Занимательный космос. Межпланетные путешествия

Приводимая далее статья доктора медицины В. Шлера была помещена в немецком научном журнале «Die Umschau» в ноябре 1928 г. Под видом отчета корреспондента печати о первом рейсе ракетного самолета из Европы в Америку, состоявшемся будто бы в 1928 г., автор рисует картину будущего ракетного перелета через океан.

Рис. 62. Перелет в Америку через стратосферу

В подлиннике статья озаглавлена «В 26 минут в Америку. Отчет нашего специального корреспондента». – Перевод сделан с несущественными сокращениями.

«Стратосферный полет представителей печати назначен был на сегодня в 13 часов. Прибыв на Темпельгофский аэродром, мы были встречены членами президиума Союза звездоплавания, которые познакомили нас с особенностями ракетного полета. Аппарат, предназначенный для стратосферы, по внешности напоминает обыкновенные гражданские самолеты и отличается от них лишь размерами и толщиной несущих плоскостей, внутри которых устроены кабины для пассажиров. Между кабинами помещается ракетный аппарат с выводной трубой, глядящей отверстием назад. На самолете установлена также реактивная группа, обращенная отверстиями вперед: она служит для торможения при спуске. Имеется и пара пропеллеров, которые при старте машины поднимают ее на известную высоту, прежде чем начнет работать спиртокислородная ракета.

Мы получили объяснения по поводу важнейших предметов оборудования стратоплана – например, аппаратов для добывания и очищения искусственного воздуха, для отопления и т. п., сходных с соответствующим оборудованием подводной лодки. Входная дверь закрывается герметически, а во время полета завинчивается наглухо. Окно кабины тоже плотно примыкает к стене; стекло свинцовое, темно-коричневое. Такое окно пропускает лишь немного дневного света, так что кабина, несмотря на ясный солнечный день, освещалась электрическими лампами. Стены и потолок мягко обиты изнутри кожей, пол покрыт пробковой массой. На потолке, на стенах, у скамей имеются многочисленные ременные петли, держась за которые, мы будем передвигаться в состоянии невесомости. Особенно интересны скамьи, устроенные в кабине поперек направления полета; это вогнутые, мягкие диваны, над которыми натягивается сетка. При значительном ускорении и быстром торможении аппарата очень важно, чтобы все предметы были укреплены неподвижно, а багаж был плотно уложен в мягкие, надежно закрывающиеся ящики.

К самым ракетным аппаратам мы не были допущены, зато осмотрели помещение для пилота, которое, впрочем, мало отличалось от устройства, знакомого нам по обыкновенным самолетам, если не считать рычагов для пуска и включения ракетной группы. Заслуживают упоминания укрепленный здесь динамометр для измерения величины ускорения и замедления, затем актинометр для измерения коротковолнового излучения и прикрепленные на наружной стенке особые термометры для измерения низкой температуры стратосферы.

За объяснениями и осмотром наступило 20 минут 13-го часа; мы стали пристегивать наш багаж, разыскали наши ложа, накрылись сетками и надежно закрепили их крючками. Без 30 сек. 13 час. прозвучал сигнальный колокол, спустя 10 сек. – второй, и я с сильным сердцебиением ожидал старта. Ровно в 13 раздалась в громкоговоритель команда:

– Отчаливаем!

Одновременно донеслось жужжание пропеллеров, поднимавших аппарат с Земли. Мы летели так минуты три, когда прозвучал третий сигнальный колокол. Раздалось невероятное шипение, и я внезапно был придавлен с страшной силой к своему ложу Мне едва не сделалось дурно от этого усиленного движения. Кровь стучала в ушах; казалось, меня поборол какой-то великан. Сила, с которой напирала на мою грудь сетка, мешала мне свободно дышать, пот выступил на лбу, а связка ключей в кармане чувствительно вдавливалась в бедро. Костюм сразу стал чересчур тесен, рубашка стягивала туловище. Я сделал попытку двигать членами: рука, протянутая к карманным часам, – потому что протекшие секунды казались мне чересчур долгими, – сразу отяжелела; казалось, она весила центнер (100 кг). Потея и кряхтя, я едва мог достать свои часы. Но непривыкший к усиленной тяжести, я захватил их слишком слабо: с силою вырвались они из моей руки, проскользнули через ячейки сетки, разорвали часовую цепочку и со звоном ударились о противоположную стену. Обескураженный, я отказался от дальнейших попыток к движению и предоставил себя на волю судьбы.

Внезапно начались сильнейшие колики в области живота. Я напряг всю волю, чтобы не поддаваться боли, – как вдруг шипение ракеты умолкло. Сейчас еще меня придавливало к сетке дивана – теперь же я, как теннисный мяч, отлетел к противоположной стороне моего ложа. У меня было ощущение, будто я падаю с высокой горы в расщелину, и когда я вновь овладел своими чувствами, я крепко держался руками за сетку. Аппарат все еще казался падающим, и каждую секунду я со страхом ожидал, что ракета ударится о волны Атлантического океана.

Громкоговоритель передал голос командира:

– Двадцать минут полной невесомости. Пассажиры могут отстегнуть сетки и двигаться свободно. Держитесь постоянно за ремни, чтобы ни обо что не ударяться и не ушибить друг друга.

Я переживал удивительное ощущение никогда еще не испытанной бесплотности, словно падал под водою и утратил сознание того, где верх и где низ. Закружилась голова; казалось, вся кабина тихо вращается вокруг меня. Я почувствовал потребность покинуть свое ложе и стать на ноги. Поспешно отстегнул я свою сетку, чтобы стать на пол, – и вдруг заметил, что свободно витаю в пространстве.

