Страница:
Раз я сказал:
— Ах, почему я не вижу нашего милого голубого неба с весело мигающими звездочками, наших гор и морей? Вы знаете, здесь небо кажется черным и звезды — мертво-серебряными точками…
И вот они, по одному моему намеку, видя мою печаль, показали мне совершенно земной вид.
Через несколько минут они уже влекли меня…
Сначала мы летели, потом образовалась тяжесть, и мы катились по какому-то длинному коридору… Наконец, мне закрыли глаза и, когда открыли, — я сидел на берегу реки, под ивовым кустом, будто собираясь купаться. Всей душой я переселился в старый мир, и у меня явилось непреоборимое желание погрузиться в прохладные волны.
Вдали виднелись закрытые синей дымкой холмы, ближе — хлебное поля, колыхаемые ветром, несколько перелесков и бедных русских деревушек. Небо было сине и чисто.
— Смотрите, — сказали они, — как мы увеличим волнение реки.
И они распорядились об уменьшении силы тяжести. Чем больше она слабела, тем волны становились крупнее; чем они были крупнее, тем катились тише. Я чувствовал на себе уменьшение тяжести, ибо почва, на которой я сидел, становилась как бы мягче; и видел, как волны ходили горами и хотели уж меня захлестнуть.
— На океанах мы могли бы, — заметили они, — поднять волны в несколько сот сажен высоты и больше, лишь бы хватило воды.
Купаться было нельзя, но они умерили волнение, увеличивши тяжесть до величины ее на Луне (1/6 земной). Я стал купаться, и как мне было легко плавать! Малого усилия довольно, чтобы держаться на воде. Но все же, если отдаться на произвол судьбы, то немудрено и потонуть. Когда я оделся, пересел в лодку и стал грести, то она тем более вылезала из воды, чем сильнее я греб и чем более слабела тяжесть. Доходило до того, что она едва касалась воды и двигалась весьма быстро. Это было при уменьшении тяжести в 30 раз.
36. Путешествие вокруг Солнца; жители без планет.Все мы — жители планет — путешествуем вокруг Солнца. Безопасным экипажем и неутомимьши лошадьми служит сама планета; даже и вы — жители Земли — делаете то же. Но не угодно ли вам отправиться одному или в компании добрых друзей — без планеты!
Вы видели, что обитатели астероидов свободно носятся над своей планетой и даже могут удаляться от нее неопределенно далеко; вы видели, что пушечное ядро на планете, в полтысячи верст толщины, уносится от нее навсегда или, сделавши оборот вокруг Солнца, настигает ее сзади.
Дело тут в том, что та щедрость, которую вы сообщили ядру, отнимается у него постепенно тяготением планеты; остается у ядра та скорость, которую оно имело ранее вместе с планетой, т. е. скорость, достаточная для того, чтобы не упасть на Солнце, но недостаточная для того, чтобы от него удалиться навеки. Одним словом, путь отброшенного тела приблизительно совпадает с орбитой самой планеты.
Но так как оно движется почти одной скоростью с последней или немного скорее, то они и могут друг друга не догнать в течение сотен и тысяч лет.
На всех астероидах жители имеют особые механизмы для удобного получения себе и своим принадлежностям необходимых скоростей. Вы помните их многоэтажные поезда для сообщения с кольцом? Подобное этому существует у них и для полного удаления от планеты. Впрочем, на маленьких астероидах, в 5 верст толщины и менее, довольно хорошего прыжка <…>, чтобы получить надлежащую скорость. Масса жителей таких планет путешествует кругом Солнца, образуя в пространстве ряд селений, составляющих драгоценное ожерелье — украшение светила. Это жители без планет.
На больших астероидах дело сложнее.
Последний поезд, или последняя высшая платформа описанных ранее приспособлений, теряет тяжесть, но скорость ее только и достаточна для этого и не годится для полного удаления от планеты. Если на этой последней платформе поставить новую, движущуюся в том же направлении, но лишь скорее, то она поднимется и улетит или разорвется на звенья и опять-таки улетит, хотя и не оставит планету совсем.
