, чем перелет из Москвы в Берлин». ..................
...............

«Я уверен, пройдет немного лет, и сотни воздушных кораблей будут бороздить звездное пространство».

Ал. Толстой — «Аэлита» (Закат Марса).


Фантазия творца играет видную роль в науке, как и в искусстве. Фантазия для развития науки столь же необходима, как терпеливый труд над собиранием материалов, наблюдение и исследование. Без изучения систематизации фактов — беспочвенное фантазерство. Без фантазии научная работа превращается в нагромождение фактов, классификаций и умозаключений, остается худосочной, зачастую бесплодной. В гармоничном сочетании научного исследования и научной фантазии залог движения науки вперед.

Предшественником и сотрудником ученого, творца-техника, изобретателя часто является художник-поэт, который изобретает, не стесняясь ни законами природы, ни материалами, ни средствами. «Душа поэта, — говорит академик П. И. Вальден, — как бы является вогнутым зеркалом, собирающим все чаяния и мечты данного времени — вдохновение поэта отражает в виде рефлектора все эти мечты, придавая им форму смелой фантастической идеи для грядущего изобретения или открытия.

Законы творчества отдельных кроются в глубине фантазии и воли народных масс. Жизнь ставит, подсказывает научные, технические проблемы.

Коллективная народная фантазия — зеркало нужд и чаяний — в своем поэтическом творчестве, в былинах, песнях, сказках выступает инициатором-изобретателем, рисуя способы и пути расширения власти человека над природою. И сапоги-скороходы, и перевозящий ездока по воздуху волшебный конь, и шапки-невидимки народных сказок, — все это требующие своего разрешения технические задачи. Фантазия народная, вдохновение поэта, зачастую опережают научное, техническое творчество, намечая пути и идеи будущего изобретательства, которые, за отсутствием соответствующих технических и культурных средств, надолго, иногда на многие столетия, остаются мечтаниями.

Но многое, что вчера еще считаюсь фантастическим потому, что не соответствовало нашим творческим техническим силам, нашим средствам, сегодня осуществляется. «Фантазия» поэта Овидея (в I столетии до Р. X.) о жидком воздухе осуществляется, спустя два тысячелетия, знаменитым английским физиком Дьюар. И теперь каждый из нас за несколько рублей может иметь в своей квартире сосуд с жидким воздухом. Еще до открытия известным физиком Рентгеном (в 1895 году) его знаменитых Х-лучей многие поэты в романах и сказках описали подобные лучи и их замечательные свойства. Еще до открытия элемента радия Вильямом Рамзаем один английский поэт в своей повести описал фантастический химический элемент с существенными свойствами радия. Когда в 1916 году впервые появились чудовищные английские бронированные танки-«лохани», лондонские газеты прямо писали, что таковые «по идее являются изобретением писателя Уэльса», известного английского романиста, предсказавшего крупные события мировом войны и предвидевшего задолго многие усовершенствования военной техники. Французский поэт Жюль-Верн (кстати сказать, излюбленный писатель нашего великого химика Менделеева) является предшественником наших подводных лодок и воздушных кораблей. В 1475 году великий ученый и художник Леонардо-да-Винчи дал первый рисунок летательного прибора и изобрел первый винт-пропеллер, а еще в конце 18 века, когда Монгольфье пробовал на своем воздушном шаре перелететь в Англию, на него смотрели, как на фантаста и авантюриста. Спустя лишь четыре столетия осуществляется «фантазия» Леонардо-да-Винчи. А какие формы приняла эта «фантазия» в наши дни!

Если предполагаемый перелет на аэроплане через Северный полюс увенчается успехом, почти последняя неисследованная область земного шара будет нанесена на карту и изучена человеком. И взоры ученых и исследователей жадно обращаются в глубины вселенной. К ближайшим спутникам земли в первую очередь устремляется человек.

Есть такая область, относительно (при новых наших масштабах) не особенно отдаленная, всего в 60 земных радиусах от нас (около 420.000 верст), изученная титаническим глазом нового человека — современным телескопом, — нанесенная на карту, снабженная названиями, но, тем не менее, до сих пор ни одним человеком не посещенная. Это — спутник земли луна. И вот, с этим-то ближайшим нашим небесным соседом намеревается Р. Г. Годдард (профессор Клэркского университета в Ворчестере, Массачузетс — С. Шт. Северной Америки) вступить в сношения в начале наступающего лета. Это — серьезный проект председателя отдела физики Клэркского университета, привлекший внимание широкого круга ученых, а не полет фантазии остроумного романиста.

