Константин Циолковский - Путь к звездам (сборник)

• Название: Путь к звездам (сборник)
• Автор: Константин Циолковский
• Издательство: Издательство Академии наук СССР
• Жанр: Научная Фантастика
• Год: 1960

В сборнике отражено мировоззрение К. Э. Циолковского, оригинального мыслителя, ученого-самоучки, основоположника и горячего энтузиаста космической навигации. Он стремился обосновать в своих работах мысль о том, что человек, будучи всем своим существом связан с родной планетой, все же безмерно выиграет, если постепенно завоюет космическое пространство.

---

Когда мы стоим на самом дне, в центре ее вращения, весы показывают 10; но стоит только удалиться от середки, как весы оказываются, по-видимому, неверны: чем далее мы уходим от вертикальной оси вращения, тем более они неверны; по мере удаления они последовательно показывают: 10½, 11, 12, 13, 14… фунтов; вместе с тем и мы чувствуем себя как-то неловко, тяжело; ноги, руки и голова точно свинцом налиты; сердце бьется сильнее. Пока равномерно вертится чаша, до тех пор явление наблюдается неизменным.

Если чаша устроена в виде параболоида вращения и вертится с достаточной, но не излишней скоростью, то мы свободно ходим по всем ее стенкам, соблюдая к ним перпендикулярность, подобно человеку, ходящему по земному шару.

У краев ее мы становимся почти боком, т. е. в положении лежачего, но отнюдь не лежим, а стоим по отношению к месту, где мы находимся; хотя, надо сознаться, стоим с большим трудом, потому что тяжесть велика, как на Юпитере.

Будь чаша закрыта со всех сторон и вертись довольно плавно (как Земля, например, вертится), мы бы и не заметили ее вращения, а только чувствовали бы усиление веса.

Вода, вылитая в наш вертящийся сосуд, распределяется по кривой поверхности, параллельной внутренней поверхности сосуда[19]. Моря и океаны земные ограничиваются выпуклой поверхностью, здесь же — вогнутой.

Явления в чаше несколько усложняются при быстрых движениях наблюдателя. Если же движения медленны или они обыкновении, но чаша велика, то мы ничем бы и не отличили эту искусственную тяжесть от таковой же Солнца или Юпитера: так же бы падали тела, так же бы качался маятник и ходили часы, так же бы распределялась жидкость, те же бы были законы Паскаля и Архимеда, и проч., и проч. Мы наблюдали бы буквально то же, что совершается на расстоянии многих миллионов верст от нас на других планетах, с большей тяжестью. Эта искусственная тяжесть оказала бы и на организмы совершенно то же влияние, как и настоящая, натуральная. Так, известно, что главный ствол большинства растений восходит и растет по направлению тяжести; если бы мы покрыли слоем плодородной почвы внутренность нашей чаши и засеяли бы ее семенами злаков, цветов и деревьев, то все это поднялось бы по всей поверхности чаши в разные стороны, но везде по направлению относительной тяжести, т. е. нормально к стенкам чаши.

Такие опыты уже производились и подтверждают сказанное; при этом сосуд с землей и прорастающими семенами вращался бы посредством водяной мельнички.

Я производил опыты с насекомыми, причем вес их, по расчету, увеличивался раз в 300. Таким образом, они делались в 15 раз тяжелее золотых такого же объема; именно так я увеличивал вес таракана-прусака, но и это ему оказывалось нипочем. Отсюда видно, что таракану, а тем более другим мельчайшим насекомым, ничего бы не сделалось, если бы перенести их хотя бы на Солнце, предполагая, конечно, его холодным и с подходящей атмосферой. Интересно было бы знать, какое усиление тяжести не отражается вредно на других, более крупных существах и в особенности на людях? Опыты эти совсем не трудны. Тяжесть цыпленка я увеличивал в несколько раз (не помню, во сколько именно, кажется, раз в пять), но это его не убивало.

Здесь тяжесть получается как результат двух факторов: тяготения Земли и движения, но можно и одним движением получить чистейшую математически тождественную среду относительной тяжести, явление которой ни капли и ни при каких условиях не будет отличаться от натуральной тяжести.

Для этого среде, в которой желают получить искусственную тяжесть, необходимо сообщить равномерно ускоренное и прямое движение. Понятно, на практике такое движение может продолжаться лишь несколько секунд или — много — минут.

Если тела падают ускоренно на почву, то это признак тяжести; если же, наоборот, тела неподвижны, но почва движется на них равномерно-ускоренно, то происходит явление кажущейся тяжести, которое, впрочем, решительно ничем не отличается от натуральной тяжести.

Известно, что гирьки Атвудовой машины двигаются равномерно-ускоренно. Если мы сами уменьшимся до мушиного размера и поместимся на эти гирьки, то будем чувствовать во время их движения или увеличение своей тяжести, или уменьшение, смотря по их движению вверх или вниз. Чем одна гирька тяжелее сравнительно с другой, тем ближе кажущаяся тяжесть на первой к нулю, на второй же она почти удваивается.