Как же быть?
— На платформе укреплены рельсы свободными концами вниз, и на них, уже внизу, катятся колеса вышележащей платформы; так она удерживается платформой нижележащей и не могла бы увлечься центробежной силой, если бы не могла улететь эта, нижележащая. Отсюда видно, что все платформы — до последней почвенной — должны быть сцеплены одна с другой таким же образом.
Итак, приспособления эти, выстроенные отдельно, совершенно те же, что и описанные; но ввиду того, что скорости половины высших платформ развивают силу, большую тяжести планеты, и потому высшие платформы могли бы улететь или утянуть за собой нижние платформы, — они все и сцеплены так, чтобы никогда не расставаться.
Планета плотности Земли (как принимаем мы обыкновенно) и диаметром в 56 километров должна давать высшей платформе 50 метров скорости в 1 секунду. Планета в 560 километров — скорость в 500 метров.
При переходе из низших поездов до среднего тяжесть, постепенно уменьшаясь, в последнем совсем уничтожается; при дальнейшем поднятии относительная тяжесть снова проявляется, но переменяет направление на обратное и, возрастая, в высшем поезде сравнивается с тяжестью планеты.
В верхних поездах человек стоит, относительно планеты, кверху ногами. С последнего поезда стоит, так сказать, только свалиться, чтобы улететь от планеты и сделаться спутником Солнца.
Представьте себе, что тяжесть на Земле переменила направление, и Земля, вместо того чтобы притягивать, отталкивает вас в небо (туда — в синюю пучину), так что вы едва можете удержаться, сидя на деревьях кверх тормашками и цепляясь за что попало!
То же самое вы испытываете на высшем поезде [астероида]: от центробежной силы вы прилипли к потолку его вагона, и стоит только вылезть из окошка, чтобы упасть в небо.
Говоря относительно поезда, это будет самое настоящее падение (по крайней мере в первые минуты): вы будете падать, как камень, — с возрастающей скоростью.
Здесь только то хорошо, что тяжесть, придавливающая вас к потолку, очень слаба и даже на астероиде в 560 километров толщины в 22? раза меньше, чем на Земле, так что вы легко удержитесь от падения, схватившись левой рукой за выступ крыши. Усилие это соответствует 7 земным фунтам, предполагая ваш вес в 4 земных пуда.
С среднего поезда несутся куда угодно и делаются спутниками планеты или частью ее кольца; с нижних — падают вниз на планету; с верхних — уносятся тем выше, чем ближе этот поезд к последнему верхнему, с которого улетают в пространство, делаясь самостоятельным астероидом или частью солнечного «ожерелья».
Кольцевые многоэтажные поезда планеты, двигаясь по меридиану и вращаясь в то же время чрезвычайно медленно вместе с нею, получают возможность отбрасывать тела во всех направлениях и с желаемой, до известного предела, скоростью.
37. Как управляются в среде без тяжести?Я уже дал понятие о законах движения в среде без тяжести или в среде кажущегося отсутствия ее. Опишем наиболее простые приборы для практических надобностей туземцев.
Вот прибор для предупреждения (в известной степени) колебания или вращения жилищ и тому подобного; он довольно устойчив, — не вертляв, несмотря на силы, его вертящие.
Это — род комнаты с двумя чрезвычайно быстро вертящимися колесами на двух смежных ее стенах; массивные колеса не давят на подшипники и потому вертятся свободно — без трения; но когда этот прибор стараются повернуть — направить в другую сторону, то, встречая более или менее сильное сопротивление, в зависимости от скорости дисков, является давление их осей на подшипники и трение, которое и одолевается слабыми солнечными моторами. В такой комнате я мог двигаться, поворачиваться и совершать все обычные движения — и она не приходила в заметное вращение, как обыкновенная комната, без вращающихся-дисков.
