Межпланетные путешествия. Полёты в мировое пространство и достижение небесных тел

После многих разочарований мы подходим, наконец, к единственному, действительно осуществимому проекту межпланетных путешествий — осуществимому не сегодня, но в более или менее близком будущем. Этот прожект разработан русским ученым К. Э. Циолковским и стоит в стороне от всех фантастических замыслов, рассмотренных ранее. Здесь перед нами уже не фантазия романиста, не любопытная задача из области небесной механики, — а глубоко продуманная техническая идея, высказанная вполне серьезно. Она указывает нам на единственный реальный путь к осуществлению заатмосферных полетов в управляемом снаряде.

Третий закон Ньютона

Ничто не может быть проще той мысли, которая положена в основу этого проекта — двигаться в пустых пространствах без всякой опоры. На первых же уроках физики мы узнаем закон „действия и противодействия" или „третий закон Ньютона": сила действующая всегда вызывает равную силу противодействия. Эта-то сила и поможет нам умчаться в бездны мироздания. Сила противодействия проявляется на каждом шагу, — быть-может, именно потому мы и не отдаем себе ясного отчета в ее существовании; нужны особые обстоятельства, чтобы заставить нашу мысль остановиться на ней.

Когда вы стреляете из ружья, вы чувствуете его „отдачу": давление взрывных газов отбрасывает пулю в одну сторону и с точно такою же силою отталкивает ружье в обратную сторону. Если бы ружье весило столько же, сколько и пуля, то приклад ударил бы стреляющего так же сильно, как ударяет пуля, выпущенная в упор; каждый стрелок был бы тогда самоубийцей. Но ружье значительно тяжелее пули, — и во столько же раз ослабляется действие его возвратного удара. Ведь действие силы на тело зависит от массы этого тела: одна и та же сила сообщает грузному телу меньшую скорость, чем легкому (соответственно отношению их масс). Закон „равенства действия и противодействия" не следует поэтому понимать буквально, — ибо действие почти никогда не равно противодействию, а равны лишь действующие при этом силы, могущие вызвать весьма различные результаты.

При падении яблока на Землю не думайте, что земной шар остается неподвижным, нарушая закон „действия и противодействия"; притяжение и здесь взаимное: сила действия Земли на яблоко вызывает точно такую же силу противодействия. Яблоко и Земля, в сущности, падают друг на друга, влекомые равными силами; но так как масса земного шара неизмеримо больше массы яблока, то скорость „падения" Земли неизмеримо меньше скорости падения яблока. Практически Земля остается неподвижной, и наблюдается лишь движение яблока.

Движение возвратным ударом

Этот-то закон, впервые провозглашенный великим Ньютоном, открывает перед нами возможность свободно двигаться, ни на что не опираясь. Перемещаться, ни от чего не отталкиваясь, одними лишь внутренними силами — это звучит так, словно речь идет о поднятии самого себя за волосы, по анекдотическому способу барона Мюнхгаузена. Но сходство — чисто внешнее. По существу же здесь огромная разница, и насколько бесполезно поднимать себя за волосы, настолько действителен способ движения по принципу возвратного удара, т.-е. отдачи. Природа давно уже осуществила этот способ перемещения для многих живых существ. Каракатица движется так: она набирает воду в жаберную полость и затем энергично выбрасывает струю воды через особую воронку впереди тела; вода устремляется вперед, а сама каракатица получает обратный толчок, отбрасывающий ее назад: направив трубку воронки вбок или назад, животное может таким своеобразным способом двигаться в любом направлении. Подобным же образом перемещают свое тело медузы, сальпы, личинки стрекоз и многие другие обитатели вод.

Пользуется этим приемом и человеческая техника: вращение водяных и некоторых паровых турбин также основано на законе равенства действия и противодействия.

