Яков Перельман - Межпланетные путешествия. Полёты в мировое пространство и достижение небесных тел
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.
Надо заметить, что человеческий организм в течение краткого промежутка времени без вреда переносит увеличение собственной тяжести в несколько раз. Когда мы скатываемся с ледяной горы вниз и здесь быстро меняем направление своего движения, то вес наш в этот краткий миг увеличивается в 10–20 раз (т.-е. тело наше в несколько десятков раз сильнее обычного прижимается к салазкам). Если допустить, что человек может безвредно переносить в течение короткого времени 20-кратное увеличение своего веса, то для отправления людей на Луну достаточно будет отлить пушку в 300 килом. длиною. Однако, и это мало утешительно, потому что подобное сооружение лежит за пределами технического достижения. Не говорю уже о том, что извергающая сила такой непомерно длинной пушки должна значительно уменьшиться вследствие трения ядра в 300-верстном канале орудия.