Каждый из последних делают парным, т. е. составляют из двух параллельных колес, вращаемых моторами в противоположные стороны; парность их — для того чтобы их можно было останавливать или ускорять вращение (для пущей устойчивости), не нарушая неподвижности камеры.
К этому прибавляется еще аппарат, дозволяющий устанавливать комнату совершенно произвольно, прежде придания ей устойчивости. Он тоже состоит из пары взаимно перпендикулярных, но простых, не двойных, и неподвижных колес. Когда их вращают, вращается и камера; когда останавливают, останавливается и она. Сначала вращают произвольно слабо одну ось с колесом до тех пор, пока другая не примет желаемого направления. Тогда первое колесо останавливают и придают вращение другому, чтобы ось первого также получила желаемое направление. Таким способом устанавливают камеру, как нужно — осями к тем или другим звездам, — после чего придают ей устойчивость. Оси колес обыкновенно совпадают с воображаемыми «свободными» осями камеры. Остается сказать, как сообщают ей поступательное движение.
Для этого у камеры есть нечто вроде длинной пушки, пускающей ядра. Чтобы сообщить камере известное движение вперед, ее устанавливают так, чтобы пушка направлялась в сторону, противоположную желаемому пути ее. Тогда стреляют (или двигают ядро солнечными моторами), и камера летит, куда нужно, со скоростью нескольких десятков метров в секунду, смотря по массе уносящегося ядра и его скорости. Пуская еще ядро в том же направлении, получим еще такую же (приблизительно) скорость и летим с удвоенной быстротой. Так достигают желаемой быстроты. Остановить или замедлить движение можно пусканием ядер в противоположных направлениях. Пуская ядра в разных направлениях, можем делать углы и двигаться по ломаным линиям; выбрасывая непрерывную струю жидкости или мелких тел, получим движение кривое, желаемого вида. Чтобы ядра эти, летая, не могли повредить при встречах с другими телами, они мягки и рыхлы, хотя и массивны.
При незначительных передвижениях употребляют длинную цепочку с массой на конце; массу пускают не очень сильно; цепочка свивается с вала и уходит вместе с массой, насколько позволяют. В то же время в противоположную сторону удаляется и камера. При большой отталкиваемой массе и длинной цепочке передвижение может быть довольно значительно. Например, когда откидываемая масса равна массе камеры с ее содержимым и при цепочке в 2 версты, снаряд уходит от своего места в любую сторону на версту. Цепочка может быть и еще гораздо длиннее, потому что она не рвется от тяжести, где ее нет, не нагибается, не натягивается; удар же ядра произвольно слаб и тем безвреднее, чем она длиннее.
Но редко туземцы путешествуют или живут в одиночку; и обыкновенно один, при необходимости движения, пользуется как опорой массой того, для кого оно безразлично. Отталкиваясь же последовательно от очень многих, он их движения заметно не изменяет, сам же приобретает желаемую скорость и направляется куда нужно.
Интересны совместные эволюции жителей [астероида]. Например, несколько их, согласившись, составляют из себя разные неподвижные фигуры: круги, треугольники и т. д., причем положение центра тяжести общей их массы остается неизменным. Иногда они располагаются в две круглые концентрические цепи. Одна цепь, отталкиваясь от другой, сообщает ей и себе обратные движения, образуя два хоровода, вечно движущиеся один возле другого. Выходит что-то вроде гулянья. Теперь если члены одного хоровода будут стягиваться в более тесное кольцо, то скорость их — угловая и абсолютная — возрастает, пока, наконец, у них недостанет более сил стягиваться от развившейся центробежной силы. При сокращении, например, диаметра кольца вдесятеро угловая скорость увеличится в 100 раз, абсолютная — в 10, центробежная сила возрастет в 1000 раз. Такая центробежная сила разбрасывает их несцепленные члены, против воли, по направлению радиусов.
