Константин Циолковский - Вне Земли
- Ну, и какое же влияние должны оказывать Земля, и Солнце планеты на кажущуюся тяжесть в ракете? - послышались голоса.
- К этому я сейчас и перехожу, - сказал Галилей. - Рассмотрим, например, действие земного тяготения.
- Притяжение земного шара действует не на одну ракету, но и на все тела, в ней заключенные. Если ракета будет куда-нибудь двигаться под влиянием этой всепроницающей силы, то и всякое другое тело в ракете или около нее будет двигаться совершенно так же под влиянием этой силы. Наблюдателю в ракете не будет видно разницы между движениями ракеты и окружающих ее тел. Стало быть, влияние земного тяготения не может быть обнаружено по отношению к ракете. Вывод такой: не только Земля, но и никакие небесные тела не могут иметь влияния на кажущуюся тяжесть в ракете, т. е. они не могут ее ни увеличить, ни уменьшить. Разумеется, это относится к силам прямолинейным, равномерным и всепроницающим.
- Следовательно, - сказал Гельмгольц, - кажущаяся тяжесть в нашей ракете исключительно зависит от секундного ускорения, приобретаемого ею под давлением взрывающихся в ее трубах газов. Если эта получаемая ежесекундно прибавка скорости (или ускорение) составляет 100 метров, то все тела в ракете сделаются в 10 раз тяжелее, чем на Земле. Земля же, Солнце и планеты не имеют никакого влияния на кажущуюся тяжесть.
- Из этого еще видно, что, когда взрывание прекратится и ракета перестанет получать ускорение от давления газов, - заметил итальянец, - относительная тяжесть должна исчезнуть без следа, несмотря на какое угодно могущественное действие всепроницающих сил тяготения. Тогда путешественники повиснут, так сказать, в своей атмосфере: падать не будут, давить на пол и подставки также. Они будут подобны рыбам в воде, только не будут при своем движении испытывать громадного препятствия, т. е. сопротивления воды.
- Интересное, прекрасное состояние, - послышались голоса из аудитории.
- Вот вопрос, - сказал один из слушателей, - когда ракета зайдет за границы атмосферы, то наружное давление на нее прекратится... Не разорвет ли тогда ракету упругость внутренней ее атмосферы?
- Прочность стенок ракеты может выдержать давление в 100 раз большее. Притом ракета наполнена чистым кислородом, в 10 раз менее плотным, чем воздух. Упругость, значит, будет в 10 раз меньше упругости воздуха и в два раза меньше парциального давления кислорода в атмосфере Земли. Давление на стенки от этого также будет в 10 раз меньше атмосферного. Отчего же тогда разорвется ракета?
- Не будет ли редка такая атмосфера в ракете и не вызовет ли кровотечений? - сказал один мастер.
- Путешественники уже испытали благополучно эту атмосферу при опытах, сказал Гельмгольц. - Но если она окажется им не по силам, они могут уплотнить свою газовую среду прибавлением азота в какой желательно степени.
- А вот еще... Температура... - спросил очень молодой человек. - Ведь температура небесного пространства близка к абсолютному нулю, или к 273н холода по Цельсию. Как с этим быть? Выдержат ли эту температуру люди?
- Температура пространства определяется термометром, - сказал Гельмгольц. - Так что мы узнаем, собственно, температуру термометра. Если нет никаких лучеиспускающих небесных или земных тел, то, конечно, вследствие беспрепятственной потери теплоты путем лучеиспускания, термометр, как и всякое другое изолированное тело, должен потерять всю свою теплоту и, значит. охладиться до абсолютного нуля, или до 273н холода.
- Неизвестно даже, что бы тогда произошло с телом, - заметил Галилей, может быть, его свойства совершенно преобразились, сцепление бы безмерно увеличилось, может быть, оно бы сильно сжалось или даже исчезло...
- Да, - сказал , Гельмгольц, - трудно себе вообразить, что произойдет тогда с телом. Но пространство эфира переполнено вибрациями разного рода, бешеным движением электронов и еще множеством меньших частиц материи. То и другое испускают звезды, планеты, Земля и сам эфир. Так что на практике движение атомов термометра или другого тела не может прекратиться, не может исчезнуть вся энергия из тела. Лучеиспусканием удаленных солнц, или звезд, а также планет мы можем пренебречь: по отношению к Солнцу оно ничтожно. Наша же ракета при некотором удалении от Земли почти постоянно подвержена действию солнечных лучей. Спрашивается, какую же температуру они ей могут дать?
- Это зависит не только от расстояния тела до Солнца, но и от формы, цвета, движения и других свойств тела, - сказал Галилей.
- Совершенно верно! - подтвердил Гельмгольц. - Ученый Стефан нашел закон, по которому можно решить хотя бы приблизительно вопрос о температуре планет и других даже малых тел, при разных условиях и ограничениях. Основываясь на его исследованиях, можем сообщить следующее. Пластинка, перпендикулярная к лучам Солнца, на расстоянии Земли, покрытая с одной стороны (обращенной к лучам) сажей, а с другой - защищенная от потери теплоты, должна нагреться до 152н. Это наибольший предел температуры на Земле. На Луне такая температура должна встречаться. Если дан шарик, покрытый сажей и вращающийся, то средняя его температура будет 27н. То же можно получить для ракеты при черной окраске; но понятно, если защитить одну из сторон ее (теневую) от лучеиспускания и придать ей надлежащую форму, то температура может подняться и дойти до 152н. Если шарик не черен и заметную часть лучей рассеивает в пространство, то средняя температура будет ниже. Так, при условиях Земли, когда рассеивается 20%, температура будет 13н. (Средняя температура земного шара, приведенная к уровню океана, равна 151/2н)
- Это так, - сказал один из мастеров, - но каково будет... ракете на расстоянии, например. Марса от Солнца? Не застынет ли там все?
- А вот мы ответим вам числами, - сказал Галилей. - Если даже ракета будет вдвое дальше от Солнца, чем Земля, то и тогда предельная высшая температура для черной пластинки составит 27н выше нуля. Защищая теневую сторону ракеты от лучеиспускания разными способами и открывая доступ солнечным лучам с другой стороны, мы можем достигнуть если не 27н, то 20 или 15, чего достаточно. Можно употребить и отопление, но оно излишне при печном, хотя и слабом сиянии Солнца. В самом деле, мы можем повысить температуру ракеты как хотим отражением на нее солнечных лучей с помощью зеркал. Там, в эфире, металлические зеркала не тускнеют и не гнутся от тяжести, ибо ее нет кругом ракеты и внутри ее.
- Чудесно, отлично! Мы понимаем, что холод не грозит ракете, но я не понимаю, - сказал один молодой рабочий, - почему относительная тяжесть в ракете при начале взрывания не раздавит путешествующих. Вы говорили, что она должна увеличиться, хотя и не надолго, в 10 раз. Значит, если я вешу 5 пудов, то в ракете буду весить 50 пудов. Если моя голова весит 7 фунтов, то там будет весить 70 фунтов. Ведь это все равно, что на меня нагрузить 45 пудов! Я тогда не выдержу... Кровь окажется тяжела, почти как ртуть! Кровеносные сосуды должны прорваться, руки оторвутся от тяжести...