Неожиданно, как опытный пловец, подплыл ко мне в воздухе служитель стратоплана и ловко ухватился за один из ремней возле моего ложа. Его появление воскресило в моей памяти физические законы, относящиеся к состоянию невесомости; вместе с тем сразу исчезли все неприятные ощущения и проснулся живой интерес к совершающимся явлениям. Пока служитель занят был улавливанием обломков моих часов, витавших в пространстве, я подтянулся к окну кабины. Когда мы были на Земле, дневной свет едва пробивался через темное стекло, – здесь же я видел сияющее Солнце, висевшее белым раскаленным шаром на черном небе. Возле самого Солнца блистали бесчисленные звезды, а неподалеку виден был серп молодого месяца. В свободной от пыли стратосфере была отчетливо видна и неосвещенная Солнцем часть лунного диска, залитая отраженным светом Земли. Яркое Солнце ослепляло меня; оно затмевало свет электрических ламп в кабине и рельефно освещало ее внутренность.

Часы показывали 13 часов 12 минут. Мы находились на высоте 50 км над земной поверхностью. Наружная температура была 54 “С ниже нуля; давление воздуха – только 1 мм ртутного столба. Хотя электрическое отопление было выключено, в кабине было довольно тепло благодаря тому, что обращенная к Солнцу наружная поверхность стратоплана была матово-черная: энергия лучей Солнца поглощалась и проводилась внутрь кабины. Подробности земной поверхности отсюда не различались: под стратопланом сияла лишь освещенная Солнцем туманная оболочка Земли.

Наступило время завтрака, но его, к сожалению, нельзя устроить на стратоплане. Хотя продвижение проглоченной пищи в пищеводе производится перистальтическими движениями, но в условиях невесомости возникает опасность, что пища, особенно жидкая, попадет «не в то горло», т. е. в дыхательное горло, оттуда в легкие и вызовет здесь воспаление. После того как во время пробного полета такое неудачное глотание стоило жизни машинисту, еда и питье в стратоплане были безусловно воспрещены. Запрещение имеет еще и другое основание: хлебные крошки, капли воды, всякого рода пыль в среде без тяжести не оседают вниз, а носятся в воздухе; неосторожность одного пассажира может совершенно засорить воздух для дыхания; пришлось бы надевать особые маски и поспешно фильтровать воздух, чтобы задержать хотя бы часть пыли.

Я осведомился, не представляет ли для нас опасности «проникающее» излучение Кольхерстера [55] . Правда, Кольхерстер сам разъяснил, что это коротковолновое излучение даже в стратосферу проникает уже в столь ничтожном количестве, что вредное действие его на человеческий организм весьма маловероятно. Но все же пассажиры стратоплана не вполне ограждены от коротковолнового излучения Вселенной, так как оно действует на фотографическую пластинку в кассете подобно рентгеновским лучам. По этой причине для окон нашей кабины и взято свинцовое стекло, до некоторой степени задерживающее коротковолновые лучи.

В 13 часов 24 минуты по громкоговорителю раздалась команда: «Вернуться к своим койкам и накрыться предохранительными сетками». Началось шипение тормозных ракет. На этот раз мне удалось легко перенести две неприятные минуты усиленной тяжести. Несчастный случай, свидетелем которого мне пришлось быть, сократил для меня этот длительно протекающий промежуток времени. Представитель спортивной прессы, сам страстный спортсмен, недооценил, по-видимому, опасностей усиленной тяжести: он отстегнул сетку, чтобы испытать это состояние на ногах. Искусственная тяжесть в нашем аппарате была в четыре раза сильнее нормальной – напряжение, которое можно переносить лишь лежа. Едва началось шипение ракет, как спортсмен судорожно схватился за ремень. Я хотел его предостеречь – но мой оклик опоздал: усиленная тяжесть вызвала прилив крови к нижней части его тела, лицо с каждой секундой становилось все бледнее, он выпустил ремень, как стрела, налетел на соседнюю стенку и остался там неподвижен.

Тормозные ракеты прекратили свою работу, наш аппарат снижался, уменьшая остаток скорости действием особых рулей. Свет, проникающий сквозь окна, снова стал меркнуть и мутнеть, и после короткого планирования мы плавно спустились на Землю. Было 71 /2 часов утра по американскому времени.

В номере гостиницы я быстро набросал отчет и – новая сенсация! – донесения наши будут в 12 часов дня перекинуты в Германию на обертгоддардовой почтовой ракете; они прибудут в 61/2 часов по среднеевропейскому времени».

9. В ракете на Луну

Рассказ проф. Г. Оберта

Ниже приводится из книги Г. Оберта «Пути к звездоплаванию» отрывок, представляющий собой научно-фантастический рассказ о перелете на Луну Он дает наглядную картину того, как, по мнению знатока звездоплавания, будет протекать межпланетное путешествие.

_____________________________________

«… Ракетой должен был управлять инженер Мюллер, мне же поручено было производство астрономических наблюдений.

В феврале 19** года ракета была готова и названа «Луной». Чтобы испытать ее органы управления и регистрирующие аппараты, она была пущена без пассажиров на высоту 4200 км. Все ракеты этого типа устроены так, что могут подниматься и без пилота. Произошло это вот почему Первоначально сооружались только маленькие аппараты, могущие поднимать полезного груза 0,5–1 кг. Так как их приходилось, конечно, пускать без пилота, то понадобилось изобрести приспособления, обеспечивающие сохранение ракетой надлежащего курса, – например, волчок, контролирующий положение руля, и т. п. Приспособления эти удержались впоследствии и на крупных ракетах, так как оказалось целесообразным снять с пилота заботы о многом таком, что он мог бы выполнить и сам; полезно освободить руки для астрономических наблюдений; к тому же машина работает хладнокровнее и точнее, чем человек.

Первый непассажирский подъем прошел удовлетворительно, и в начале марта Мюллер поднялся в ракете на 5000 км, чтобы проверить ее способность управляться пилотом… Он разыскал меня и сообщил, что предполагает в середине июня совершить облет вокруг Луны.

Начались приготовления к путешествию. Чтобы приучить пассажиров к усиленному давлению, их помещали в кабину, которая с помощью металлического рычага 200–400 м длины приводилась в круговое движение.

