Яков Перельман - Межпланетные путешествия. Полёты в мировое пространство и достижение небесных тел.
Нет ничего невозможного в том, что Шварц или Нобель недалекого будущего изобретет орудие, которое по силе извержения настолько же превзойдет современную пушку, насколько последняя превосходит катапульту древних римлян...
На Луне, где напряжение тяжести вшестеро слабее, чем на Земле, и где совершенно отсутствует атмосфера, служащая серьезным препятствием полету ядра, — там для осуществления горделивого замысла героев Жюля Верна вполне достаточна была бы одна из тех чудовищных пушек, которыми мы уже располагаем в данный момент[16].
А на спутнике Марса — на крошечном Фобосе — достаточно было бы просто бросить камень рукой, чтобы он никогда уже не упал обратно. По поверхности такого миниатюрного мира (не более 10 верст в поперечнике) опасно кататься в автомобиле или на велосипеде; развив даже умеренную скорость, седоки вместе с их машинами рискуют взлететь вверх, умчаться с мировое пространство и превратиться в самостоятельные небесные тела...
Но мы живем не на Фобосе и не на Луне, а на Земле. Нам необходимо поэтому добиваться секундной скорости в восемь и более верст, чтобы иметь возможность перекидывать пушечные ядра на иные планеты.
VIII.
Из пушки на Луну. — Практика.
Мы проследили за тем ходом мыслей, который привел Жюля Верна к идее перебросить ядро на Луну. Если бы вопрос состоял только в этом, если бы мы искали лишь способа установить между планетами своего рода небесную почту, отправлять в далекие миры посылки для неведомых адресатов, — то задача решалась бы проектом Жюля Верна довольно удовлетворительно. (Конечно, оставалось бы еще преодолеть сопротивление атмосферы, которое гораздо значительнее, чем мы представляем себе; но об этом речь будет впереди).
До сих пор мы заботились только о ядре, о том, чтобы оно полетело достаточно быстро и чтобы достигло своей цели. Мы совсем не думали о том, что будет происходить внутри ядра. А ведь наше ядро — не простой артиллерийский снаряд; это ядро-вагон, в котором находятся живые существа, пассажиры. Какая же участь ожидает их при полете?
Вот здесь-то, а вовсе не в самой мысли перекинуть ядро на Луну, надо искать Ахиллесову пяту заманчивого проекта Жюля Верна.
Внутри ядра
Это небывалое путешествие пройдет для пассажиров Жюль-Вернова ядра далеко не так мирно и благополучно, как описано в романе. Не думайте, однако, что опасность грозит им во время путешествия от Земли до Луны. Ничуть! Если бы им удалось остаться живыми к моменту, когда они покинут канал пушки, то во все время дальнейшего путешествия им нечего уже было бы опасаться. В океане вселенной нет ни бурь, ни волн, ни качки. А огромная скорость, с которой пассажиры летели бы в мировом пространстве вместе с их вагоном, была бы столь же безвредна для них, как безвредна для нас, обитателей Земли, та 30-верстная быстрота, с какой планета наша мчится вокруг Солнца.
Первый удар
Опасный момент для Жюль-Верновых путешественников представляют те несколько сотых долей секунды, в течение которых ядро-каюта будет двигаться в канале самой пушки. Ведь в течение этого ничтожно малого промежутка времени скорость движения пассажиров должна неимоверно возрасти: от нуля до 16 килом.[17]. Герои романа были вполне правы, утверждая, что момент, когда ядро полетит, будет столь же опасен для пассажиров, как если бы они находились не внутри ядра, а прямо перед ним. Действительно, в момент выстрела нижняя площадка (пол) каюты должна ударить пассажиров с такой же силой, с какой обрушилось бы ядро на всякое тело, находящееся снаружи его. Пассажиры отнеслись к этой опасности черезчур легко, если воображали, что отделаются лишь сильным приливом крови к голове. Дело обстоит неизмеримо серьезнее. Нам станет ясно это, когда произведем несколько несложных расчетов. В канале пушки ядро движется ускоренно, т.-е. скорость его увеличивается под постоянным напором газов, образующихся при взрыве; в течение ничтожной доли секунды она возрастает от нуля до 16 килом. Как же велико „ускорение" этого стремительно ускоряющегося движения? Другими словами: на какую величину нарастает здесь скорость в течение секунды? Нужды нет, что все движение длится лишь малую долю секунды: мы можем вести расчет на целые секунды (определяем же мы годовой доход по месячному заработку). И вот оказывается[18], что секундное „ускорение" ядра, скользящего в канале орудия, выражается огромной цифрой — 640 килом. Для сравнения замечу, что секундное ускорение трогающегося курьерского поезда равно одному аршину...