Иногда два существа соглашаются, посредством особого снаряда, сильнейшим образом оттолкнуться друг от друга. Результатом этого является то, что один из них приобретает большую скорость и, вместо круга, описывает вокруг Солнца эллипс, удаляясь от светила; другой же теряет часть присущей ему скорости и, описывая эллипс, приближается к Солнцу. Если оттолкнулись не единицы, а пары, то одна из пар, например та, что приблизилась к Солнцу, может еще разойтись, и один из этой пары еще более приблизится к Солнцу, а другой — удалится. Эволюции эти беспредельно разнообразны.
Жители очень малых астероидов (например, в 1000 метров толщины и менее) превращали свою планету в управляемый снаряд; сообщали ей вращение, какое хотели, и таким образом сутки свои делали, по желанию, длинными или короткими; сообщали своей планете большую или меньшую поступательную скорость, и она то удалялась от Солнца спиралью, то приближалась к нему. Они управляли планетой, как мы управляем лошадьми. Когда приближались к Солнцу, то год их уменьшался, удалялись — увеличивался; Солнце тогда грело слабее и лето превращалось в зиму. Приближением к Солнцу — наоборот — холода заменялись жарами. Они изменяли ось вращения своей планеты, каждый раз образуя новую полярную звезду и экваториальные созвездия; так управляли они временами года.
Изменяли положение оси на самой планете, не изменяя положения ее относительно звезд. Меняли плоскость своей траектории вокруг Солнца и самую траекторию, двигаясь куда нужно. Они могли бы удалиться от Солнца навсегда и могли бы броситься в его огненную пасть, служа каплей для пополнения источника солнечного лучеиспускания…
Понятно, при всех подобных переменах в движении и положении планета неизбежно теряет часть своей массы, и тем большую, чем больше совершает таких перемен; что же касается до необходимой для них работы, то ее дает планете Солнце.
Небольшой астероид разлагался его обитателями в кольцо так, что от планеты ничего не оставалось и слабая тяжесть ее еще в 100 раз умалялась. Прямой интерес жителей — превратить свою планету в диск, который захватывал бы сравнительно громадное количество солнечных лучей, давая обитателям жизнь н силу.
К.Э. Циолковский за работой (1932 г.)
К.Э. Циолковский за работой над проектом своего цельнометаллического дирижабля (1933 г.)
Кольцо это, или диск, рассеиваясь в пространстве, обращался в «ожерелье», в цепь селений без почвы, вертящихся вокруг Солнца, как обод колеса вокруг его втулки.
Огромное число даже не маленьких астероидов превратилось в такие обручи, или «ожерелья». В солнечной системе они, как тонкие нити, тянутся вокруг светила. Люди не видят их, потому что, будь они шириной хоть в версту, и тогда они, при длине в несколько миллионов или миллиардов верст, покажутся, в самые лучшие телескопы, гораздо тоньше паутинки, едва заметной перед глазами. Эти нити отчасти управляют своим движением, расступаясь и изменяя свою скорость, когда предстоит опасность упасть или зацепить за несносную планетку, летящую чересчур близко.
Поблизости больших, заправских планет «ожерелий» нет. [Большие] планеты погибельны для них.
38. С астероида на астероид и с «ожерелья» на «ожерелье».Объясним, как туземцы путешествуют с одного астероида на другой.
Вот ряд воображаемых астероидов, ну, положим, в 6 верст толщины каждый. [34]
Допустим, что они совершают вокруг Солнца строго круговые движения в одной плоскости и, хоть приблизительно, на двойном расстоянии Земли от Солнца.
Вычисления показывают, что, при ближайшем расстоянии астероидов друг от друга на 6 тысяч верст (даже меньше: довольно 3000 верст, если астероидов немного), они не имеют друг на друга большого влияния и ни в каком случае не могут столкнуться, особенно если и плоскости их орбит не совпадают.
