Мэри Роуч - Обратная сторона космонавтики
«КП (крупный план):.Несколько фотографий, на которых маленькую обезьянку готовят в полету в ракете V-2. Ее сажают в коробку, голова при этом остается снаружи, и делают подкожную инъекцию.
Ночной снимок. Запуск ракеты.
КП: Парашют опускается на землю.
КП: Разбитые вдребезги приборы и оборудование в головной части.
КП: Остатки отсека, в котором находилась обезьянка».
На первый взгляд, проект «Альберт» довольно неоднозначен. Люди, которые спокойно посылают в космос живое существо в ракете, полной взрывоопасных веществ, вдруг начинают беспокоиться о том, что ему может повредить отсутствие гравитации.
Чтобы понять смысл и цели этого проекта, нужно вникнуть в суть сил гравитации. Для людей вроде меня гравитация – просто небольшое неудобство: вечно разбитые стаканы и свисающие книзу руки и ноги. До недавнего времени я не понимала всей значимости этого явления. Наряду с электромагнетизмом и ядерными силами, гравитация является одной из фундаментальных сил природы. И поэтому было вполне разумным предполагать, что человечеству известна далеко не вся ее мощь и значимость.
Легкое напоминание: гравитация – это исчисляемая[14] и прогнозируемая сила тяготения, оказываемая одним телом на другое. Чем больше массы двух тел и чем короче расстояние между ними, тем сильнее тяготение. Луна находится на расстоянии примерно в 400 000 километров от Земли, но ее массы достаточно, чтобы без каких-либо видимых усилий вызвать на Земле приливы и отливы и даже немного сдвигать тектонические плиты. (Подобное влияние оказывает и Земля на Луну.)
Именно гравитацией объясняется, почему Солнце и планеты всегда находятся на своих орбитах. Это своего рода бог природы. В самом начале космос представлял собой пустоту с плававшими в ней газовыми облаками. Постепенно температура газов опустилась до такого уровня, что в них образовались мельчайшие частички, которые, наверное, целую вечность хаотично двигались в пространстве космоса, ведь не было силы, которая могла бы объединить их. Гравитация – это космическая страсть. И чем больше частиц вступало в эту оргию притяжения, тем больше становилось небесное скопление, тем более «притягательным» становилось оно для других частиц. Скоро (в космическом смысле этого слова) скопления мелких частиц смогли уже притягивать в водоворот своего гравитационного влияния куда более крупные и далекие частицы. Так постепенно образовались звезды, которые были достаточно сильны, чтобы удержать возле себя проплывающие мимо планеты и астероиды. С рождением тебя, Солнечная система!
Именно благодаря гравитации стало возможным зарождение жизни на Земле. Нам, например, нужна вода. Но без гравитации вода бы не текла по рекам и океанам. Не было бы и воздуха, ведь именно гравитация удерживает его молекулы в атмосфере, которая нужна нам не только для дыхания, но и для защиты от солнечной радиации. Без гравитации все эти молекулы воды и воздуха, машины, люди, даже контейнеры для мусора просто разлетелись бы по бескрайнему космосу.
Иногда термин «отсутствие гравитации» не совсем корректно употребляется по отношению к полетам большинства ракет. На астронавтов, работающих на орбите Земли, по-прежнему воздействует сила гравитации. Космические корабли, как, например, Международная космическая станция, находятся на высоте примерно в 400 километров, где сила притяжения лишь на 10 % слабее, чем на поверхности планеты. И «летают» астронавты по очень простой причине. Чтобы запустить что-нибудь на орбиту, будь то космический корабль, спутник связи или останки Тимоти Лири, необходима ракета, которая сможет быстро и высоко оторваться от Земли, пока планета не замедлит ее полета и не начнет притягивать к себе обратно. Но это «падение» будет идти по кругу, а не просто вниз. Земля будет как бы притягивать и отталкивать ракету одновременно, заставляя ее двигаться по орбите своего вращения. Хотя это движение и не бесконечно: на околоземной орбите есть участки, где она пересекается с атмосферой планеты. На таких участках воздуха достаточно, чтобы создать легкую сопротивление и опустить корабль[15] даже без помощи ракет. А для того чтобы вообще вырваться из зоны действия земного притяжения, скорость полета должна быть не менее 40 тысяч километров в час. Чем массивнее небесное тело, тем труднее преодолеть силу его притяжения. А для того чтобы вырваться из черной дыры (большой коллапсирующей звезды), нужно лететь со скоростью света (около 300 тысяч км/с). Другими словами, даже свет не может спастись из черной дыры. Именно поэтому она такая черная.