В воображении человек путешествовал на луну с тех пор, как поэты стали считать этого спутника земли самым подходящим местом для романических приключений. Писателю оставалось только придумать правдоподобный и подходящий способ достижения луны, и его герой оказывался там, где могли совершаться самые невероятные вещи.

Лет 200 тому назад, когда и воздухоплавание было только «фантазией», вопрос о межпланетных путешествиях казался тесно связанным с проблемою летания по воздуху. На самом же деле, это две, собственно, различные проблемы: летать в воздухе и летать в пустоте. Никогда не сумеет достигнуть пределов воздушного пространства аэроплан, ибо основным условием его под'ема и парения является достаточное сопротивление среды (воздуха). Будущему путешественнику в межпланетных пространствах придется иметь дело, главным образом, с действием силы всемирного тяготения, которое но перестает проявляться всюду и везде. «Падение яблока с дерева, провал моста, сцепление почвы, явление прилива, предварение равноденствия, орбиты планет, планеты со всеми их возмущениями, существование атмосферы, солнечное тепло, видимость звезд, вся область астрономического тяготения, так же, как форма наших домов и мебели, совокупность условий обыденной жизни и даже наше существование — всецело зависят от этого основного свойства вещества», — так изображает значение всемирного тяготения в природе английский физик Лодж. Сила взаимного притяжения тел зависит от размеров притягивающихся масс и от их взаимного расстояния. Она может быть ничтожна и неизмеримо велика. Два взрослых человека на расстоянии сажени притягиваются друг к другу силою, равною всего лишь 1/100 миллиграмма. Два корабля, весом по 25.000 тонн каждый, плавая на расстоянии версты друг от друга, взаимно притягиваются силою в золотник. Наша земля, несмотря на такую отдаленность от солнца; удерживается на своей орбите (пути) единственно лишь силою огромного взаимного притяжения этих обоих тел. Не будь силы земного притяжения, достаточно было бы просто оттолкнуться от планеты, чтобы унестись в простор вселенной.

Возможна троякого рода борьба с земною тяжестью: заслониться, ослабить напряжение земной тяжести, или, оставляя последнюю без изменения, — найти способы ее преодолеть.

Вспомним, как решали этот вопрос остроумнейшие романисты-фантасты. Герой романа Уельса «Первые люди на луне» Кевор изобретает вещество «кеворит» — изолятор силы тяжести. Стоя на листе из кеворита, вы под влиянием центробежной силы немедленно выбрасываетесь в пространство по касательной к земле. Герой романа сооружает небесный дирижабль: полый шар из толстого стекла со стальною оболочкою, состоящей из ряда отдельных полос, из которых каждую можно скатывать, как штору. При такой системе наружная оболочка шара, покрытая слоем этого «кэворита» состоит как бы из целого ряда окон, которые мы по своему усмотрению можем закрывать шторами.

Если мы закроем все шторы, в шар не будут поступать ни свет, ни тепло, вообще никакой вид излучаемой энергии, и шар полетит в пространство. Если открыть хотя бы одно окно, то всякое крупное тело, находящееся в направлении этого окна, непременно должно притянуть нас к себе.

Бессмертный Сирано де-Бержерак Ростана совершил, по его свидетельству, свой полет на луну, сидя на куске железа и бросая в воздух магнит. «После того, как магнит брошен, — говорит галантный гасконец, — железо притягивается и неизбежно последует за ним; затем быстро бросайте дальше, и вы можете пролететь неизмеримое пространство». Способ Сирано де-Бержерака, однако, нельзя рекомендовать возможным путешественникам на луну.

Ганс Пфаль Эдгара По совершил свое путешествие на луну в баллоне, наполненном газом, состав коего, к сожалению, составляет глубокую тайну.

Герои Жюль Верна полетели в огромном ядре, которым выстрелили из пунши.

Все эти авторы фантастических проектов строили, не считаясь с законами природы, свойствами материи. Уэльс, наверно, не подозревал, что для того, чтобы перенести тело на экран, непроницаемый для тяготения, или, что то же, захлопнуть все шторы небесного дирижабля Кевора, потребовалось бы такое же усилие, как и для того, чтобы удалять этот корабль с земли в бесконечность. Это, как правильно замечает Я. Перельман в своей книжке «Путешествие на планеты», почти так же легко выполнить, как втащить броненосец на крышу Исаакиевского собора, и притом в течение всего нескольких секунд. Для отправления людей на луну, по проекту Жюль Верна, потребовалось бы отлить пушку длиною в 300 верст. Но, как это часто случается, самое пылкое воображение не могло представить себе того, что достигнуто изобретателями на практике.