К середине июня я был уже подготовлен настолько, что мог совершить подъем на «Луне». В мае я отправился в Индию, так как мы должны были взлететь с Индийского залива. В начале июня мне пришлось впервые увидеть нашу «Луну». Это было стройное сооружение 35 м в длину и 10 м в поперечнике. Оно состояло из одной спиртовой и двух водородных ракет, рассчитанных так, что в итоге достигалась скорость 15 км/с. Разумеется, достаточна была начальная скорость всего в 11 км. Но, во-первых, максимальная скорость приобретается ракетой не сразу, а спустя лишь пять минут, причем сопротивление воздуха и земная тяжесть похищают 1 км скорости.

Во-вторых, полезно иметь в запасе некоторое количество горючего, чтобы влиять на полет ракеты, если она отклонится от пути.

12 июня прибыл «Тагор» с грузом горючего для нашего путешествия. Мы сели на пароход, взяли «Луну» на буксир и отплыли.

14-го утром «Тагор» остановился, и мы приступили к наполнению ракеты. Сначала через резервуары ракеты пропускался свежеиспаренный водород, чтобы охладить их стенки. Если бы жидкий водород был сразу налит в резервуары, металлические стенки их вероятно лопнули бы, как трескается горячий стакан, в который наливают холодную воду К половине одиннадцатого наша ракета была покрыта толстым слоем льда и достаточно охлаждена, чтобы можно было ее наполнить. Толстые шланги протянулись от парохода к ракете – сначала к спиртовой, затем к водородным. «Луна», до сих пор мелко плававшая на воде, стала задним концом погружаться в воду, выступая передним.

В 11 ч. 5 м. наполнение было закончено. Мюллер и я забрались в каюту ракеты, закрыв за собой герметически дверь. Внутри было не совсем темно: через перископы проникало немного света. Я глянул в один из них и увидел наш «Тагор», удаляющийся на всех парах. Он спетттил уйти из зоны сильного волнения и смерчей, порождаемых вытекающими газами ракеты.

Мюллер стал возиться у стены. Раздалось слабое металлическое гудение, и зажглась маленькая электрическая лампочка.

– Пускаю в ход нашу динамо-машину, работающую, конечно, на водородном моторе, – сказал Мюллер. – Так. А теперь пустим в ход рулевые гироскопы. Когда мы отправляемся? – спросил он меня.

– В 11 ч. 30 мин. 46 сек. ракета должна на высоте 1230 км иметь секундную скорость 10 700 м. Возможно это?

Мюллер взглянул на указатель ускорения.

– Конечно, – отвечал он. – Помогите мне немного при аппаратах. Мы должны сняться с места в 11 ч. 25 мин. 30 сек.

Через 5 мин. мы подготовили аппараты и пустили в ход большие насосы спиртовой ракеты. Оставалось только зажечь газ в камере сгорания. Мы извлекли койки, подвесили их в середине каюты и улеглись в них.

Металлические стенки резервуаров при температуре жидкого водорода сделались тверды, как стекло. Едва закипели сжиженные газы, раздался звон словно сотни колоколов.

Волнение моря укачивало нас. В 11 ч. 25 мин. газы под нами закипели сильнее; ракета дрожала. Еще через 24 сек. последовал толчок. Электрический зажигатель был включен, и ракета поднялась из воды.

Спустя несколько секунд кругом захрустело, словно река освобождалась от ледяных оков. Это растрескалась, благодаря особому механизму, ледяная корка, облекавшая ракету, и упала в море. И точно в 11 ч. 25 мин. 30 сек., секунда в секунду, наша ракета начала свой полет.

Усиленной тяжестью меня притиснуло к висячей койке. Невозможно было бы в этот момент стоять на ногах. В перископ заметил я кратероподобное углубление в воде моря, окруженное венцом белой пены: это было место, куда ударял поток газов, вытекавших из нашей ракеты. Спустя 25 сек. мы проносились уже через облачную пелену «барашков», а еще через минуту я увидел на горизонте вершины Гималаев, хотя мы находились от них в тысяче километров. Прошла минута – и заряд спиртовой ракеты был исчерпан; эта часть нашей «Луны» была отброшена, а с нею и первая оболочка, облекавшая ракету.

Теперь вступила в работу нижняя водородная ракета. Она вздрагивала, и нам казалось, что мы находимся на спине исполинского животного, силившегося от нас освободиться. Напоминало вздохи чудовища также пыхтение насосов, нагнетавших горючее в распылитель. Однажды дюзы испустили даже глухое, хриплое рычание, от которого все в каюте затряслось и зазвенело. Но Мюллер сумел все снова привести в порядок.

Через две минуты иссякли запасы горючего и в этой ракете; начала работать верхняя водородная ракета, от которой в большей степени зависел успех предприятия, чем от первых двух. Неисправность первых ракет обусловила бы то, что корабль не полетел бы на Луну и упал бы обратно в море; неисправность же третьей ракеты ставила на карту нашу жизнь. Недаром лучшие инженеры и механики Германии работали над нею почти целый год. Это было своего рода чудо техники. Ракета работала превосходно. У меня уже не было ощущения, что я нахожусь на ускоренно движущемся теле. Я чувствовал себя только отяжелевшим и словно уплотненным.

Спустя две минуты были израсходованы запасы и этой ракеты, а еще через две секунды всякое ощущение весомости исчезло. Я парил свободно в середине каюты.

– Итак, уберем койки и устроимся поудобнее, – сказал Мюллер.

Мы свернули койки, и Мюллер привел в действие приспособление, которое откинуло верхнюю оболочку ракеты. Каюта осветилась множеством окон.

Я был ошеломлен видом, открывшимся передо мной. Я парил в середине ракеты, и малейшего плавательного движения было достаточно, чтобы привести меня в желаемое место. Только теперь заметил я ряд ременных поручней, свисавших со стен. Не держась за них, невозможно было бы оставаться неподвижным.

Солнечный свет обильно лился через окна. Но они казались не светлыми, а черными и словно излучали холод, между тем как там, куда прямо падали лучи Солнца, скоро становилось почти горячо. Это оттого, что Солнце не освещает пустоты мирового пространства.

