Журнал «Юный техник» - Юный техник, 1956 № 04
Свет же от этой звезды идет до Земли всего около 4 лет. Вот если бы мы смогли лететь со скоростью, близкой к скорости света! какие возможности открылись бы тогда для исследования! Но какой двигатель сможет мчать ракету с такой скоростью?
Идея такого двигателя уже есть. Ее подал немецкий ученый Зенгер, предположивший воспользоваться… светом для достижения скоростей, близких к его скорости! Как же будет использован свет в качестве рабочего вещества?
Из школьной физики всякий знает, что свет — это один из видов электромагнитных волн. Только волны, применяемые в радиотехнике, имеют длину от нескольких километров до нескольких миллиметров, а длина световых волн измеряется миллимикронами.
Но ведь свет вместе с тем — это поток мельчайших частиц материи — фотонов, испускаемый веществом при различных реакциях. Значит, свет — одна из форм движущейся материи. А раз свет материален, то он производит давление на тела. Величина этого давления слишком мала, чтобы мы смогли его заметить в обычных условиях. Мельчайшая пылинка, севшая на оконное стекло, давит на него сильней, чем солнечный луч.
И все же существование этого ничтожного в обычных условиях давления удалось доказать и измерить знаменитому русскому физику П. Н. Лебедеву. Его тончайшие, «ювелирные» опыты в 1899 и 1909 годах блестяще подтвердили гениальную догадку Кеплера. Еще в 1619 году Кеплер пытался объяснить отклонение хвостов комет давлением солнечных лучей.
Теперь представим себе сверхмощную лампу, снабженную рефлектором. Лучи света падают на рефлектор и отражаются от него. При этом они давят на рефлектор. Такая лампа с рефлектором, подвешенная свободно в пространстве, и будет моделью фотонной ракеты.
В одну сторону будет выбрасываться узкий пучок света, отраженный от рефлектора, а в другую сторону вместе с лампой начнет двигаться рефлектор, на который давит свет. Источники света, которые имеются сейчас в нашем распоряжении, слишком слабы, и мы не замечаем давления света, а в будущем мы сумеем, безусловно, создать такие мощнейшие источники света, которые помчат огромные космические корабли.
Мощный луч света давит на крылышко крутильных весов и поворачивает их, закручивая нить.
Вопрос. А чем же будет создаваться такой сильный световой поток?
Ответ. В 1905 году ученый мир был потрясен появлением небольшой книжечки, автором которой был швейцарский инженер Альберт Эйнштейн. В этой работе были изложены первые основы теории относительности, одним из выводов которой является эквивалентность массы и энергии.
Энергия (Е), как гласит математическая формула, выведенная Эйнштейном, равна массе (m), умноженной на квадрат скорости света (с):
E = mc2
При выделении из вещества энергии общая масса вещества уменьшается. Это уменьшение, называемое дефектом массы, особенно заметно при ядерных реакциях, которые, как известно, сопровождаются выделением огромных количеств энергии. Так, в ходе реакций распада ядер урана дефект маccы составляет всего 0,05 %, то-есть при выделении энергии масса уменьшается всего на 1/2000 долю.
Несколько больше дефект массы при термоядерных реакциях. Например, при слиянии ядер водорода в ядра гелия. Но и в этом случае он составляет всего 0,09 %.
Физика ядерных превращений делает свои самые первые шаги. Возможно, что будут открыты ядерные превращения, при которых дефект массы будет приближаться к 100 %. Когда мы научимся производить такие превращения, тогда станет возможной постройка фотонной ракеты. Большое зеркало, помещенное внутри ракеты, сконцентрирует в один луч мощный поток вылетающих из реактора фотонов и отразит их в пространство. При этом давление света на зеркало будет настолько большим, что сможет сдвинуть с места и придать огромную скорость большому сооружению — фотонной ракете. Луч света станет рабочим веществом.
Вопрос. Трудно ли будет построить эту ракету?
Ответ. Конечно, трудности постройки подобной ракеты огромны. При реакции разовьется очень высокая температура. Ракету нужно будет делать очень большой, зеркало помещать на большом удалении от экипажа, а процесс получения энергии совершать постепенно и плавно. Тогда, как показывают расчеты, можно будет при давлении света всего в несколько атмосфер в течение долгого времени, которое будет исчисляться неделями или месяцами, поддерживая постоянный приток энергии и постоянное давление, постепенно разогнать фотонную ракету до скорости около 250–290 тыс. км сек. А это значит, что подобная ракета долетит до Альфа Центавра за 5 лет и через 10 лет вернется обратно.
