Ракеты и полеты в космос
Шрифт:
В 1677—1679 годах, то есть меньше чем через 50 лет после появления книги Уилкинса, такая «летающая колесница» была действительно изобретена, хотя и только на бумаге. Изобретателем ее был священник-иезуит Франческо де Лана-Терци — профессор математики в университете Феррары.
Франческо де Лана-Терци не смог бы изобрести «летающий корабль», если бы не были проведены опыты, развеявшие в прах одно из наиболее необоснованных и наиболее застарелых представлений древних философов о том, что «природа не терпит пустоты». С этим принципом было покончено; такая же участь постигла и другое необоснованное представление о том, что тело падает тем быстрее, чем больший вес оно имеет. Этот принцип был отвергнут Галилео Галилеем весьма простым и убедительным доказательством. Он спросил одного из своих учителей, будет ли 20-фунтовый камень падать в два раза быстрее, чем 10-фунтовый, и получил утвердительный ответ. Тогда Галилей связал вместе 20-фунтовый и 10-фунтовый камни и снова спросил, будут ли теперь эти камни падать медленнее и станет ли более легкий снижать скорость более тяжелого. Снова получив утвердительный ответ, Галилей решил окончательно запутать учителя: ведь связанные вместе камни весили 30 фунтов и потому, по мнению оппонентов Галилея, должны были падать быстрее, чем один 20-фунтовый камень. И вот, чтобы окончательно разбить взгляды , своих учителей, Галилей бросил одновременно пушечное ядро и мушкетную пулю с падающей башни в Пизе, и все увидели, что ядро и пуля коснулись земли одновременно.
Жестокий удар по утверждавшим, что «природа не терпит пустоты», нанес Торричелли, создавший первую вакуумную трубку, названную в честь него «торричеллевой». Блэз Паскаль разработал теорию этого прибора, а зять Паскаля Перье использовал его как барометр, поднявшись с ним на Пи де-Дом (1460 м) в Оверни для того, чтобы показать, что на вершинах гор давление воздуха становится меньшим. В 1650 году сорокавосьмилетний бургомистр Магдебурга Отто фон Герике изобрел воздушный насос и подтвердил осуществимость вакуума.
Лана-Терци излагал свои идеи очень логично и последовательно. Прежде всего он утверждал, что воздух имеет вес. Далее он заявлял, что можно выкачать воздух из какого-либо сосуда. Он подчеркивал, что объем любого сосуда, например шара, увеличивается в большей степени, чем площадь его поверхности, и это привело его к выводу о том, что можно сделать сосуд из стекла или какого-либо другого материала, который будет весить меньше, чем воздух, заключенный в нем. Тогда, если откачать весь воздух... этот сосуд станет легче воздуха и... будет плавать в воздухе и даже подниматься.
Ход рассуждений в этом случае является чисто конструктивистским, так как абсолютно пустой шар, весящий меньше, чем вытесненный им воздух, был бы раздавлен давлением воздуха снаружи. Решать эту проблему следовало путем замены воздуха в шаре более легким газом. В этом случае отпадала неразрешимая проблема, обусловленная разностью давлений. И это решение было найдено спустя несколько месяцев после того, как братья Жозеф Мишель и Жак Этьенн Монгольфье построили свой первый воздушный шар, заполнявшийся нагретым воздухом. Водород-газ, еще неизвестный при жизни Лана-Терци, был впервые использован профессором Дж. Чарльзом, в результате чего мечта Уилкинса о «летающей колеснице» была претворена в жизнь. Однако, вопреки всем надеждам, эта «колесница» никого не могла доставить на Луну.
В то время как Перье взбирался на Пи де-Дом для того, чтобы доказать, что давление воздуха на вершинах гор снижается, а фон Герике возвеличивал славу родного города, показывая опыты, в которых несколько упряжек лошадей не могли оторвать друг от друга два хорошо подогнанных полушария, из-под которых выкачан воздух, в то время, как Лана-Терци обосновывал принципы полета аппарата легче воздуха, философы и поэты знакомили мир с широко распространившейся теорией о множественности обитаемых миров и занимали его воображение рассказами, основанными на этой теории.