Блестящим диском висит оно на совершенно черном небе. Заслонив рукою глаза от Солнца, я стал постепенно различать на небе отдельные звезды. Небо было не темно-синим, как в наши темные ночи (на юге), а коричневатым, как закопченный фарфор. Казалось, мы витаем в центре необъятной сферы, на одной стороне которой круглилась Земля, занимавшая около третьей части неба. В другой стороне блистало Солнце, окруженное своеобразным сиянием в форме неправильного четырехугольника. Это так называемый «зодиакальный свет», – явление, которое обусловлено, по-видимому, мельчайшими пылинками, летающими около Солнца. Заслоняя рукой Солнце, я мог различать и лучи солнечной короны, видимой на Земле лишь в моменты полного солнечного затмения.

Недалеко от Солнца виднелся, словно из матового стекла, диск Луны. Она была обращена к нам своей ночной стороной и освещалась Землей. Это был первый случай, когда я видел месяц в фазе новолуния.

Однако мы не оставались без дела. Над каютой, под сложенным парашютом у нас запасено было большое вогнутое зеркало, которое мы и приспособили в качестве объектива телескопа. Маленькая зрительная труба в каюте служила окуляром. Мы обошлись в этом случае без большой трубы и тяжеловесной установки, так как невесомые части нашего телескопа сохраняли надлежащее взаимное положение без особых приспособлений.

Мы достигли увеличения в 100 000 раз при полном отсутствии воздуха, искажающего изображение.

– Недурно было бы вам облачиться в водолазный костюм и совершить со мной прогулку вне ракеты, – сказал Мюллер.

Мы надели наши «водолазные» костюмы, изготовленные из резины и обтянутые металлическими обручами для защиты от разрыва внутренним давлением. Шлем был сделан наполовину из прозрачной массы, позволявшей глядеть во все стороны. На спине у нас имелся резервуар с сжатым воздухом, рассчитанный на 1–11/2 часа дыхания. Выдыхаемый воздух поступал в трубку с едким калием, поглощавшим углекислый газ (и делавшим его вновь годным для дыхания). Но мы могли также выпустить его через особый клапан наружу, получая при этом обратный толчок; благодаря этому мы имели возможность передвигаться в пустоте. Чтобы обеспечить себе возвращение в каюту, мы привязались к ней шнурами. В шнуры были вплетены телефонные провода; благодаря этому мы могли переговариваться, несмотря на то, что в пустом пространстве звук не распространяется.

Мюллер стал объяснять мне наружное устройство нашей кабины.

– Кабина, как видите, с одной стороны покрыта черной бумагой. Вам известно, что Солнце не согревает пустого пространства; зато нагреваются все тела, озаряемые солнечными лучами, причем поверхности черные нагреваются сильнее, чем светлые. Однако черные поверхности и больше излучают тепла. Так как нам здесь недостаточно тепло, то мы поворачиваем кабину черной стороной к Солнцу, а светлой – к тени. Если нам придется со временем предпринять путешествие в области, более близкие к Солнцу, мы поступим наоборот.

Таким манером мы можем иметь в кабине всегда ту температуру, какую пожелаем. Окна нашей каюты закрываются зеркальными ставнями, чтобы оградить нас от воспаления глаз, неизбежного, когда подвергаешься непрерывному действию солнечных лучей. Кроме того, это сослужит нам хорошую службу, если мы очутимся в тени крупного небесного тела; мы скинем тогда черную бумагу и заслоним окна блестящими ставнями. Знаком вам принцип термоса?

– Конечно: сосуд с блестящими стенками окружен пустым пространством; через теплопроводность он не может терять теплоты, так как в пустоте нет материи, способной ее проводить. Путем излучения теплота также не может теряться в заметном количестве, так как зеркальная поверхность плохо излучает энергию. В итоге содержимое остается горячим.

– Прекрасно; то же самое происходит и здесь: кабина с блестящими стенками окружена пустым мировым пространством… Взгляните-ка, однако, на часы, мне они не видны. Который час?

– Половина первого. Пора определить наше местоположение.

– Очень хорошо, а я займусь обедом. Итак, забираемся обратно в каюту!

Земля быстро уменьшалась. Теперь она казалась диском с красными краями, окаймленным голубой полоской. Над полюсами витали короной полярные сияния. На густо-черном, усеянном звездами фоне неба резко выделялись синие моря, темнозеленые тропические страны, желтые пустыни, черные тундры, светло-зеленые степи, белые полярные области. А над ними парили снежно-белые облака.

Но я не мог долго любоваться всем этим. Надо определить наше местоположение, так как теперь самое удобное время исправить путь ракеты. Я взял в руки таблицы, где предвычислено было положение и видимые размеры Земли для каждого момента путешествия, и установил, что наша планета занимает как раз то положение и имеет ту угловую величину, которые были наперед вычислены. Значит, мы летели правильно. Затем я проверил исправность наших регистрирующих аппаратов.

Приступили к обеду. Суп пришлось не поглощать ложками из тарелок, а высасывать через алюминиевую трубку из шарообразных сосудов…

После обеда Мюллер извлек из ящика бутылку и приставил ее горлышком к моим губам.

– Так пить неудобно, Мюллер. Разве вы не захватили рюмок?

– Рюмки-то есть, но как вы их наполните?

– Как-нибудь да налью.

– Испытайте ваш способ на бутылке с водой.

Я наклонил бутылку. Вода не текла. В досаде я тряхнул бутылку – выскочила вода, ударилась в рюмку, вновь отскочила и разбилась на мелкие шарики, которые носились по каюте, натыкаясь на стены, отпрыгивали назад, рассыпаясь на более мелкие капли. Вся каюта, словно роем комаров, наполнилась летающими каплями.

– Вы слишком погорячились. Вот как я устраиваюсь, – сказал Мюллер.