Могут спросить: а разве ракету на обычном горючем нельзя постепенно разогнать до такой скорости? Конечно, нет. Для этого пришлось бы отправить ракету с массой, равной Луне, чтобы до звезды долетела крупинка.
Сейчас, когда на наших глазах сбывается «фантазия» Циолковского, можно думать, что и эта «фантазия», может быть даже в не очень далеком будущем, будет осуществлена и полет к ближайшим звездам станет возможным.
* * *
На 4-й странице обложки журнала показано устройство «светового двигателя» фотонной ракеты: сопло для выхода светового луча (1), корпус ракеты (2), реактор (3), рефлектор (4), слои защитного материала (5).
Это не завтрашний — это послезавтрашний день науки и техники.
* * *
— Эврика! — вскричал Верхоглядкин после трехминутных, но мучительных поисков идеи. — Мы сделаем автоматическую комнату на атомной энергии!
— Как? — переспросил Боба — На атомной? Но это опасно…
— Возможны жертвы! — сказал Верхоглядкин.
— Идет! — решил Белоручкин. — Мы будем переоборудовать твою комнату.
(См. стр. 23.)
Вести с пяти материков
По жизни слова в языке можно проследить и за жизнью явления или вещи, называемых этим словом. Маленькое греческое словечко «autos» — «сам» — «омолодило» массу старых слов, наполнило их новым значением. Авторучка, автосцепка, автотормоз, автопилот, автостоп — во все растущее количество самых невообразимых сочетаний вступает это маленькое с словечко. Автоматика все больше проникает во все области нашей жизни. Некоторые из сообщений сегодняшней почты красноречиво рассказывают об этом.
ПЕЧАТНЫЙ ГИГАНТ. Гигантская ротационная машина, крупнейшая в Европе, установлена в пражской типографии «Свобода». Машина автоматизирована, что позволяет печатать 8 тыс. печатных листов в час. Если суточную продукцию машины — 10 тысяч томов — положить друг на друга, то вершина «стопки» достигнет высоты 500 м!
АВТОМАТ ОПРЕДЕЛЯЕТ РАДИОАКТИВНОСТЬ РУДЫ. Прибор для автоматического определения радиоактивности добытой урановой руды, недавно демонстрировался на Парижской выставке новых изобретений в области атомной техники.
ЭЛЕКТРОННЫЕ «ГЛАЗА» РАЗЛИЧАЮТ ЦВЕТ. Прибор работает быстрее человека и освобождает его от опасного влияния радиоактивного излучения. На одном из предприятий в Калифорнии ежедневно сортируется до миллиона лимонов. Эту огромную работу проделывают всего шесть машин. Их электронные «глаза» различают пять степеней окраски лимонов: от темнозеленой до светложелтой.
Подобные же машины построены для сортировки фасоли, гороха, подсолнечника, сортовых семян кофе, орехов и многих других культур.
«МНОГОРУКИЙ» СТАНОК. 14 операций одновременно производит показанный на этом снимке новый чехословацкий полуавтоматический станок. За час он обрабатывает 30 деталей с высокой точностью. Он позволяет сэкономить много места, так как заменяет 14 обычных станков. Как полагают чехословацкие конструкторы, это еще не предел. В настоящее время они строят станок, который будет производить 30 различных операций, причем число рабочих инструментов и их положение можно будет изменять.
ТРАКТОР УПРАВЛЯЕТСЯ ПО РАДИО. Тракторист включил радиопередатчик, подождал, пока нагреются лампы, и повернул какую-то ручку. Трактор, стоявший в отдалении на поле, взревел мотором и двинулся вперед, вспахивая широкую полосу…
Так работает изготовленный недавно в Англии новый радиоуправляемый трактор. Приемник, смонтированный на нем, имеет специальное реле, которое через ряд устройств «командует» электромагнитами, установленными на органах управления. При приеме команд на тракторе загорается определенная лампочка, видная издали, что позволяет контролировать работу всей системы.
Подобное управление может быть применено для перевозок опасных материалов.