Путь к звездам нам открывает ракета, дающая основание действительному осуществлению проектов межпланетных путешествий. Этот, стоящий в стороне от фантастических замыслов, путь предуказан русским изобретателем К. Э. Циолковским, собственно, еще ранее участником покушения на Александра II революционером Кибальчичем. В записке, составленной в 1881 году, незадолго до своей казни, Кибальчич пишет, что в своих мыслях о воздухоплавательной машине он приходит к идее реактивного аппарата.

Идея ракеты проста. Мы знаем так называемый «третий закон Ньютона» в физике: сила действующая всегда вызывает равную силу противодействия. Когда вы стреляете из ружья, давление тазов, отбрасывая пулю в одну сторону, точно с такой же силой отталкивает ружье в обратную сторону. Действие силы на тело зависит от массы последнего. Ружье значительно тяжелее пули, и во столько же раз ослабляется действие его возвратного удара. Природа давно осуществляла способ движения по принципу «отдачи», т.-е. возвратного удара. Так, например, движется каракатица. Набирая воду в жаберную полость и затем энергично выбрасывая струю через особую воронку впереди тела, каракатица получает обратный толчок, отбрасывающий ее назад. Подобным же образом перемещают свое тело и многие другие обитатели вод.

Всякий аппарат, полет которого вызывается действием (отдачею) истекающих газов, мы будем называть ракетою. В 1923 году в Германии появилась книга профессора Германа Оберта — «Die Rakete zu den Planetenraümen». Задача проф. Оберта — доказать следующие 4 положения: 1) при современном состоянии науки и техники возможна постройка аппаратов, могущих подыматься за пределы земной атмосферы; 2) путем дальнейшего усовершенствования такого рода аппараты могут достигать столь значительных скоростей, что, предоставленные самим себе, они из межпланетного пространства не будут падать обратно на землю и в состоянии выйти из сферы земного притяжения; 3) такие соответственным образом устроенные и приспособленные аппараты сумеют поднимать собою также и людей; 4) при наличности некоторых предпосылок, постройка такого рода летательных машин может оказаться экономически полезной, целесообразной и выгодной. Предпосылки эти могут создаться в течение нескольких 10-летий .

Главным препятствием к немедленному осуществлению реактивного небесного дирижабля является отсутствие достаточно сильного взрывчатого вещества. Центр тяжести проблемы заключается в том, чтобы ракета могла выпускать в огромном об'еме находящийся под огромным давлением газ. Вместо применяемых для обыкновенных ракет взрывчатых веществ, межпланетная ракета Г.Оберта использует горячий газ. Горение поддерживается жидким кислородом, горючим же служит: для верхней ракеты жидкий водород, для нижней — смесь воды со спиртом. Применение вместо взрывчатых веществ жидкого горючего, соединение в одном аппарате нескольких ракет — таковы наиболее существенные стороны данного проекта, не говоря о ряде весьма важных конструктивных особенностей и деталей. Оберт доказывает целесообразность применения нескольких ракет, вставленных одна в другую и действующих последовательно. Сначала работает, конечно, нижняя ракета: израсходовав свой запас газов, она отбрасывается; начинает работать находящаяся над нею следующая ракета и т. д. Таким путем достигается своевременное и весьма значительное уменьшение мертвого веса аппарата, и одновременно выигрывается получаемый при отбрасывании нижней ракеты импульс. Оберт считает, что лучшим способом доказать возможность осуществления межпланетной ракеты — это дать более или менее подробное описание и расчет проектируемого им аппарата, наглядно показать, как практически осуществить положенные в основу принципы. Как уже было сказано, модель представляет собою соединение двух ракет — водородной и спиртовой. Весь аппарат имеет 5 метров и длину, 55,6 сантиметров в диаметре и весит 544 кгр. (около 34 пудов).

