Промышленное освоение космоса

Тяжесть препятствует мне поставить карандаш на его острие.

Я покажу в своем месте, что она более или менее ограничивает размер растений и животных и даже высоту планетных гор.

Она служит причиною того, что большинство громадных небесных тел, Солнце, звезды, планеты и спутники имеют почти совершенно правильную форму шара.

В свободном же пространстве наблюдаемое тело никогда не стронется само собой со своего места, если только оно в какой-нибудь момент было неподвижно. Раз оно неподвижно — и вечно (без влияния силы) останется неподвижным. Например, если наблюдаемое тело, будучи в какой-нибудь момент времени неподвижным, находится от почвенника на расстоянии одного миллиметра, то сколько бы ни прошло времени, оно всегда будет находиться на этом расстоянии. Поэтому в свободном пространстве наблюдаемое тело не давит на опору и обратно.

Поэтому, если бы в свободном пространстве нужны были жилища, то, как бы ни были они велики, они не могли сами собой разрушиться от своей непрочности.

Целые горы и дворцы, произвольной формы и величины, могли бы держаться в пространстве без всякой поддержки и связи с опорой.

Если я стану на острие у поверхности Земли, то оно проколет мою ногу; если же это случится в свободном пространстве, то мое тело не будет давить на иглу, и там я могу стоять на острие штыка так же спокойно, как на ровном полу.

На Земле в руках я не удержу 4 пуда, а в свободном пространстве тысяча пудов нисколько не отяготит мою руку или мой мизинец.

Осыпьте меня кругом бесчисленным множеством пятипудовых чугунных ядер, и они меня не раздавят, что непременно случилось бы на Земле.

Так как в свободном пространстве нет падения или, точнее, ускоренного движения по одному направлению, то человек не нуждался бы там в опоре для предупреждения падения. Ему не нужны бы были ни полы, ни лестницы, ни стулья, ни кровати.

Всякое место свободного пространства может служить превосходной кроватью и превосходным стулом.

Так же не нужны бы были и столы, этажерки и прочее, потому что все предметы могли бы свободно держаться в пространстве без опоры или без соприкосновения с другими телами.

Тюфяки и подушки служат на Земле для того, чтобы давление человеческого тела от тяжести не было сосредоточено на одну или несколько его точек, но чтобы оно распространилось на возможно большую поверхность его тела; таким образом, посредством подушки давление на каждую точку тела делается ни большим, ни малым, а средним. В свободном пространстве, очевидно, не нужны ни подушки, ни тюфяки, всякое место его служит нежнейшей периной.

Там нет ни верху, ни низу, нет, например, низу, потому что низ есть та сторона, в которую тела ускоренно двигаются. Но при начальной неподвижности не лежащего и не висящего ни на чем тела этого никогда в свободном пространстве не может быть.

Поэтому там нет также вертикальных и горизонтальных линий и плоскостей. Гирька отвеса или плотничьего ватерпаса не натягивает нить ни в каком направлении, и торчит даже совершенно бестолково. Нет там пропастей и гор. В пропасть не падает камень и не срывается неосторожное животное, а с горы он не скатывается, и животное не скользит. Как над Землей висит месяц и не падает на Землю, так человек может висеть спокойно над ужасной для жителей Земли пропастью, висеть, конечно, без веревки, как парящая птица, но только без крыльев, как уравновешенный аэростат.

Пропасти и горы уже не представляют препятствий для перемещения. Также и заборы, выстроенные человеком. Там нельзя сказать — я подымаюсь, я опускаюсь, я выше, вы ниже; нельзя сказать: нижний этаж, высокое дерево. Там уже не привязал бы себя маляр к трубе веревкой из боязни поскользнуться, упасть на мостовую и расшибить череп или вывихнуть член.

Там маятник не качается и часы не ходят. Но время можно отлично узнавать посредством карманных часов или, вообще, посредством часов, у которых маятник качается не силою тяжести, а упругостью стальной пружины.