Раздавлены собственным весом
Но все значение для пассажиров ядра этой цифры — 640 килом. в секунду — мы отчетливо постигнем лишь тогда, когда сравним ее с обычным весом ускорением падающего тела на земной поверхности; оно равно всего лишь 10 метрам, т.-е. в 64.000 раз меньше! Значит, внутри снаряда всякий предмет в момент выстрела придавливался бы ко дну ядра с силой, которая в 64.000 раз больше веса самого предмета! Другими словами: пассажиры почувствовали бы, что внезапно сделались в десятки тысяч раз тяжелее. Неизменный цилиндр мистера Барбикена один весил бы тысячу пудов! Правда, это длилось бы всего мгновение — 40-ю долю секунды, — но можно не сомневаться, что под действием такой колоссальной тяжести люди были бы буквально расплющены.
Правда, герои Жюля Верна приняли меры для ослабления силы удара: ядро снабжено было пружинными буферами и двойным дном с водой, заполняющей пространство между ними. От этого продолжительность удара немного растягивается, и, следовательно, быстрота нарастания скорости ослабляется. Но при тех огромных величинах, с которыми приходится иметь здесь дело, выгода получается черезчур мизерная: сила, которая должна придавливать пассажиров к полу, уменьшается на какую-нибудь сотую долю, не более.
Сопротивление воздуха
И это еще не все, что ожидает пассажиров в течение того краткого мига, который они проведут в канале пушки. Если бы каким-нибудь чудом они остались живы в момент взрыва, гибель ожидала бы их у выхода из орудия. Вспомним о сопротивлении воздуха! При обычных условиях мы мало думаем о том, чтобы такая легкая среда, как воздух, могла серьезно мешать движению тела. Но это только потому, что обычные скорости сравнительно невелики. С возрастанием скорости, сопротивление воздуха быстро увеличивается. Велосипедисты и автомобилисты по собственному опыту знают, какой помехой является воздух. Сопротивление воздуха возрастает гораздо быстрее, чем скорость[19], и для весьма быстро летящих тел — например, для падающих метеоритов (до 75 килом. в сек.) — воздух становится как бы броней: метеориты большею частью сгорают или рассыпаются в пыль еще в высоких, крайне разреженных, слоях атмосферы.
Еще удар
Вы понимаете теперь, что ядро, покидающее Жюль-Вернову пушку с пятнадцативерстной скоростью, должно встретить со стороны воздуха неимоверное сопротивление, — едва ли не такое же, как от твердого тела. Ведь оно мчится раз в 20 быстрее наших современных ядер! Воздух действовал бы на него, как толстая броня... Движение ядра мгновенно замедлилось бы; может-быть, даже разорвалась бы пушка, как бы закупоренная своим ядром. Но пассажиры внутри ядра продолжали бы двигаться по инерции с пятнадцативерстной секундной скоростью. С чудовищной силой ударились бы они о потолок своей каюты и, если бы сохранили жизнь при отправлении ядра в путь, то неминуемо погибли бы при этом втором ударе. Ведь даже при умеренной скорости трамвая мы падаем на пол, если неопытный вагоновожатый слишком резко останавливает вагон. А ядро Жюля Верна неслось в пять тысяч раз быстрее трамвая[20]...
От этого удара, вызванного сопротивлением атмосферы, мы могли бы избавить пассажиров разве лишь в том случае, если бы ухитрились поместить пушку так высоко, чтобы жерло ее находилось уже за пределами плотной части атмосферы.
Но как избегнуть первого удара, — сотрясения при взрыве и сопровождающей его роковой быстроты нарастания скорости?
Средства избегнуть сотрясения
Этого можно было бы достигнуть весьма значительным удлинением канала пушки. Легко убедиться вычислением (см. прибавление 6-е в конце книги), что если, например, мы хотим, чтобы „искусственная" тяжесть внутри ядра в момент выстрела равнялась обыкновенной тяжести на земном шаре, нам нужно изготовить пушку длиною, ни мало, ни много — в 6.000 килом. Жюль-Вернова колумбиада должна была бы простираться в глубь земного шара до самого его центра, чтобы пассажиры действительно были избавлены от всяких неприятностей: к их обычному весу присоединится тогда только незначительный „искусственный" вес вследствие постепенного нарастания скорости, и они почувствовали бы, что стали всего вдвое тяжелее.