Нигде, однако, интересующий нас способ перемещения не проявляется так наглядно, как при полете обыкновенной ракеты. Сколько раз любовались вы эффектным взлетом ракеты, но едва ли приходило вам в голову, что вы видите перед собой уменьшенное подобие будущего межзвездного дирижабля…

Полет ракеты

Отчего ракета взлетает вверх при горении наполняющего ее пороха? Даже среди людей науки приходится нередко слышать, будто ракета летит вверх потому, что газами, которые образуются при горении пороха внутри ее, она „отталкивается от воздуха". Однако, если пустить ракету в безвоздушном пространстве, она полетит нисколько не хуже, даже лучше, чем в воздухе. Истинная причина движения ракеты состоит в том, что, когда пороховые газы стремительно вытекают из нее вниз, сама трубка ракеты, по закону действия и противодействия, отталкивается вверх. Здесь происходит то же, что и при выстреле из пушки: ядро летит вперед, пушка отталкивается назад. Если бы пушка висела в воздухе, ни на что не опираясь, она после выстрела двигалась бы назад со скоростью, которая во столько раз меньше скорости ядра, во сколько ядро легче пушки. Ракета выбрасывает не ядро, а газообразные продукты взрыва; скорость и масса этих газов так значительны, что „отдача" ракеты заставляет ее быстро взлетать вверх. Пока происходит горение пороха, скорость ракеты все возрастает, ибо к прежней скорости непрерывно прибавляется новая, да и сама ракета, теряя свои горючие запасы, становится легче. Когда же порох весь выгорит, пустая ракетная трубка, пролетев еще немного по инерции, падает обратно на землю: ее скорость недостаточна для окончательного преодоления силы тяжести.

Но вообразите ракету размерами в несколько сажен, снабдите ее большим запасом сильнейшего взрывчатого вещества, чтобы она приобрела секундную скорость около 11 килом, (такая скорость, как мы знаем, достаточна, чтобы безвозвратно покинуть Землю) — тогда цепи земного тяготения будут разорваны. Способ странствовать в мировом пространстве найден!

Вот соображения, приводящие к мысли об устройстве летательного аппарата, способного двигаться не только в атмосфере, но и за ее пределами. Впервые мысль о подобном аппарате — правда, для земных, а не для межпланетных полетов — была высказана в 1881 г. известным русским революционером-ученым Н. И. Кибальчичем в проекте, составленном этим замечательным человеком незадолго до казни. В течение 36 лет проект Кибальчича оставался погребенным в архивах русского департамента полиции, и лишь в 1918 г., когда проект был, наконец, опубликован, стало известно, что знаменитый революционер мечтал о летательном снаряде, построенном по типу ракеты.

Проект Кибальчича был высказан им лишь в форме основной идеи: „Будучи на свободе, я не имел достаточно времени, чтобы разработать свой проект в подробностях и доказать его осуществимость математическими вычислениями", — писал он[21]. Гораздо полнее и обстоятельнее разработана та же мысль другим русским ученым, физиком К. Э. Циолковским, создавшим — независимо от Кибальчича — проект настоящего межпланетного дирижабля.

Проект К. Э. Циолковского

Снаряд К. Э. Циолковского — не что иное, как огромная ракета с особой каютой для пассажиров, для хранения съестных продуктов, запасов сгущенного воздуха, научных приборов и прочего. Люди в таком снаряде — изобретатель заранее окрестил его „Ракетой" — будут при помощи особого механизма направлять истечение газов в любую сторону. Это будет настоящий управляемый космический корабль, на котором можно уплыть в беспредельное мировое пространство, полететь на Луну, на планеты, к звездам… Пассажиры могут посредством многих отдельных мелких взрывов увеличивать скорость этого межпланетного дирижабля с необходимой постепенностью, чтобы возрастание ее было безвредно для них.

При желании спуститься на какую-нибудь планету, они могут, такими же взрывами, уменьшить скорость снаряда и тем ослабить силу падения. Наконец, пассажиры могут тем же путем возвратиться и обратно на Землю. Для всего этого надо только захватить с собою достаточный запас взрывчатых веществ.