На Земле человек днем принимает по преимуществу вертикальное или сидячее положение, а ночью — горизонтальное. Но с течением времени всякое положение его утомляет, в особенности стоячее. А в свободном пространстве невозможно определить — стоит человек или лежит, стоит он кверху ногами или как следует, поднял он руки или опустил.

Все возможные положения его совершенно для него безразличны по своим результатам; ни одно его не утомляет, или все утомляют совершенно одинаково.

В свободном пространстве можно только говорить, и это уже не безразлично: тело имеет такой-то размер, субъект распрямился, согнулся, скрючился, вытянул руки перпендикулярно к направлению выпрямленного тела.

Моими ногами я касаюсь почвенника, который на этот раз имеет вид плоскости. Если я буду до него касаться головой, приму перпендикулярное к почвеннику положение, то вид будет такой, как будто бы я стоял кверху ногами.

Но кровь моя не притечет с особенной силой к моей голове, лицо мое не сделается багровым, жилы (вены) мои не растянутся, не переполнятся кровью, не посинеют, я не буду чувствовать мучительности или неудобства этого положения, как это случилось бы на Земле, если бы стал кверху ногами.

Напротив, я буду чувствовать себя лучше, чем если бы я лежал на тонкой резиновой перине, наполненной вместо пуха воздухом.

Как там определить или назвать то или другое направление, принимаемое человеком или другим продолговатым предметом?

Вот Сириус или другая ближайшая к нам (к почвеннику) звезда ярко, но покойно, мертво без мерцания светится, посылая к наблюдателю свои лучи из черного неба.

Страшно в этой бездне, ничем не ограниченной и без родных предметов кругом: нет под ногами Земли, нет и земного неба! Человек может расположиться одинаково покойно, без нарушения равновесия, и по направлению лучей звезды — головой к звезде или ногами к звезде (вот два направления), и перпендикулярно к этим лучам, и наклонно.

Направление тут можно определять градусами, как определяют, астрономы широту и долготу звезды.

Нечто о неудобствах свободного пространства

Из этого описания видны преимущества свободного пространства.

Главное заключается в том, что постройки разного рода, а также постройки природы — организмы, могут принять произвольные размеры при произвольной их непрочности.

Еще много мне придется сказать в своем месте о преимуществах и неудобствах свободного пространства перед средой тяжести, в которой мы (люди) теперь живем.

Вот одно неудобство, один вопрос, который я теперь не решаю обстоятельно.

Я сказал, что неодушевленный предмет в свободном пространстве, будучи раз неподвижен, всегда неподвижен. А человек или животное? Помогут ли им их органы, их двигательные члены, рожденные землей, помогут ли им их члены сдвинуться с места, если нет кругом опоры? Ее и не нужно, чтобы быть в равновесии.

Но можно ли обойтись без нее, чтобы сдвинуть хоть на одну точку центр [тяжести] своего тела? Подумайте!

Я пока только, возбудив любопытство, скажу: нельзя. В этом случае одушевленный предмет приравнивается по своей беспомощности к неодушевленному.

Никакие страстные желания, никакие дрыгания рук и ног, дрыгания, производимые, нужно сказать, крайне легко, ничто такое не в состоянии сдвинуть центр [тяжести человеческого тела].

Сказав о явлениях неподвижности и недавления тел в свободном пространстве, я буду теперь говорить как раз о движении в свободном пространстве…

Описание снаряда.

Устойчивость снаряда.

Устойчивое циклоидальное движение прямолинейное.

Неустойчивое (круговое)

Снаряд для путешествия в свободном пространстве, который я сейчас опишу, будет служить для передвижения человека и различных предметов в абсолютной пустоте без пути, т. е. без неподвижной опоры и по желаемому направлению.

Вообразим железный или стальной шар, могущий выдержать давление заключенного в нем воздуха.

Этот шар снабжен многими круглыми отверстиями: справа, слева, спереди, сзади — со всех сторон.