Он смочил кисть левой руки несколькими каплями и, держа мокрые пальцы у горлышка бутылки, потряхивал ею с помощью правой руки, отводя ее в то же время медленно назад. Мне казалось, что он извлекает из бутылки водяной шар. Когда он убрал руки, перед ним в самом деле витал шар воды.

– Подобие небесного тела, – объявил Мюллер и приблизил к шару эбонитовый гребень, предварительно наэлектризованный о сухие волосы: шар вытянулся в форме эллипсоида и поплыл к гребню.

.. Я «лег спать». Это надо понимать так, что я повис на двух поручнях, засунув в них руку и ногу. Ремни, конечно, не врезались в мое тело: ведь я был невесом.

Когда я проснулся в четыре часа, Мюллер уже был снаружи в своем водолазном снаряжении и делал опыты с электрическими лучами. Я забыл упомянуть, что одновременно с нашей ракетой в мировом пространстве летела еще и другая, которая и связалась с нами сигнализацией.

Я приступил к своей работе. Луну рано было еще наблюдать, но я мог хорошо видеть в этот день Марс и Юпитер.

В 9 часов вечера я закрыл ставни и устроился на покой. Слово «вечер» надо понимать условно, так как наше положение относительно Солнца нисколько не изменилось. Мы не составляли теперь части Земли, мы были самостоятельным небесным телом. Вечер наступил не у нас, а в той точке Земли, откуда мы полетели.

К вечеру третьего дня (т. е. вечер был тогда в Индии) ракета приблизилась к Луне до расстояния 50 000 км. Мы различали узкий, озаренный Солнцем серп, который рос и ширился на наших глазах. Я мог установить наконец, что мы находились на 500 км ближе кЛуне, чем следовало. Ошибку нетрудно было исправить, сообщив ракете ускорение (по направлению к Земле) в 1,35 м/с за секунду. Маневр этот отнял всего одну минуту, но оставил во мне впечатление, от которого я не мог освободиться до самого конца путешествия. До сих пор Земля была внизу, а Луна вверху сбоку. И вдруг – Земля оказалась вверху, а Луна внизу сбоку, ракета же при этом ничуть не повернулась, да и я не повернулся: все оставалось, как было до сих пор. Почему же у меня возникло такое ощущение? Это было словно сновидение. Ты не поворачиваешься, мир тоже не поворачивается – и все же ты чувствуешь, что находишься вовсе не в том положении, в каком был до сих пор! (Причина иллюзии – искусственная тяжесть, обусловленная ускорением). Земля оказалась для меня снова «внизу» лишь тогда, когда наша ракета, возвратившись на Землю, закачалась в водах океана».

10. Стратосфера

Высшим слоям атмосферы уделяется здесь особое место потому, что исследование их явится ближайшим этапом развития ракетной техники. В настоящее время знания наши о физических условиях, господствующих в высоких областях атмосферы, скудны и во многом гадательны. Объясняется это отсутствием в нашем распоряжении подходящих средств для проникновения в крайние высоты атмосферы. Самый высокий подъем на самолете (мировой рекорд) – до высоты 14 575 м – совершен 21 ноября 1935 г. советским летчиком Коккинаки. Воздушные шары только 9 раз достигали выше 16 км [56] .

Шары-зонды, т. е. маленькие аэростаты без пилота, несущие измерительные приборы-самописцы, удавалось пускать до высоты 36 км. Выше – до 40 км – проникали только снаряды сверхдальнобойной германской пушки в 1918 г., – но стрельба эта не ставила себе исследовательских задач. Между тем верхняя граница земной атмосферы лежит гораздо выше. Полярные сияния, разыгрывающиеся на высоте 500 и более километров над земной поверхностью, говорят о том, что даже в этих отдаленных областях имеются еще ощутительные следы воздуха. О физических условиях на подобных высотах приходится заключать, исходя лишь из теоретических соображений, которые опираются на наблюдения над ходом сумерек, над свечением метеоров, над распространением волн звука и радио.

По современным воззрениям, атмосфера расслаивается по высоте на два яруса: нижний, называемый тропосферой , и верхний – стратосферу .

Такое расчленение присуще не только атмосфере нашей планеты, но также и некоторых других – например, Венеры, Юпитера, Сатурна. Различаются оба яруса, главным образом, по признаку распределения температуры. В нижнем ярусе, в тропосфере, температура с высотой падает примерно на 1/2—1° с поднятием вверх на каждые 100 метров. В стратосфере этого не происходит: начиная от нижней ее границы, лежащей в среднем на высоте 12 км [57] , до 36 км температура стратосферы остается неизменной. Замечательно, что стратосфера над экваториальным поясом гораздо холоднее, чем над умеренным и холодным поясами: в то время как у нижней границы стратосферы в экваториальных странах отмечен мороз в 70–90 °C, в полярных странах он достигает всего 50–45 “С. (Теория, предложенная советским аэрологом П.А. Молчановым, исчерпывающе объясняет это озадачивающее явление.)

Есть основания утверждать, что выше непосредственно исследованных высот (т. е. выше 36 км) температура стратосферы повышается. На высоте 40 км она близка к нулю Цельсия; на высоте 50 км господствует почти комнатная температура (+ 17 °C), на 60 км она равна температуре человеческого тела (37 °C).

Помимо распределения температуры оба яруса атмосферы отличаются и рядом иных признаков. Тропосфера плотнее стратосферы, заключает почти всю влагу атмосферы и засорена пылью, отсутствующей в стратосфере. Август Пикар так описывает свои впечатления от пребывания в стратосфере на высоте 16 км:

«Небо – самое захватывающее из того, что мы видели. Оно совершенно темное, глубоко синее, почти черное. Так и должно быть, потому что небо содержит здесь только десятую долю той массы воздуха, который образует небо, привычное для наших глаз. Вдесятеро меньшее число молекул извлекает из белого солнечного света синюю составную часть и рассеивает ее по всем направлениям. Далее от зенита небо светлеет; к горизонту оно еще светлее… Вокруг нас голубое небо резко ограничено горизонтальной линией – границей тропосферы. Последняя видна вдали совершенно белой, подобно морю облаков. Между нами и поверхностью Земли находится 9/10 всей атмосферы (по массе). Внизу все кажется серым на сером».