Заметьте существенные преимущества, которыми обладает „Ракета" К. Э. Циолковского по сравнению с пушечным ядром Жюля Верна. Ракета развивает свою чудовищную скорость не сразу, как пушечное ядро, а постепенно, избавляя пассажиров от опасности быть раздавленными стремительным возрастанием их собственного веса.

Не опасно для „Ракеты" и сопротивление воздуха: она может прорезать атмосферу не со столь большой скоростью и, лишь очутившись высоко над землей, за пределами воздушной оболочки, развить полную „межпланетную" скорость. А затем в мировом просторе работа двигателя (т.-е. истечение газов) может быть совершенно прекращена: „Ракета" будет лететь по инерции со скоростью, которая была достигнута в последний момент. Она может мчаться так, без малейшей затраты взрывчатого вещества, миллионы и биллионы верст, лететь недели, месяцы, целые годы. Лишь для перемены направления полета или для ослабления удара при спуске на планету понадобится снова пустить в действие взрывной аппарат. Затрата взрывчатого вещества, как видите, вовсе не будет здесь безмерно огромна.

Но самое главное преимущество „Ракеты" состоит в том, что она даст будущим морякам вселенной полную возможность, посетив какую-либо планету, в желаемый момент снова возвратиться на родную Землю. Нужно лишь обильно запастись взрывчатыми веществами, как полярные путешественники запасаются топливом.

Здесь неуместно входить в технические подробности. Вопрос интересует нас лишь с точки зрения физики неба. Предоставим инженерам разбираться в технической стороне дела[22]. Для нас важно было лишь установить тот механический принцип, на котором основано устройство межпланетного корабля типа „Ракеты", и который остается неизменным, как бы ни варьировалась конструкция аппарата.

Что мешает теперь же осуществить этот грандиозный замысел?

Не сегодня — завтра

Главное, пожалуй, даже единственное препятствие к немедленному осуществлению реактивного небесного дирижабля — это отсутствие достаточно сильного взрывчатого вещества. Мы не знаем источника, который при современном состоянии техники способен был бы развить силу, достаточную для движения огромной ракеты. Но вспомним, что в таком же положении были недавно и первые пионеры авиации: принцип летания по способу парения был указан правильно, и остановка была тоже лишь за достаточно могучим двигателем. Всего 20 лет отделяет нас от того времени, когда аэроплан был только красивым проектом, неосуществимым за недостатком могучего двигателя. Всего 12 лет прошло с тех пор, как в России взвился первый аэроплан. А теперь тысячесильные исполинские самолеты уже переносят сотню людей через материки и океаны. Мы в праве поэтому надеяться, что если не сегодня, то завтра будет найден необходимый источник энергии также и для небесных кораблей.

Тогда заманчивая мечта о достижении иных миров, о путешествии на Луну, на Марс или Сатурн, превратится, наконец, в реальную действительность. Воздух для дыхания нетрудно будет взять с собой (в виде хотя бы сжатого кислорода), как и аппараты для поглощения выдыхаемой углекислоты. Вполне мыслимо также снабдить небесных путешественников достаточным запасом пищи, питья и т. п. С этой стороны не предвидится никаких серьезных препятствий для путешествия, например, на Луну, а со временем и на планеты.

Достижение иных миров

Спуск на планету — если только поверхность ее в таком состоянии, что делает спуск возможным — будет лишь вопросом достаточного количества взрывчатых веществ. Надлежаще направленными взрывами можно уменьшить огромную скорость снаряда настолько, чтобы падение его совершилось плавно и безопасно. И надо иметь еще в запасе достаточно взрывчатого вещества, чтобы вновь покинуть это временное пристанище, преодолеть силу притяжения планеты и пуститься в обратный путь.

В особых непроницаемых костюмах, в роде водолазных, будущие Колумбы вселенной, достигнув планеты, смогут рискнуть выйти из небесного корабля. С запасом кислорода в металлическом ранце за плечами будут они бродить по почве неведомого мира, делать научные наблюдения, изучать его природу, мертвую и живую (если такая имеется), собирать коллекции… А более далекие экскурсии они смогут совершать в наглухо закрытых автомобилях, привезенных с собой. С технической стороны для всего этого едва ли могут представиться затруднения, раз люди сумели проникнуть даже глубоко в воды океана и изучать его пучины, казалось бы, навсегда недоступные для смертного[23]…

Остановимся теперь на вопросе о продолжительности небесных перелетов.