Отверстия эти, служащие окнами, герметически закрыты толстыми прозрачными стеклами, крепость которых в состоянии выдержать воздушное давление, положим, в сто килограммов на квадратный дециметр.

Эта упругость близка к атмосферной у поверхности Земли. Снаряд, взятый как одно целое вместе с заключенными в нем одушевленными и неодушевленными телами, как и всякое простое или сложное тело, имеет по крайней мере три оси, взаимно перпендикулярных и проходящих через свободный его центр.

Одну из осей (П, П1) назовем полярной, другую (М, M1) — меридиональной, третью (Э, Э1) — экваториальной.

Через эти оси можно провести три плоскости.

Плоскость, проходящую через две последние оси — меридиональную и экваториальную, назовем экваториальной; пересечение ее с шаром — экватором.

Плоскость, проходящую через оси — полярную и меридиональную, назовем меридиональной; пересечение же ее с шаром — меридианом.

Для того чтобы поворотить меридиональную плоскость снаряда, не изменяя положения экваториальной, служит материальная ось, совпадающая с полярной и могущая вращаться вместе с укрепленными концентрически, на ее концах, кругами или колесами (можно и одно колесо).

На том и другом конце меридиональной оси (в плоскости экватора) укреплены два прибора. Один (М), вроде пушки, служит для того, чтобы отбрасывать ядро по направлению меридиональной оси.

Другой назначается для того же и имеет также вид толстой трубы с соответствующим ядром значительной величины и плотности.

Это ядро отбрасывается уже не порохом или другим взрывчатым веществом как в первом снаряде, а менее значительной силой, например, пружиной или силой руки, причем к ядру этому прикреплена нить большой длины, которая не позволяет ему удаляться в бесконечность, между тем как каждое выброшенное ядро первой пушки пропадает для путешественников навеки, если только не будет поймано другими путешественниками и возвращено.

Пушка служит для перемещения всего снаряда по прямой линии на неопределенно большое расстояние; второй же прибор служит для удаления путешественников на незначительные расстояния — насколько позволяет длина нити, с помощью которой ядро притягивается обратно на прежнее место, точно так же, как и сам снаряд.

Посредством этих приборов (пушки) передвижение возможно только по одному направлению.

Полярная ось с кругами дает возможность поворачиваться шару вокруг этой оси и вместе с тем поворачивать меридиан и оба прибора, которые все-таки остаются в плоскости экватора.

Силой руки или какой-нибудь машинки я заставляю поворачиваться ось с кругами; вследствие этого поворачивается и шар, но в противоположную сторону и до тех пор, пока силой руки машины или по инерции движется полярная ось.

Когда пушка прошла по экватору желаемое число градусов, я мгновенно останавливаю ось — останавливается и шар с пушкой и меридианом.

Теперь остается выпалить, и шар с путешественниками помчится в беспредельной плоскости экватора по желаемому направлению.

Чтобы иметь возможность поворачивать самый экватор (шара) или пушку в меридиональной плоскости, служит такая же ось с кругами, как и полярная, но совпадающая с экваториальной осью.

С помощью полярной оси пушка приобретает любое положение в плоскости экватора, с помощью же экваториальной оси — любое положение в плоскости меридиана. Первая ось поворачивает меридиан шара, вторая — экватор его.

Очевидно, с помощью этих двух осей пушке можно дать в пространстве всякое положение, и, следовательно, шар может двигаться во всяком направлении. Движения пушки сходны с движениями трубы теодолита. Как трубу этого последнего можно направить на любую звезду, так и пушке можно дать желаемое направление и отправить шар с путешественниками к любой звезде.

Достижение устойчивости снаряда для путешествия в абсолютной пустоте свободного пространства

Если масса шара не очень велика в сравнении с массой находящихся в нем людей, то всякие движения последних вызывают также и движения шара, движения тем… неправильнее, чем неправильнее передвижение находящихся в нем предметов. Ненужное поворачивание шара, вследствие этой причины, влечет за собой ненужное поворачивание пушки. Во всяком случае, это ненужное поворачивание может быть произвольно ослаблено.