Три особенности стратосферы представляют значительный интерес, не только теоретический, но и практический: 1) слой Хевисайда, 2) слой озона, 3) космические лучи.

Слоем Хевисайда называют слой стратосферы, богатый ионизованными частицами (несущими электрический заряд) и свободными электронами. Этот газовый слой непроницаем для радиоволн – обстоятельство, имеющее первостепенное значение в радиопередаче на большие расстояния; можно сказать, что только существование слоя Хевисайда делает дальнюю радиопередачу возможной.

Слой Хевисайда расчленяется на два слоя: «нижний Н-слой» на высоте 100–150 км и «верхний Н-слой» на высоте 200–800 км. Нижний слой состоит из азота и кислорода, верхний – из водорода.

Слой озона . Озон – видоизменение кислорода; молекулы его состоят из трех атомов, между тем как молекулы кислорода составлены из двух атомов. В тропосфере озона очень мало; мнение, будто им богат воздух хвойного леса, основано на недоразумении. В сколько-нибудь значительных количествах скапливается он лишь в стратосфере, на высоте – по новейшим данным – 20 км. Озонный слой имеет исключительно важное значение для обитателей земного шара: он поглощает ту часть ультрафиолетовых лучей, которая вредна для живых организмов; следовательно, слой озона обусловливает возможность существования органического мира на нашей планете.

Космические лучи – это особый род излучения, проникающий в земную атмосферу откуда-то извне, из далеких глубин Вселенной. Источник и условия возникновения этих лучей остаются пока загадкой, несмотря на давно (с 1900 г.) ведущиеся исследования. Неясна и физическая природа этих лучей, так сильно привлекающих к себе внимание ученых [58] . «Космическое излучение, – говорит один исследователь, – единственное в своем роде явление в современной физике по малости вызываемых им эффектов, по тонкости методов изучения, по смелости порождаемых им гипотез и по грандиозности выводов».

Космические лучи сильно поглощаются воздушной оболочкой Земли и потому в стратосфере проявляют свое действие значительно сильнее, чем близ земной поверхности – на высоте 16 км, например, в сотни раз.

В заключение привожу список книг на русском языке, посвященных стратосфере.

Труды Всесоюзной конференции по изучению стратосферы. 1935.

П. А. Молчанов. Тропосфера и стратосфера. 1934.

П.А. Молчанов. Полеты в стратосферу. 1935.

H.A. Рынин. В стратосферу. 1934.

В.И. Виткевич. Стратосфера, ее основные свойства и методы исследования. 1935.

Ю. Бартельс. Физика высоких слоев атмосферы. 1934.

Ю. Бартельс. Высшие слои атмосферы. 1932.

Д.О. Святский. Что такое стратосфера. 1935.

Подробная литература предмета приведена: русская – в книге Святского, иностранная – в книгах Бартельса.

11. Межпланетная сигнализация

В связи с вопросом о возможности межпланетных сообщений интересно коснуться и другой естественно связанной с ним темы: межпланетных сношений с помощью оптических или иных сигналов. Ограничимся здесь беглой, справкой.

Впервые в серьезной форме вопрос этот был поставлен в 20-х гг. XIX века знаменитым германским математиком Гауссом. Немецкий астроном Груитуйзен, горячий сторонник обитаемости Луны разумными существами, излагал проект Гаусса так:

«Вот основная идея Гаусса: нужно показать жителям Луны то геометрическое построение, с помощью которого обыкновенно доказывается Пифагорова теорема. Средство – культура земной поверхности где-нибудь на громадной равнине. Чтобы изобразить геометрические фигуры, нужно пользоваться контрастом между темными полосами лесов и золотисто-желтыми площадями хлебных полей. Это удобнее сделать в стране, где жители только временно пользуются обрабатываемой землей и, следовательно, легко подчинятся указаниям. Таким образом, выполнение данной мысли не потребовало бы чрезмерных затрат. Гаусс говорил об этом с глубокой серьезностью. Он придумал еще один способ завязать сношения с обитателями Луны. Способ состоит в применении гелиотропа – прибора, изобретенного Гауссом и могущего служить не только для измерения углов с весьма длинными сторонами, но и для передачи сигналов. По мысли Гаусса, нет даже необходимости составлять из зеркал громадную отражающую поверхность; достаточно известного числа хорошо обученных людей, с самыми обыкновенными зеркалами. Следует выбрать время, когда обитатели Луны наверное смотрят на Землю, – например, когда наша планета покрывает Венеру. Зеркала отбрасывают свет по направлению к Луне. Чтобы жители Луны узнали о нашем существовании, нужно прерывать этот свет через равные промежутки времени; так можно сообщить им числа, которые имеют большое значение в математике. Конечно чтобы эти знаки привлекли внимание, нужно выбрать подходящий день, когда яркость света, отраженного гелиотропом, будет особенно велика. Гаусс предпочитал математические знаки, потому что у нас и у обитателей далеких миров могут оказаться общими только основные математические понятия».

Попыток осуществить этот проект не делалось. В 1890 году много и оживленно обсуждался вопрос о сношении с помощью оптических сигналов с предполагаемыми обитателями Марса. При таком настроении умов некоторые замеченные на Марсе явления были приняты за световые сигналы. Как раз в то время, когда пылкие умы старались измыслить средства, чтобы установить сношения между планетами, некоторые наблюдатели, вооруженные весьма сильными телескопами, заметили своеобразные световые выступы на границе освещенной и ночной половин Марса. Выступы эти держались слишком долго, чтобы их можно было принять за цепь облаков; казалось, обширные области планеты начали светиться, едва над нами опускалась ночь… Для многих не оставалось сомнения, что здесь мы усматриваем огненные знаки с этого далекого мира. К сожалению, это не подтвердилось: Кемпбелл вполне понятным образом объяснил появление этих световых выступов как обширные горные области (залитые солнечным светом)… В 892 г. и 1894 г. световые места наблюдались опять. Они появлялись всего в определенных местах, именно лишь в тех желтых областях, которые астрономы считают материками. Кемпбелл дает следующее объяснение этому явлению:

«Марс находится от нас на расстоянии 63 миллионов километров. Мы могли брать увеличения в 350–520 раз, и планета приближалась к нам на расстояния в 180 000 км и 120 000 км. Расстояние Луны от нас вдвое-втрое больше. Однако мы можем просто глазом видеть на границе дневной и ночной половин светлые выступы, образуемые горными цепями и большими кратерами» (В. Мейер. Мироздание).