Продолжительность небесных перелетов

Сколько времени будет длиться перелет на Луну? Не свыше двух суток, т.-е. меньше, чем из Петрограда в Одессу. Но Луна — самая близкая из небесных станций на пути в бесконечность. Чтобы достигнуть следующей станции, Венеры, потребуется уже целый месяц. Путешествие на Марс или на Меркурий продлится около двух месяцев. И все это при наименьшей из возможных скоростей — при 40 верстах в секунду[24]. Цифры внушительные, — но давно ли мы ездили из Петрограда во Владивосток, целый месяц не выходя из вагона? А Магеллан во время своего двухлетнего путешествия плавал по Тихому океану четыре месяца, нигде не встречая обитаемой земли…

Для достижения орбиты Юпитера понадобится непрерывно лететь в мировом пространстве с 40-верстной скоростью около полугода. Года два отнимет путешествие к загадочному миру Сатурна; четыре года займет небесное странствование к орбите Урана. И, наконец, чтобы достичь самой крайней из известных нам планет солнечной системы, придется затратить „не более" 5–6 лет жизни.

А дальше?

Межзвездные пустыни

Дальше, за границами нашего планетного царства, на многие миллионы миллионов верст расстилается межзвездная пустыня. Звезда от звезды, солнце от солнца отделены во вселенной такими безднами пространств, каких не в силах представить самое пылкое воображение. Ум не охватывает столь огромных расстояний. Вообразим, что вселенная уменьшилась в своих размерах, и пусть вся солнечная система, ограниченная орбитой далекого Нептуна, как-раз покрывает арену Московского цирка. Тогда, на плане такого масштаба, не только вся Москва с ее окрестностями и вся Московская губерния были бы совершенно свободны от звезд, но даже через все прилегающие губернии простиралась бы еще пустыня без единой звезды. И лишь на расстоянии Петрограда мы встретили бы первую, ближайшую звезду — Альфу Центавра, окруженную такою же бездною пустынь! На всем пространстве Европейской России мы едва насчитали бы полдюжины звезд (яркий Сириус оказался бы в их числе). Остальных из „ближайших" соседок нашего солнца не могла бы вместить ни Европа, ни даже весь материк Старого Света. Яркую Капеллу пришлось бы поместить к антиподам, в Америку, а звезду Канопус — вне Земли, в мировом пространстве, приблизительно на расстоянии Луны!

Так необъятны пустыни звездного мира…

Световой луч, скорость которого столь велика, что обычно мы считаем распространение света на Земле мгновенным, странствует до ближайших звезд целые годы, десятки лет. А ведь свет пронизывает пространство в тысячи раз быстрее, чем должен мчаться межпланетный дирижабль будущего. Значит, целые тысячелетия потребуются для перелета в системы других звезд-солнц. Конечно, мы можем утешать себя мечтою о дирижабле, несущемся со скоростью, близкой к скорости света; тогда человеческой жизни хватило бы для достижения соседних звезд[25]. Но если мы желаем оставаться на почве трезвых расчетов, нам придется ограничить поле своих небесных странствований пределами солнечной системы. Не будем скрывать от себя той безотрадной истины, что мы в праве говорить лишь о межпланетных, но никак не о межзвездных путешествиях…

Скорость света есть самая большая скорость, какая возможна в природе. Поэтому — если только не найдено будет средства продлить человеческую жизнь — земные люди никогда, ни при каких успехах техники, не достигнут звезд, удаленных от Земли дальше, чем на 50–60 „световых лет". Более далеких звезд смогут достичь лишь люди, родившиеся в пути, во время межзвездного странствования, и никогда не видевшие Земли. А ведь за этим недостижимым для смертного рубежом простирается еще целая вселенная!