Каждая планета имеет скорость на 23 сантиметра (не более 6 вершков) больше, чем следующая за ней через 6 тысяч верст ближайшего расстояния. Отсюда видно, что поступательные скорости астероидов почти равны и если они не сливаются в одну [планету], то только благодаря их слабому притяжению (1/2250 земного), страшно уменьшенному еще сравнительно громадным расстоянием их; двигаясь в одну сторону, они в течение громадного промежутка идут рядом одна в виду у другой.
Выходит, что одна планета обгонит другую на целый круг, т. е. снова с нею встретится только через 31 000 лет. В столетие планета обгоняет только на 1° (или на 1/360 окружности).
Понятно после этого, что перелет с одного астероида на другой не представляет ни малейшей трудности и опасности: сообщая себе повернее, на соответствующем кольцевом поезде, надлежащую скорость, например метров 10 в 1 секунду (версты 32 в 1 час), прибудем на другую ближайшую планету в 10 дней. Разность скоростей невелика, и толчок, при нехитрых предосторожностях, ничтожен. В случае ошибки в направлении легко изменить его, имея в запасе описанные нами приспособления для движения (очерк 37).
Мы знаем около 350 астероидов между Марсом и Юпитером, на протяжении 46 000 земных радиусов; на каждый астероид средним числом приходится расстояние в 131 земной радиус; но зато и астероиды в среднем имеют массу и, следовательно, взаимное притяжение несравненно большее, чем наши воображаемые 6-верстные планетки. Средняя разность их скоростей будет составлять около 60 метров в 1 секунду.
Скорость эта не настолько велика, чтобы препятствовать взаимному сообщению их жителей. Опять-таки средним числом — один астероид обгоняет другой на целый круг и снова с ним встречается через 200 лет. Впрочем, на деле астероиды очень эксцентричны, вращаются далеко не в одной плоскости и имеют массы очень различные.
Но разве мы знаем все их, когда в год их открывают чуть не десятки? [35]
Жители «ожерельев» — счастливые, свободные существа: их не порабощает тяжесть, путь им всюду открыт; переход от «ожерелья» к «ожерелью» в несколько десятков тысяч верст нисколько не затруднителен. Такие путешествия совершаются сплошь и рядом: одни уходят дальше от Солнца, другие приближаются к нему. В общем, движение «ожерельев», несмотря на постоянную роль опоры, почти не изменяется. Между Марсом и Юпитером переход такой особенно легок, ибо астероиды мало ему препятствуют, — в особенности если делать перелег между частями «ожерельев», удаленными от астероида. Тем более, что части эти только через несколько десятков или сотен лет настигнут астероид. Значит, времени для перехода очень много.
Так же свободны движения в других промежутках, между соседними орбитами других больших планет.
Только переход из одного междуорбитного пространства двух смежных больших планет в другое такое же немного труднее.
Возьмем в пример перелет из пояса астероидов в пояс между орбитами Марса и Земли. На расстоянии 200 радиусов Земли от Марса — дальше или ближе к Солнцу, т. е. на расстоянии 1? миллиона верст, тела, пробегающие мимо Марса как планеты — по круговым орбитам, не подвергаются никакой опасности быть им притянутыми.
Таким образом, между двумя застрахованными от тяготения планеты «ожерельями» остается промежуток в 2? миллиона верст. Пока Марс на противоположной стороне обитателей «ожерельев», они могут промелькнуть этот промежуток в течение одного года, двигаясь со скоростью (слагающая скорость по направлению к Солнцу, а не абсолютная) только 75 метров в 1 секунду, или около 270 километров в 1 час; эта скорость нам покажется ничтожна для небесных пространств, если мы вспомним, что даже многоэтажные поезда астероидов давали легко скорость, в 5–6 раз большую (500 метров в 1 секунду); на «ожерельях», где нет тяжести, такие скорости получаются гораздо удобнее.