Вернемся к невесомости. С весом не все так просто. Я всегда относилась к своему весу как некоей данности, физической характеристике своего тела, такой же, как рост или цвет глаз. Но это не совсем верно. На Земле я вешу 58 килограммов, но на Луне, где гравитация в шесть раз слабее, я буду весить не больше средней собаки. Получается, что мой вес не совсем мой. Настоящего веса не существует, есть только настоящая масса, вес же зависит от гравитации. Другими словами, вес – это показатель того, как быстро вы упадете на землю, если вас сбросить вниз, как Ньютоново яблоко. (На Земле, если нет сопротивления воздуха, которое будет сдерживать ваше падение, из-за гравитации каждую секунду скорость будет увеличиваться примерно на 35 км/ч.) Даже когда вы просто стоите, вы находитесь под влиянием силы гравитации Земли. Вы не падаете, вы просто не отрываетесь от нее. Ускорение как напольные весы: если ничего на них не давит, они показывают ноль. Если нет сопротивления, как в случае свободного падения по орбите, тогда вы ощущаете невесомость.
А если появится дополнительный к силе гравитации Земли источник ускорения, увеличится и вес тела. Подобное явление можно наблюдать, если стать на весы в поднимающемся лифте: цифры на весах будут постепенно расти (но будьте осторожны: окружающие могут подумать, что вы раздуваетесь прямо на глазах). Ведь ускорение лифта усиливает гравитацию Земли. И наоборот, если ехать сверху вниз, вес будет уменьшаться.
Но откуда берется эта сила, это притяжение между объектами? Я искала ответ в Интернете и наткнулась на Фонд гравитационных исследований, который был основан бизнесменом-мультимиллионером Роджером Бабсоном, сделавшим состояние на пожарной сигнализации. После того как из-за силы тяжести его сестра утонула в реке, Бабсон стал самым многоречивым активистом в истории антигравитационного движения. Он писал длинные скучные статьи вроде «Гравитация: наш враг № 1». На месте Бабсона я винила бы, пожалуй, воду или течение, но он был непоколебим в своем гневе[16].
Бабсон уже давно умер, но фонд по-прежнему существует, правда, они больше не говорят об антигравитации, термине, который сегодня ассоциируется, скорее, с нездоровой психикой. «Мы не выступаем ни за гравитацию, ни против нее», – говорил директор фонда Джордж Ридо мл. в интервью журналисту, который писал об этой организации в 2001 году. Сегодня целью фонда является познание. Я связалась с Ридо, чтобы спросить, почему гравитация существует, а он отправил меня к физикам.
Я последовала его совету. Это даже стало чем-то вроде хобби для меня. Я у всех спрашивала: почему две массы притягивают друг друга? «Эх, Мэри, Мэри», – отвечали мне одни. «Потому, что существует пространственно-временной континуум», – говорили другие. Третьи вообще спрашивали: «Что значит „почему“?» Похоже, природа гравитации остается загадкой даже для тех, кто понимает ее суть. И, кажется, я могу теперь догадаться, почему пионеры аэрокосмической медицины были так обеспокоены в 1948-м.
Обескураженные, но по-прежнему непоколебимые в своих идеях Симонс и его команда запустили еще четыре ракеты с Альбертами. Ракета с Альбертом III взорвалась. Альберт IV и Альберт V стали, подобно Альберту II, жертвами неисправности парашютов. И только Альберту VI удалось благополучно приземлиться. За время полета его биологические показатели изменились совсем незначительно. И все же обезьяна погибла – в пустыне от теплового удара, ожидая, пока ученые найдут ее. Спустя некоторое время воздушные войска все же обнаружили этого злосчастного Альберта (хотя непонятно, почему у них ушло на это так много времени). Но что гораздо важнее, ученые решили отказаться от V-2 в пользу меньшей и не столь проблематичной ракеты «Аэроби»[17].
В 1952 году Патрисия и Майкл стали первыми обезьянами, вернувшимися после путешествия в невесомость целыми и невредимыми. В течение всего полета ученые отслеживали сердечный и дыхательный ритм макак. Все оставалось в норме. Похоже, что все биомедицинские исследования того времени были сосредоточены вокруг пульса и дыхания. Медика же можно было себе представить не иначе как в образе коротко остриженного человека в белом халате и со стетоскопом, приставленным к узкой груди обезьяны. Именно так изображали их в хрониках исследований. Но от такого «пациента» многого не выяснишь. Дышит – значит, жив пока – вот и вся информация, которую получали ученые 1950-х годов в результате полетов на 30, или 50, или 80 километров в высоту. Но, чтобы с уверенностью вычеркнуть тот или иной пункт из списка возможных последствий отсутствия гравитации, ученым требовался субъект, способный отвечать на вопросы: человек. А для этого нужно было поискать более безопасный способ путешествия.