Две повести на эту тему написал известный путешественник Сирано де Бержерак; первая называлась «Полеты на Луну» (1649 год), а вторая—«Комическая история государств и империй Солнца» (1652 год). Многое в его книгах было заимствовано из работ его предшественников. Однако некоторые способы достижения Луны поражали своей «новизной»; так, автор предлагал поднимать «железный экипаж» путем непрерывного подбрасывания вверх кусков магнитной руды, в другом случае для этого использовался ящик с прикрепленными к нему большими пороховыми ракетами. Не отдавая себе отчета, Сирано совершенно случайно пришел к абсолютно правильному решению — принципу реактивного полета. Однако понадобилось еще 50 лет для того, чтобы Исаак Ньютон мог заявить, что реактивная сила действительно существует.
В 1686 году появилась книга Бернарда де Фонтенеля «Разговоры о множественности миров», которая мгновенно «покорила» всю Европу; ее издавали, переиздавали и переводили на разные языки. Об этой книге, задуманной как популярная астрономия, следует упомянуть хотя бы потому, что она имеет ярко выраженный умозрительный характер. Ее главная идея заключается в том, что каждая планета должна быть населена существами с формой тела, соответствующей окружающей обстановке, — мысль довольно современная.
Де Фонтенель, которого не смущали такие «пустяки», как отсутствие приборов для измерения температуры поверхности других планет или определения химического состава верхних слоев их атмосферы, вынужден был использовать для доказательств два момента: температуру планет, зависящую от расстояния до Солнца, и размеры планет.
Перечислив температурные и иные особенности всех планет солнечной системы в том виде, какой она тогда представлялась, Фонтенель сделал несколько замечаний и относительно Луны. Он утверждал, что вследствие близости к Солнцу таких планет, как Меркурий и Венера, они не нуждаются в лунах и поэтому их не имеют. У Земли есть одна Луна, у Марса ее нет (две маленькие луны Марса стали известны только в 1877 году, когда их обнаружил астроном Галль), однако светящиеся птицы и светящиеся горы будто бы освещают ночи на Марсе. Юпитер имеет четыре большие луны, а Сатурн получает свет от своих колец. Что же касается нашей Луны, то она, вероятно, необитаема из-за «чрезмерного разрежения воздуха».
Несмотря на всю нелепость изложенного, Фонтенель отразил развитие некоторых свойственных тому времени представлений в астрономии. Луна, которую когда-то во всеуслышание называли планетой — сестрой Земли, настолько похожей на нее, что трудно было бы определить разницу с первого взгляда, впала в немилость. Главной причиной этого была объемистая «Селенография» — книга астронома Яна Гевелия из Гданьска, опубликованная в 1647 году. Это был первый систематический труд о наблюдениях за Луной; к нему прилагались подробные и точные карты, которые открывали читателю довольно своеобразный и чуждый нам мир Луны. Разреженность воздуха была уже установленным фактом, и имелись большие сомнения по поводу наличия там воды. Луна больше никого не соблазняла.
Наблюдавшееся в 1672 году великое противостояние Марса и Земли [3] было использовано для определения истинных размеров солнечной системы. И хотя это мероприятие проводилось в полном смысле слова в международном масштабе, большая часть математических расчетов была произведена Джованни Кассини, который к своему крайнему удивлению установил, что расстояние от Земли до Солнца должно быть более 128 млн. км (80 млн. миль). На самом же деле оно составляет в среднем 148 млн. км (93 млн. миль). Это открытие «увеличивало» солнечную систему по крайней мере вдвое по сравнению с теми наиболее смелыми цифрами, которые были выдвинуты до Кассини путем умозрительных заключений.
3
Противостояния двух планет одной системы наблюдаются в том случае, когда обе они оказываются на одной прямой от центра обращения (от Солнца). В противостояниях Марса и Земли различают невыгодные, повторяющиеся через 779,9 средних солнечных суток (в этом случае расстояние между ними составляет около 101 млн. км), и великие, наступающие через каждые 15—17 лет. При великом противостоянии расстояние, между Землей и Марсом сокращается до 55 млн. км. Последнее из великих противостояний наблюдалось в 1956 году, а следующее будет в 1971 году. (Прим. ред.)
Все эти вопросы внезапно приобрели такое большое значение, что поверхностно подходить к проблеме межпланетного путешествия стало невозможно. В то же время все убедились, что Кеплер был прав, когда за 100 лет до этого считал не требующим доказательств тот факт, что атмосфера образует лишь тонкую оболочку вокруг Земли и что даже создание «летающей колесницы» не будет означать облегчения полета на Луну. Понимание того, что средствами обычного полета в воздухе нельзя осуществить космическое путешествие, вело к признанию необходимости отыскания нового принципа, возможно, даже применения какой-то новой силы. Совершенно естественно, что на сцену выступила сила электричества, о котором тогда существовало весьма смутное представление.