Роберт Хайнлайн - Рассказы
(Когда Марс находится за Солнцем, можно совершить и живописный полет длиной более 500 миллионов миль - насколько именно "более", зависит от того, как легко к вам пристает загар. Советую выбрать не менее 700 миллионов.)
Теперь у вас есть все необходимые данные для расчета времени полета Земля-Марс-Земля на КПУ - любом КПУ, - когда Марс в противостоянии. (Если вы настаиваете на живописном путешествии, но не имеете права принимать траектории за условно прямые линии, а космос считать плоским - полет пойдет как бы слегка в гору. Для расчетов потребуются помощь Алдерсона или специалиста такого же уровня и большой компьютер, а не карманный калькулятор, а уравнения расчетов такие, что волосы встают дыбом.)
Нам понадобится только одно уравнение: скорость равна ускорению, умноженному на время полета: V=a*t.
Отсюда получается, что наша средняя скорость равна половине a*t, а из этого вытекает, что пройденный путь определяется как средняя скорость, умноженная на время.
Только помните еще о двух вещах: I) путешествие состоит из четырех участков - разгон до середины пути, разворот и торможение; потом те же операции на обратном пути. Примем длину каждого из участков равной 30 миллионам миль, поэтому вычислим длительность каждого и умножим на четыре (Дэн, не хмурься, это же приближенный расчет).
2) Пользуйтесь одинаковыми единицами измерения. Если начали с сантиметров, считайте и далее в сантиметрах, если в милях, то и далее в милях. Четверть пути равна 30 миллионам миль, или 4.827 X 10 в 12-й степени сантиметрам.
И последнее: поскольку нам нужно именно время полета, преобразуем последнее уравнение таким образом, чтобы вы получили ответ на калькуляторе за одну операцию. Я уже сделал так много упрощений и отбросил столько мелких переменных, что буду рад получить ответ с точностью до двух значащих цифр.
Итак, если d/(0.5a)=1 в квадрате, то t равно квадратному корню из d/(0.5a).
Вводим в калькулятор расстояние (d) 30 миллионов миль, делим на половину от 0.1g. Нажимаем кнопку квадратного корня. Умножаем на четыре. Мы получили время пути, выраженное в секундах, поэтому делим его на 3600, получаем в часах, делим еще на 24 и получаем в днях.
Тут вам полагается удивиться и начатать искать ошибку. Пока вы этим занимаетесь, схожу возьму пива из холодильника.
Ошибки нет. Пересчитайте снова, на этот раз в метрической системе. Найдите справочник и проверьте уравнения. Ответ вы найдете чуть ниже, но пока в него не заглядывайте; мы поговорим о других путешествиях, которые вы сможете совершить в 2000 году, если говорите дома на японском или немецком - или даже английском, если Проксмайр и его присные не будут переизбраны.
Подсчитайте длительность того же пути, но только при ускорении в одну сотую g. При такой тяге я буду весить меньше собственных ботинок.
Гм-м! Получается, что один из ответов ошибочный.
Потерпите немного и на этот раз повторите вычисления для ускорения в одно g - того самого, что вы испытываете, лежа в кровати. (См. статью Эйнштейна, написанную в 1905 году)
(Странно. Должно быть, все три ответа ошибочны.)
Потерпите еще немного. Давайте решим все три задачки снова, но для полета к Плутону - в 2006 году плюс или минус год. Почему именно в этом? Потому что сейчас Плутон нырнул внутрь орбиты Нептуна и не достигнет перигелия до 1989 года, а я хочу, чтобы он находился подальше - у меня в шляпе припасен кролик.
Плутон вынырнет обратно в 2003 году и в 2006 году будет (с точностью до пары миллионов миль) на расстоянии в 31.6 астрономических единиц (АЕ) от Солнца. Одна АЕ равна 92.9 миллиона миль, или 1.496 X 10 в 13-й степени сантиметрам.
Теперь посчитайте длительность полета туда и обратно (63.2 АЕ) с постоянным ускорением в одну, одну десятую и одну сотую силы тяжести. Свои труды мы посвятим Клайду Томбо - единственному живущему среди нас человеку, открывшему новую планету и затратившему на это месяцы кропотливого труда по изучению тысяч астрономических фотографий.
Некоторые полагают, что Плутон некогда был спутником другой планеты, и его малые размеры делают это предположение вероятным. Но сейчас это не спутник. Он и слишком велик, и слишком далек от Солнца, чтобы быть астероидом или кометой. Так что это планета - или нечто настолько экзотичное, что представляет собой еще более ценную добычу.
Плутон остается самым таинственным и самым интригующим небесным телом. Планета размером и массой с Марс, но очень далекая может и не представлять особого интереса... но представьте ее в роли заправочной станции. Во многих художественных произведениях и научных проектах говорится об использовании газовых гигантов и/или колец Сатурна как источников горючего. Но если Плутон состоит из метанового или водяного льда, замерзшего водорода или их смеси, те как источник горючего - обычного, ядерного иди просто реакционной массы - Плутон имеет одно чрезвычайно важное преимущество перед газовыми гигантами: он не находится на дне ужасающе глубокого гравитационного колодца.
Кончили считать? Тогда посмотрите на таблицу.
Сравнение времени полета туда и обратно для различных величин постоянного ускорения
Земля-Марс- Земля Ускорение Земля-Плутон- Земля
4.59 дня 1 g 4.59 недели
14.5 дня 0.1 g 14.5 недели
45.9 дня 0.01 g 45.9 недели
145 дней 0.001 g 145 недель
Вот вам и кролик из шляпы. Вы уже заметили, что цифры длительности пути в обеих колонках совершенно одинаковы, только для Марса они означают дни, а для Плутона - недели, то есть для кораблей любой конструкции, но с постоянным ускорением Плутон всего в семь раз дальше, чем Марс, хотя расстояние-до Плутона в милях примерно в 50 раз больше.
Я добавил еще пример для величины ускорения в одну тысячную силы тяжести, потому что сейчас (я пишу это в 1979 году) мы не знаем, как построить КПУ для долгих полетов при 1 g, 0.1 g и даже 0.01 g; третий закон Ньютона (из которого можно вывести все остальные законы реактивного движения) пока подрезает нам крылья. Но только временно. Есть еще и Е=m*c_в_квадрате, есть и несколько способов "питаться подножным кормом", набирая прямо в космосе необходимую реакционную массу. Наберитесь терпения, все это еще очень ново. Большинство из вас, читающих эти строки, доживет до появления кораблей, способных выдавать постоянно 0.1 g или даже больше, - и вы еще сможете провести отпуск в космосе - и скоро! Я, вероятно, до них не доживу, но вы сможете. (Я не жалуюсь, сержант, - я родился в век лошади с телегой, а дожил до того дня, когда увидел шагающих по Луне людей и прямую трансляцию с поверхности Марса. Я свою долю получил!)
Но если вас устраивает постоянное ускорение порядка 0.001 g, мы можем начать космический проект хоть сегодня, потому что уже имеется несколько способов постройки кораблей с таким ускорением - хотя бы со световым парусом.
