Циолковский. Жизнь и технические идеи
Испытываемая нами адская тяжесть будет ощущаться около 2 минут, пока не окончится взрывание и его шум. Затем, когда наступает мертвая тишина, тяжесть так же моментально исчезает, как и появилась. Теперь мы поднялись (полет предполагается отвесный) на высоту 575 километров. Тяжесть не только ослабела, она испарилась без следов. Сила земного тяготения действует одинаково на ракету и на находящиеся в ней тела. Поэтому нет разницы в движении ракеты и помещенных в ней тел. Их уносит один и тот же поток, одна и та же сила, и внутри ракеты как бы нет тяжести.
В этом мы убеждаемся по многим признакам. Все неприкрепленные к ракете предметы сошли со своих мест и висят в воздухе, ни к чему не прикасаясь; а если они и касаются, то не производят давления друг на друга или на опору. Сами мы также не касаемся пола и принимаем любое положение: стоим и на полу, и на потолке, и на стене; стоим перпендикулярно и наклонно; плаваем в середине ракеты, как рыбы, но без усилия. Ни один предмет не давит на другой, если их не прижимать друг к другу.
Вода не льется из графина, маятник не качается и висит боком. Громадная масса, привешенная на крючок пружинных весов, не производит натяжения пружины, и весы всегда показывают нуль. Рычажные весы тоже бесполезны: коромысло их принимает всякое положение, независимо от равенства или неравенства грузов на чашках.
Масло, вытряхнутое из бутылки с некоторым трудом (так как мешает давление воздуха), принимает форму колеблющегося шара; разбиваем его на части, получаем группу из меньших шаров.
Ртутный барометр поднялся доверху, и ртуть наполнила всю трубку.
Двухколенный сифон не переливает воду.
Выпущенный осторожно из рук предмет не падает, а толкнутый двигается прямолинейно и равномерно, пока не ударится о стенку или не наткнется на какую-нибудь вещь, чтобы снова придти в движение, хотя с меньшей скоростью. В то же время он вращается; трудно толкнуть тело, не сообщив ему вращения.
Нам легко, как на нежнейшей перине, но кровь немного приливает в голову.
Все тихо, покойно. Открываем наружные ставни окон и смотрим через толстые стекла во все шесть сторон. Мы видим два неба, два полушара, составляющих вместе одну сферу, в центре которой мы как будто находимся. Одна половина — черная со звездами и солнцем; другая со множеством пятен. Это Земля, с которой мы только что простились. Она кажется нам, по законам перспективы, вогнутой, как круглая чаша, внутрь которой мы смотрим. По мере удаления от поверхности Земли и поднятия в высоту, земной шар, в этом ли виде или в виде серпа, как будто уменьшается, между тем как мы обозреваем все бòльшую и бóльшую часть его поверхности.
Верха и низа в ракете собственно нет, потому что нет относительной тяжести, но субъективное ощущение верха и низа все-таки остается. Мы чувствуем верх и низ, только места их сменяются с переменою направления нашего тела в пространстве. В стороне, где наша голова, мы видим верх, где ноги — низ. Если мы обращаемся головой к нашей планете, она нам представляется в высоте; обращаясь к ней ногами, мы погружаем ее в бездну.
Наблюдающие нас с Земли видели, как ракета, сорвавшись с места, полетела кверху, подобно падающему камню, только в противоположную сторону и в 10 раз стремительнее. Скорость поднятия к небу все возрастает, но заметить это (с Земли) трудно. Через 5 секунд ракета уже на высоте километра, через 15 секунд на высоте 10 км, через полминуты — уже на высоте 40 км, но мы продолжаем ее видеть невооруженными глазами, так как ее предохранительная тугоплавкая и неокисляющаяся оболочка светит, подобно звезде. Выйдя из атмосферы, ракета охлаждается и понемногу гаснет. Теперь ее можно разыскать только в телескоп.
Жар не проник до нас, сидящих в ракете, так как мы предохранены от нагревания непроводящим тепло слоем; кроме того, у нас — могучий источник холода — испарение жидких газов.
Кажущееся отсутствие тяжести в снаряде продолжается все время, пока нет взрывания [25] и пока ракета не вращается. Все явления, свойственные среде, лишенной силы тяжести, наблюдаются в ракете и около нее. Сила притяжения самой ракеты, людей и взятых с собою предметов очень мала и обнаруживается перемещением строго неподвижных (первоначально) тел — конечно, относительно друг друга — лишь в течение часов. Если же вещи имеют хотя ничтожное движение, влияния Ньютонова тяготения нельзя обнаружить».
К приведенному сейчас описанию необычайных явлений внутри ракеты, свободно брошенной в мировое пространство, интересно прибавить, что многие из этих мысленных экспериментов могут быть проверены в физическом кабинете. Аппараты и соображения, сюда относящиеся, описаны и изложены в книге Я. И. Перельмана «Знаете ли вы физику?», изд. 2-е. Опыты, проделанные на подобных приборах, подтверждают частности парадоксальной картины, нарисованной воображением Циолковского.
Пути осуществления
Четыре десятилетия размышлял Циолковский над проблемой межпланетных перелетов [26], и к концу жизни у него постепенно сложился определенный план осуществления смелого замысла. Мы познакомим сейчас читателя с этим планом по сокращенному тексту моей книги «Межпланетные путешествия», соответствующая глава которой была просмотрена Циолковским в рукописи.
Отлет межпланетной ракеты с Земли состоится где-нибудь в высокой горной местности. Должна быть подготовлена прямая, ровная дорога для разбега, идущая наклонно вверх под углом 10–20°. Ракета помещается на самодвижущемся экипаже, например на автомобиле, мчащемся с наибольшей возможной для него скоростью. Получив таким образом разбег, ракета начинает свой самостоятельный восходящий полет под действием сгорающего в ней топлива. По мере возрастания скорости, крутизна взлета постепенно уменьшается, путь ракеты становится все более пологим. Вынырнув за атмосферу, аппарат принимает горизонтальное направление и начинает кружиться около земного шара в расстоянии 1–2 тысяч километров от его поверхности, наподобие спутника.
По законам небесной механики, это должно осуществиться при секундной скорости 8 километров. Указанная скорость достигается постепенно: горение регулируют так, чтобы секундное ускорение ракеты не слишком превышало привычное нам ускорение земной тяжести (10 метров в сек.) Благодаря этим предосторожностям, искусственная тяжесть, возникающая в ракете при горении, не представляет опасности для пассажиров.
Так достигается первый и самый трудный этап межпланетного путешествия — превращение ракеты в спутника Земли. Чтобы заставить теперь ракету удалиться от Земли на расстояние Луны или еще далее, в другие зоны нашей солнечной системы, потребуется лишь, добавочным сжиганием топлива, увеличить в 1½–2 раза скорость той же ракеты.
Мы сказали раньше, что начальный разбег сообщается ракете автомобилем. Но для этой цели пригодны вообще любые транспортные средства: паровоз, пароход, аэроплан, дирижабль.
Всего удобнее, однако, по мнению Циолковского, воспользоваться для разбега другой ракетой. Эту вспомогательную ракету он называет «земной», в отличие от ракеты «космической», предназначаемой для межпланетного рейса. Космическая ракета временно помещается внутрь земной, которая, не отрываясь сама от почвы, сообщает космической ракете надлежащую скорость и в нужный момент освобождает ее для самостоятельного полета в мировое пространство.
Схема ракет Циолковского — земной и космической — до разъединения (вверху) и в момент разъединения.