Сходное наблюдение и толки повторялись и в декабре 1900 г., когда американский астроном Дуглас заметил на Марсе яркое пятно, державшееся в течение часа.

В недавнее время снова заговорили о проектах оптической сигнализации на Марс, опираясь на современные прожекторы, сосредоточивающие огромные количества света.

Мощные прожекторы наших авиационных маяков действительно превосходят то, о чем можно было только мечтать полтора десятка лет тому назад. Отбрасываемый ими свет, яркостью в миллиард свечей, виден невооруженным глазом с расстояния 300–400 км. Будь такой маяк на Луне, мы могли бы увидеть его свет в наши телескопы. Естественна мысль воспользоваться подобными орудиями современной осветительной техники, чтобы послать весть о себе на Марс. Как сделать, чтобы марсиане поняли этот сигнал и приписали ему то значение, которое мы хотим вложить, – именно демонстрации разумности земных обитателей? Можно, следуя проекту Гаусса, расположить яркие источники света так, чтобы они образовали определенную геометрическую фигуру, например, чертеж Пифагоровой теоремы. Если марсиане действительно настолько разумны, как мы полагаем (иначе не стоит, пожалуй, с ними и заводить сношений), они догадаются ответить нам чертежом другой теоремы – например, Гиппократовых луночек.

Трезвый расчет не оставляет, однако, никакой надежды на осуществление этих заманчивых возможностей. Чтобы земной чертеж можно было усмотреть на Марсе в телескопы нашей, примерно, силы, надо придать его линиям толщину километров в 20, а самый чертеж раскинуть на пространстве целого государства. И – что всего хуже – яркость источников должна исчисляться не миллиардами свечей, а десятками триллионов…

Если так, то нельзя ли воспользоваться в качестве источника света самим Солнцем, отражая его лучи огромными зеркалами, сооруженными где-нибудь в Сахаре или в Бразилии? Однако пришлось бы придать этому зеркалу невероятные размеры: оно должно быть в десятки километров поперечником. Это во-первых. Второе возражение серьезнее. Сторонники этого проекта забывают о том, как расположены по отношению друг к другу обе планеты в период наибольшего сближения. Ведь тогда Земля и Марс находятся по одну сторону от Солнца, на одной прямой линии с ним. В эти моменты Земля как раз обращена к Марсу своей ночной половиной и мы можем отбросить солнечные лучи куда угодно, только не на Марс…

Изобретение беспроволочного телеграфа направило мысль о межпланетных сношениях на новый путь. Особенно много говорилось об этом в конце 1900 года, когда знаменитый американский электротехник Тесла сообщил, что ему удалось заметить загадочные электрические сигналы при производстве опытов на большой высоте.

«Тесла наблюдал, – читаем мы в английском научном журнале в 1901 г., – на специальном приборе повторные электрические колебания, причина которых заставляла его теряться в догадках. Он пришел к мысли, что они обязаны своим происхождением токам, идущим от планет, и теперь полагает, что было бы вполне возможно посредством усовершенствованного аппарата сноситься с их обитателями».

Далее, со слов Тесла, сообщалось, что он приступает к постройке аппарата, который даст возможность послать на Марс количество энергии, достаточное для воздействия на электрические приемники вроде телеграфов и телефонов.

«Я не сомневаюсь, – писал Тесла, – что с помощью надлежащим образом построенного аппарата возможно переслать энергию на другие планеты, например, на Марс и Венеру, даже при наибольшем их удалении от Земли. Мой метод даст практическое разрешение вопроса передачи и получения сообщений с планет».

Однако это предположение ни к чему не привело, и вызванная заявлением Тесла оживленная полемика в печати вскоре прекратилась [59] .

Оживление интереса к этой проблеме наступило вновь лишь в самое последнее время. В 1920 и 1922 гг. неоднократно отмечались случаи приема радиостанциями таких сигналов, для которых, по некоторым соображениям, затруднительно допустить земное происхождение; это обстоятельство, – в связи с тем, что сигналы наблюдались как раз в эпохе наибольшей близости Марса к Земле, – побудило искать станцию отправления загадочных сигналов именно на этой планете.

В 1920 г. в Анды (Южная Америка) были направлены лучшие радиотехники Маркониевой компании с особо чувствительными приемниками, настроенными на длину волны 300 км (почему-то предполагалось, что марсиане работают именно на этой волне). Но никаких сигналов принято не было. «Все приборы, – гласило официальное сообщение, – настроенные на длину волны в 300 000 м, не обнаружили никаких признаков радиоволн в момент нахождения Марса на ближайшем расстоянии от Земли». Столь же безрезультатна была экспедиция самого Маркони в Средиземное море для уловления предполагаемых сигналов (также в 1920 г.) и попытки принять сигналы Марса на 24-ламповый приемник во время «великого противостояния» 1924 г.