Дело в том, что чем скорее вращается диск, тем труднее действием силы изменить определенным образом его ось вращения или плоскость вращения.

Всякие силы, действующие не по направлению к центру тела, стремятся сообщить ему вращение. Если это тело будет очень быстро вращаться, то подобного рода силы приблизительно не изменят оси вращения, но сообщат ей, может быть, параллельное движение.

Представим себе, что в шаре для путешествия имеются два быстро вращающихся кружка, оси которых или плоскости которых взаимно перпендикулярны (или только наклонны).

Тогда неправильные (не центральные) действия сил на шар, в веществе которого вращаются оси с кружками, сообщают приблизительно и шару, и осям только параллельное движение, а не вращательное. Таким образом, посредством особой пары кружков достигается тем большая устойчивость шара, чем быстрее они вращаются. С помощью неподвижной опоры можно сообщить им быстрое движение без поворачивания шара. Впрочем, и посредством подвижной опоры можно достигнуть того же. В таком случае устойчивость достигается двумя парами кружков. У каждой пары кружков оси или совпадают, или параллельны, а самые кружки вращаются в противоположные стороны.

Если представим, что в центре описанного шара для путешествия в абсолютной пустоте свободного пространства оси разделяются пополам и каждая половина со своим диском может вращаться независимо от других половинок, то получим снаряд, который может не только направиться туда, куда желают находящиеся в нем, но и принять большую или малую устойчивость.

Действительно, давши пушке определенную (желаемую) широту и долготу, как было описано, после чего кружки останавливаются, сообщим теперь им противоположные и равные угловые скорости (если их моменты инерции равны).

От этого пушка не изменит свое направление, но получит вместе с шаром тем большую устойчивость, чем быстрее вращение кружков, скорость которых, конечно, произвольна, лишь бы их не разорвала центробежная сила…

Условия сохранности газов и жидкостей в свободном пространстве

Я скажу немного о сохранении газов и жидкостей в свободном пространстве, потому что без этих видов материи там невозможна органическая жизнь, подобная земной, — невозможно, значит, и существование самого человека в свободном пространстве, достижение которого для человека, я докажу в своем месте, не абсолютно невозможно.

Я буду говорить про незначительные, сравнительно с земной массою, количества материи, взаимным влиянием которых, не противореча много закону ньютонова тяготения, я совершенно пренебрегаю, иначе это уже и не будет свободное пространство.

Ньютоново тяготение одной своей силой вполне способно сохранить в постоянном состоянии и значительной плоскости газы и летучие жидкости (вода), как это мы видим на планетах; но не об этом я теперь говорю, не о влиянии громадных масс материи на газы.

Физика указывает два рода жидкостей: одни при обыкновенной температуре почти не дают испарений, даже в пустоте, подобно большинству твердых тел: например, деревянное масло, серная кислота. Другие же испаряются, уменьшаясь в массе и объеме.

Для сохранения этих последних в жидком виде, точно так же как и некоторые летучие тела в твердом виде (лед), необходимо заключать их в закрытый со всех сторон сосуд, сделанный из твердого вещества достаточной крепости или толстоты.

Если при этом внутренний объем сосуда больше объема вмещаемой им жидкости, то оставшаяся пустота наполняется парами жидкости, плотность и упругость которых будет соответствовать окружающей температуре.

То же самое можно сказать и о сохранении летучих твердых тел (лед). Объем сосуда может быть так велик, что вся масса помещенной в нем жидкости или твердого тела обращается в пар или газ. Для сохранения же неиспаряющихся жидкостей нет надобности ограждать их твердыми стенками — они могут существовать, не изменяясь, в количестве и виде, так же как большая часть твердых тел, если только одного рода жидкость не приходит в соприкосновение с разными твердыми и жидкими телами, причем уже вступают в свои права силы волосности.