Ракету следует пускать с высоко расположенного пункта, например, с вершины горы, или же до пуска поднять ее при помощи двух воздушных шаров. Таким путем, благодаря уменьшению плотности и сопротивления воздуха достигаются значительнее увеличение скорости, уменьшение сопротивления и другие выгоды. Полет спиртовой ракеты начинается с высоты в 7.700. Наивыгоднейшая скорость в начале полета, согласно теоретических выкладок, 500 метров в секунду; к концу горения она достигает уже 2.800-2.900 метров в секунду. Продолжительность горения от 36 до 40 секунд, причем ежесекундно выбрасывается от 12 до 13 кгр. газа. Водородная ракета в состоянии развить скорость около 5.140 метров в секунду и достигнуть высоты почти в 2.000 километров. Не трудно подсчитать высшую точку траектории (пути) ракеты, т.-е. высоту ее под'ема. Легко также определить место падения ракеты. Самая существенная сторона дела заключается, однако в том, что падение вовсе не является неизбежным концом. Если ракета к началу свободного полета, т.-е. в момент истощения запасов горючего и прекращения отдачи, обладает достаточною скоростью, то она вообще не вернется на землю. В случае, когда движение происходит по эллипсу, последний, при достаточно больших полуосях, может не пересечь земной поверхности, и тогда ракета, наподобие спутника, станет вращаться вокруг земного шара. Оберт доказывает осуществимость достижения водородной ракетой космической скорости (т.-е. такой, при которой она сумеет покинуть сферу земного притяжения) в 11,000 метров в секунду. Описываемый аппарат должен служить в целях исследования верхних слоев атмосферы. Оберт идет дальше и показывает, что при современном состоянии науки и техники вполне возможно выполнение летательных машин-ракет, обладающих космическими скоростями, и что человек, по всей вероятности, без чувствительного вреда для своего здоровья сумеет подыматься на таких машинах. Он довольно подробно останавливается на том, как почувствует себя человек в летящей ракете, и в состоянии ли он будет перенести огромное ускорение полета. Вопрос этот имеет кардинальное, значение, предрешая возможность под'ема на ракетах пассажиров, и тем самым в известной степени ставит твердые физиологические пределы практическому использованию межпланетных ракет. Подробным разбором вопроса, исходя из того положения, что скорость будет нарастать постепенно, Оберт приходит к положительным выводам. Довольно подробно, в специальной главе, ои также останавливается на опасностях, связанных с полетом, и здесь приходят к утешительных заключениям. Выполнение аппарата для исследования верхних слоев атмосферы обойдется, по исчислениям Оберта, не более как в 10.000 золотых рублей.

Посмотрим теперь, как обстоит дело с большими аппаратами, могущими поднимать человека на огромную, совершенно недоступную до сих пор высоту. С помощью этих аппаратов может быть проведен длинный ряд опытов и наблюдений. Опыты облегчаются тем, что наблюдатель, защищенный водолазным костюмом, может на время покинуть аппарат, оставаясь прикрепленным к нему длинным троссом и свободно добираться до любой точки внешней поверхности ракеты. Оберт рисует целую серию опытов в обширном пространстве, где отсутствует мерцание звезд. Наблюдение облегчается черною окраскою неба, отсутствием воздуха и т. д. При скорости 11 километров в секунду в начале свободного полета ракета могла бы обогнуть луну и исследовать недоступное нашим инструментам полушарие ее. Однако, Оберт опасается, что все эти научные опыты окажутся недостаточный стимулом для мобилизации необходимых сумм. Ракета большого типа обойдется по меньшей мере в 500.000 золотых рублей. Она, правда, сумеет подыматься несколько десятков раз, но на каждый полет с наблюдателем потребуется почти 25.000 кг. спирта, 4.000 кг. водорода и соответственное количество кислорода. Вместе с водою весь аппарат с одним пассажиром будет весить около 300 тонн. Затраты такого путешествия, как видите, весьма значительны. «К счастью, — говорит Оберт, — перечисленными опытами далеко не исчерпываются практические возможности межпланетной ракеты», и далее он рисует перед нами захватывающую картину. Можно заставить эту ракету-гигант обращаться вокруг земного шара наподобие спутника. Движение такой ракеты будет непрерывным, как движение небесных тел. Устройство этих ракет, конечно, должно быть соответствующим образом приспособлено и приноровлено для такого непрерывного парения. Сообщение между ними и землею поддерживается при помощи маленьких аппаратов, так что большие неспускающиеся ракеты (он называет их наблюдательными станциями) могут постепенно достраиваться в мировом пространстве и приспосабливаться к выполнению своих задач. Эти межпланетные станции будут в состоянии при помощи оптических инструментов наблюдать за всем происходящим на земной поверхности и сигнализировать на землю. Оберт рисует стратегическое значение таких ракет особенно при военных действиях. Он рисует далее такую заманчивую перспективу. Вообразим круговую проволочную сетку, разворачивающуюся, благодаря действию центробежной силы. В каждую петлю сетки вставляется плоское подвижное зеркало из легкой металлической пластинки. При помощи посылаемых с межпланетной станции электрических токов зеркалам может быть придан любой наклон к плоскости сетки. При надлежащем наклоне отдельных групп подвижных зеркал вся отраженная ими солнечная энергия концентрируется на определенных более или менее обширных участках земной поверхности, или, наоборот, рассеивается в мировом пространстве. Таким путем можно достичь колоссальных тепловых эффектов: добиться незамерзания северных водных путей, возможности заселения обширных полярных пространств, регулирования температуры, устранения весенних и осенних заморозков, и т. д., и т. д. Все эти результаты, по утверждению Оберта, достижимы уже при диаметре сетки в 100 километров. Наблюдательная станция с зеркальной сеткой может быть переведена каждый раз туда, где в ней встречается надобность.