Не было недостатка и в проектах обратного сигнализирования по радио – с Земли на Марс. В том, что марсиане располагают радиоприемником, у авторов проектов не возникало сомнения. Затруднение было лишь в том, чтобы достичь взаимного понимания человечеств обеих планет. Небезызвестный немецкий физик-популяризатор Ганс Доминик в своей книге «В волшебном мире техники» [60] предлагает осуществить взаимное понимание следующим образом:

«Мы могли бы, например, – пишет Г. Доминик, – протелеграфировать в пространство величины сторон первых Пифагоровых треугольников – скажем, числа 3,4 и 5, потому что З2 + 42 = 52. Со стороны мыслящих, математически образованных существ можно было бы ждать только одного ответа на такую телеграмму, а именно чисел 5, 12 и 13, потому что 52 + 122 = 132. Такой ответ сразу установил бы между обеими планетами контакт. Простые Пифагоровы числа могли бы уже послужить поводом договориться насчет особых знаков для понятий плюс, минус, равенство. Следующим шагом было бы установление какой-нибудь общей системы координат. Обладая ею, можно было бы при помощи простых числовых телеграмм обмениваться всевозможными изображениями. Уже спустя несколько недель по установлении такой связи мы могли бы здесь располагать портретами жителей Марса».

Оставляя в стороне фантастические возможности, рассмотрим, какие физические и технические трудности стоят на пути к осуществлению радиосвязи с планетами на практике.

Прежде всего надо указать, что хотя на земной поверхности для современного радиотелеграфа более не существует уже непреодолимых расстояний, передаваться вверх электрические волны могут беспрепятственно всего лишь на сотню или на две километров. Дело в том, что на высоте 100–800 км простирается слой разреженной атмосферы, отличающейся от нижележащих слоев значительною электропроводностью. Этот так называемый «слой Хевисайда» – непрозрачен для электрических волн большой и средней длины: он частью отражает падающие на него электрические лучи назад, частью поглощает их, не выпуская наружу Газовый экран, охватывающий земной шар непроницаемой оболочкой, прозрачен до некоторой степени лишь для электрических лучей, которые направлены к точке зенита, – но энергия ослабленных волн, проникающих через зенитное окошечко, чересчур ничтожна, чтобы заставить работать аппараты отдаленных станций. Только волны короче 10 м могут проникать через слой Хевисайда и покидать нашу планету Но здесь для передачи сигналов на Марс возникает новое препятствие. Допустим, – ради внесения определенности в задачу, – что чувствительность марсовых приемников одного порядка с чувствительностью самых совершенных земных аппаратов; тогда для успешной передачи сигнала на Марс потребовалась бы, согласно вычислениям специалистов, радиотелеграфная станция не менее чем в 20 000 000 киловатт… Вспомним, что сильнейшая радиостанция мира – наш «Коминтерн» – обладает мощностью только в 500 киловатт.

Подобные затруднения, вероятно, возникли бы и для обитателей Марса, если бы они пожелали установить радиосвязь с нами, – их электрические волны, уже проникшие через слой атмосферы Марса, должны были бы отразиться от непроницаемой для электрических лучей наружной оболочки нашей атмосферы. Недавно полученные (И.Е. Муромцевым, инженером электрической компания «Вестингхауз») ультракороткие радиоволны длиною 42 см вовсе не отражаются слоем Хивисайда. Они могут свободно покидать земной шар и глубоко проникнуть в мировое пространство. Так как они, к тому же, не расходятся во все стороны, а могут быть направлены узким пучком, то энергия их не ослабевает с расстоянием. Естественно поэтому, что многие смотрят на них как на удобное средство для установления радиотелеграфной связи с Марсом (хотя инженеры «Вестингхауза» не разделяют этих оптимистических надежд).

Надо заметить, что проблема межпланетной сигнализации при ближайшем рассмотрении оказывается гораздо более трудно разрешимой, чем кажется с первого взгляда. И самое главное затруднение даже не в тех технических препятствиях, о которых здесь говорится. Важнейшее затруднение в том, что всякая сигнализация – будь то оптическая, электрическая или какая-либо иная – предполагает существование адресата, который мог бы принять и понять эту сигнализацию. Пока нет твердой уверенности в существовании такового, сигнализация почти наверняка обречена на неуспех. И как ни странно это звучит – больше вероятия, что люди когда-нибудь сами прилетят на Марс, нежели что они получат от марсиан ответ на свою межпланетную телеграмму.

12. Книги по ракетному летанию и звездоплаванию [61]

На русском языке

Бобров H.H. «Большая жизнь. Циолковский». 1933. Стр. 36.

Иллюстрированная биография Циолковского. Кондратюк Ю.В. «Завоевание межпланетных пространств». 1929. Стр. 72.

Содержание. Предисловие автора и проф. В.П. Ветчинкина. Данные ракеты. Формула нагруженности. Скорость выделения. Химический материал. Процесс сгорания. Конструкция камеры сжигания и извергающей трубы. Типы траекторий и требуемые ракетные скорости. Максимум ускорения. Действие атмосферы на ракету при отправлении. Поглощение скорости возврата сопротивлением атмосферы. Межпланетная база. Управление ракетой. Общие перспективы. Эксперименты и исследования [62] .

Королев С.П., инж. «Ракетный полет в стратосфере». 1934. Стр. 110.

Содержание. Для чего нужны полеты в стратосфере? Пути и методы ее завоевания. Самолет с высотным авиамотором. Самолет с ракетным двигателем. История возникновения ракетных двигателей; их элементы, классификация, характеристика. Аппараты и ракетные двигатели на твердом и на жидком топливе. Воздушные ракетные двигатели и аппараты. – В книге 45 рисунков.

Ноордунг, Герман. «Проблема путешествия в мировом пространстве». Сокращенный перевод с немецкого.

Перевод книги германского военного инженера, скрывшегося под псевдонимом Noordung, довольно подробно передает ее разнообразное содержание: вопросы тяготения, теория ракеты, полеты в мировом пространстве, подъем и спуск ракетных аппаратов, обстановка невесомости, температура в мировом пространстве, межпланетная станция, скафандры, практические следствия звездоплавания, его перспективы. – В книге 100 рис.

Перельман Я.И. Кроме настоящего сочинения, мною составлены следующие книги, относящиеся к звездоплаванию:

«Ракетой на Луну». 1930–1934. Стр. 78.

«К звездам на ракете». 1933–1934. Стр. 77.