Жидкости обоих родов, но, как я уже сказал, без соприкосновения с твердыми и жидкими телами иной природы, принимают сплошную сферическую форму, зависящую от частичных свойств жидкости. Не та ли эта сила, которая солнцам и планетам также дает вид правильных капель? Вычисления показывают, что частичные силы капли воды или другого какого-нибудь твердого или жидкого тела несравненно больше, или, как говорят, бесконечно больше, чем то следует по закону тяготения, рождающему круглую форму небесных тел.

При взаимном соприкосновении твердых и жидких тел образуются самые разнообразные формы жидкостей, причем ярко в громадных размерах обнаруживаются явления волосности, потому что в свободном пространстве эти явления не подавляются тяжестью, как на Земле. Впрочем, массам жидкостей, примерно больше стакана воды, малейшее давление может придать желаемую форму.

Закон Паскаля. Барометр. Сифон.

Уровень с воздушным пузырьком. Нивелиры

В свободном пространстве закон Паскаля о передаче давления жидкости, заключенной в замкнутом сосуде, обнаруживается во всей чистоте. Но сифон не действует и в газообразной среде, что и понятно, потому что движение жидкой струи сифона зависит главным образом от тяжести, атмосферное же давление, или в свободном пространстве — упругость, дает только связь жидкой струе, не дозволяя ей разрываться.

Если бы частицы жидкости имели между собой такую же связь, как звенья цепи, то сифон действовал бы и в пустоте, вне газообразной среды.

Так же бездействуют в свободном пространстве и различного рода фонтаны, хотя деятельность их, так же как и сифона, в курсах физики обыкновенно приписывается не тяжести, которая составляет душу этих приборов, а атмосферному давлению, роль которого второстепенна.

Так же бесполезны в свободном пространстве ртутные барометры (столовые), уровни, разного рода спиртомеры, солемеры, ареометры, гидростатические весы, также и рычажные, нивелиры. Хотя в свободном пространстве и возможна более или менее значительная упругость газов, но эта упругость может измеряться только упругостью же, а не весом, которого в свободном пространстве нет. Поэтому для этой цели пригодны барометры, анероиды и манометры со сжатым воздухом или другим упругим телом.

У обыкновенного барометра, перенесенного с Земли в воздушную среду свободного пространства, ртуть тотчас же упругостью газа заполняет собой всю трубку, какой бы она длины ни была, хотя бы не в метр, а в километр. Вообще, все приборы, основанные не на законах тяжести, с успехом, даже большим, чем на Земле, применяются и к свободному пространству, например, термометр, рычажные и другие машины, назначенные для умножения силы или быстроты, как-то: блоки, гидравлические и рычажные прессы и пр.

Закон Архимеда. Аэростат и птицы, корабли и рыбы

Тело, погруженное в газ или жидкость свободного пространства, очевидно, никуда не движется при начальном спокойствии и отсутствии действующих на него сил.

Оно не испытывает также того ужасающего давления, которому подвергаются земные тела, погруженные в морскую глубину, и которое измеряется миллионами килограммов на квадратный дециметр. На глубине 10 км давление 106 кг/дм2.

Действительно, давление морской воды на 1 км ниже уровня морей составляет уже более чем 1 000 000 силовых килограммов на каждый квадратный дециметр поверхности погруженного на эту глубину тела. По закону Архимеда, всякое тело, погруженное в жидкую среду, теряет из своего веса, или делается легче на столько, сколько весит объем вытесненной им жидкости. Так как вес этого последнего в свободном пространстве равен нулю, то и потеря в весе также равна нулю. В пустоте свободного пространства оно весило нуль, да при погружении в жидкость потеряло нуль весу, следовательно, и в жидкости вес его остается равным нулю.

Итак, хотя закон Архимеда и применим к свободному пространству, но все же в свободном пространстве мы не увидим ни потопления, ни всплывания тел. Представлю эти явления рельефнее. Кусок железа или дерева, находящиеся на поверхности или внутри жидкости, не тонут и не всплывают, но остаются на своем первоначальном месте. Вот шар воды в несколько десятков метров в диаметре, человек касается его поверхности ногами, но не погружается в воду.