Оберт довольно подробно рассчитывает, в какие сроки может быть построена такая зеркальная сетка, подсчитывает ее стоимость, сроки постройки и т. д., подчеркивает огромное стратегическое значение подобной сетки, возможность, пользуясь ею, вызывать взрывы фабрик и заводов, уничтожать пожаром целые города и т. д. Еще на одной возможности концентрирует Оберт внимание читателя: наблюдательная станция может быть использована и в качестве базы для более далеких полетов. Для этого она должна быть снабжена запасами водорода и кислорода, которые, будучи защищены от солнечных лучей, могут сохраняться в жидком или даже в твердом виде неопределенно долгое время. Ракета, снабженная на наблюдательной станции и отправляющаяся оттуда, естественно совершенно не испытывает действия сопротивления среды и лишь в слабой степени подвержена земному притяжению. Достаточно не особенно значительной начальной скорости, чтобы такая ракета могла выйти из сферы земного притяжения.

Недостаток места не позволяет нам останавливаться на выводах и предложениях Оберта. Конечно, как он сам предполагает, необходимые для всего этого предпосылки требуют для своего создания целых 10-летий. Интересно и важно отметить, что эти картины рисует нам не фантаст-романист, а вооруженный силою математического анализа и знанием законов небесной механики ученый. Если мы вспомним, что только два десятилетия отдаляют нас от того момента, когда аэроплан был лишъ красивою мечтою, то скажем, что не только фантазией является достижение иных миров, путешествие в межпланетное пространство.

Но вернемся к американскому ученому Роберту Годдарду. Его работа под заглавием «Средства к достижению огромных высот» (речь в ней идет о ракетах) была издана еще в 1919 году. Американец Годдард имел возможность за последнее время произвести ряд дорого стоящих опытов и достичь чрезвычайно эффектных результатов. Он работал с взрывчатыми веществами. И вот теперь апрельская книжка американского журнала «Popular Science» сообщает нам, что 4 июля профессор Годдард намеревается выпустить в пространство ракету, при помощи которой он надеется сделать метку на лунной поверхности. Профессор Годдард дал своей ракете начальный двигающий заряд колоссальной силы, обеспечивающий скорость около 11,5 верст в секунду. Движение сообщается ракете серией последовательных зарядов, которые, взрываясь в пространстве, своей реакцией (отдачей) гонят ракету вперед. Освобождаясь от земного притяжения, ракета будет продолжать свой путь, пока израсходуется заряд, время — достаточное, по мнению Годдарда, чтобы привести ее в сферу притяжения луны. Для своих опытов с ракетой профессор Годдард, как сказано выше, применял вначале в качестве взрывчатого вещества бездымный порох, но недавно он усовершенствовал метод сжигания жидкости в чистом кислороде. Если ракета Годдарда достигнет луны, она не будет невидима для земных жителей. Путь ее заранее подсчитан, намечен и нанесен на карту, а момент прибытия на луну подсчитан с наибольшей возможной точностью. Могучие телескопы будут заранее направлены на это место. В головку ракеты, снабженной ударной трубкой, помещен сильный заряд пороха, дающий ослепительную вспышку. Изобретатель полагает, что вспышка при ударе ракеты об луну будет видна с земли. Если опыт окажется удачным, ракета Годдарда перекинет мост через пространство, отделяющее нас от ближайшего нашего небесного соседа, и отметит новую эпоху в вопросе межпланетных сообщений.

М.ЛАПИРОВ-СКОБЛО.