25. Примеры кажущегося изменения и даже полного уничтожения силы тяжести в данной среде. Когда вы скатываетесь с хорошей ледяной и довольно крутой горки на салазках или коньках, то как направление, так и напряжение силы тяжести (по отношению к конькам или салазкам) нарушается. Тяжесть уменьшается, а направление ее нормально к поверхности горы. Чем круче горка, тем более ослабляется относительная тяжесть и тем более тело катающегося уклоняется от вертикали, и, наоборот, чем она положе, тем менее изменяется тяжесть.

Когда катаются с башни на башню на тележках по изогнутым плавно рельсам, происходит то же, но с большим разнообразием: и с увеличением тяжести, и с уменьшением, и с совершенным ее уничтожением (относительно тележки и предметов, в ней находящихся).

Все это, понятно, продолжается несколько секунд, и пассажиры, не в состоянии будучи дать себе отчета в совершающихся явлениях, лишь чувствуют трепет и замирание, столь приятные для любителей сильных ощущений.

Везде, где существует неравномерное или равномерное, но криволинейное движение, на всех таких телах (и относительно их) тяжесть изменяет свое направление и напряжение. Разного рода качели и карусели — места кажущегося изменения тяжести, которое и сказывается в замираниях, головокружениях и проч.

Кто-то такой, где-то, предложил эксплуатировать любителей сильных ощущений устройством особого развлечения; кажется, оно состояло в том, чтобы камера с помещенными там «любителями» падала с высокой башни прямо в резервуар с водой, где она понемногу теряла бы свою скорость и всплывала потом на свет божий к общему удовольствию публики и «любителей».

Что же испытывают последние во время этого падения и стремительного погружения в воду?

Полагая, что камера падает с высоты 300 метров, т. е. с башни Эйфеля, найдем, что в течение почти 8 секунд, до падения в воду, пассажиры будут в среде кажущегося отсутствия тяжести. Это потому, что тяжесть Земли одинаково уносит как камеру, так и тела, в ней находящиеся, вследствие чего относительное положение этих тел между собой и по отношению к камере тяжестью не нарушается.

Как, например, может камень упасть на дно камеры, если она сама падает с такой же скоростью, как и камень?!..

Далее, во время погружения в бассейн, относительная тяжесть в камере имеет шансы настолько возрасти (смотря по ее форме), что сами «любители», от собственного веса, будут расплющены, как клопы, придавленные ногой.

Я бы предложил другой способ, который при той же высоте башни дает вдвое большее время для наблюдения свободного от тяжести пространства и, кроме того, — последующее увеличение тяжести происходит довольно равномерно и вполне зависит от нас, почему и может быть такой способ, при известных условиях, совершенно безопасным.

Это — рельсы, имеющие вид поставленного кверху ножками магнита, или подковы; тележка охватывает рельсы с двух сторон и не может с них соскочить. Падая с одной ножки, она внизу делает полукруг и поднимается на другую, где автоматически задерживается, когда потеряет всю скорость.

При движении до полукруга (до кривой) относительная тяжесть пропадает; затем, на кривой, снова возникает в большей или меньшей степени в зависимости от радиуса полукруга, но приблизительно постоянна. При поднятии на прямом или отвесном рельсе она опять исчезает; исчезает и при обратном падении, если не задержать ее на высоте. Таким-то образом время наблюдения кажущегося отсутствия тяжести удваивается. Если пренебречь трением тележки об рельсы и сопротивлением воздуха, то она должна бы скатываться (взад и вперед) вечно, как маятник. Тогда бы наблюдатели, сидящие в ней, испытывали бы попеременно то отсутствие тяжести, то усиление ее.

Вот результаты вычислений, в которых мы откинули усложняющие условия прения о рельсы и сопротивление воздуха; при малых скоростях и высотах они и не имеют большого влияния.

Данные: башня Эйфеля в 300 метров; радиус кривизны 15 метров; выводы: наибольшее время свободного от тяжести пространства 15 секунд; усиление тяжести при движении по дуге 40 (человек в 4 пуда весил бы 160 пудов, или в 2 раза тяжелее золота такого же объема, как человек); время ее наблюдения — чуть более 1 секунды.

При увеличении радиуса дуги вчетверо нормальная тяжесть увеличивается только в 10 раз (40 пудов в человеке) а будет продолжаться 4½ секунды.

Если употребить падение вчетверо ниже, то время наблюдения кажущегося отсутствия тяжести уменьшится лишь в 2 раза (8 секунд), но зато тяжесть, при той же дуге (15 метров), уменьшится в 4 раза, и четырехпудовый человек будет весить 40 пудов, а при радиусе 30 метров — 20 пудов; такую тяжесть, в лежачем положении или в воде (по шею), человек, по всей вероятности, выдержит без всякого вреда для себя.