Заметим, что времени для безопасного перелета орбиты большой планеты имеется несравненно больше года, так как, например, Марс нагоняет внешнее «ожерелье» на полуокружности лишь в течение лет 60.
Все это время, и даже больше, переход через орбиту планеты свободен.
Переход орбиты Земли, имеющей массу, раз в 10 большую, чем у Марса, несколько труднее, но также, как показывают вычисления, совершенно возможен и требует скорости для перелета в течение полгода меньше 500 метров. Другие орбиты планет, ближайших к Солнцу, пробегаются еще легче, по меньшей их массе… <…>
38. Поперек планеты в 40 минут.Случилось мне быть на шаровидной невертящейся планете со сквозным колодцем, диаметрально пронизывающим всю планету. Для малых планет, не превышающих 400 верст в толщину, такие колодцы весьма возможны, — вообще, возможны всякие уклонения от шаровидной формы.
Если броситься в этот колодец, то через какие-нибудь 40 минут вы долетаете до противоположного выхода, где немного приостанавливаетесь и где можете схватиться за края его и вылезть к своим антиподам. Если же вы этого не желаете, то будете вечно [качаться] взад и вперед, как маятник. Во все это время вы не испытываете тяжести относительно находящихся с вами предметов; но не хватайтесь за стенки колодца, иначе трение скоро вас остановит. При малой тяжести таким способом легко остановиться на всяком расстоянии от центра планеты; тогда бы мы увидали, что в середине колодца тяжести нет, но она увеличивается пропорционально удалению от него — до самого выхода.
Замечательно, что с какой точки колодца вы ни начнете свое падение, возвращение на прежнее место совершается через один и тот же промежуток времени (для планеты плотности Земли — в 1 час 20 минут), так что и малые пространства, хотя бы в несколько линий, и большие — в несколько сотен верст — приходятся в одно время. Это, как маятник: уклоняете вы его сильно или мало, — для своего качания он приблизительно требует одного времени (изохронизм качаний).
Замечательно еще, что и в других гораздо больших и гораздо меньших планетах мы приблизительно в тот же промежуток времени совершали это диаметральное путешествие.
Теория указывает, что, будь все планеты одной формы и плотности, путь от одного их края до другого всегда требовал бы и одного времени. Если бы и через Землю был сквозной колодец, — мы вынырнули бы через него к антиподам по истечении 40 минут. Но через Солнце, благодаря его в 4 раза меньшей плотности, этот путь совершили бы в 1 час 20 минут, а через Луну — в 53 минуты.
Выходит, что и громадный диаметр Солнца (более 1 миллиона верст) и крохотный глиняный шарик в одно время пронзаются силой тяготения.
38. На трех первобытных астероидах.Случилось мне быть и на первобытной планете, нетронутой обитателями астероидного пояса на память о прошедшем, как мы храним местности, замечательные в геологическом отношении. Боже! Что это за неправильная масса! И издалека, и вблизи она напоминает какой-то осколок, а уж никак не нашу сравнительно полированную Землю. Тяжесть на нем, будучи по его малости очень мала, беспредельно разнообразна по направлению и напряжению.
Другой раз я был на первобытной вращающейся планете, но почти шаровидной формы. Вследствие вращения относительная тяжесть на поверхности планеты тоже сильно изменялась: у полюсов вращения она имела наибольшую величину и нормальное направление — к центру, но чем дальше от них, тем была слабее и тем более направление ее уклонялось к экватору, так что человек, идущий от полюсов, как бы спускался с горы все более и более крутой, хотя напряжение тяжести слабело и потому удержаться на возрастающей крутизне было нетрудно; на некотором расстоянии между полюсом и экватором направление тяжести совпадало с горизонтом, т. е. было параллельно поверхности планеты, и вам казалось, что вы спускаетесь с отвесной стены. Далее, почва уже представлялась наклонным потолком, который на экваторе превращался в обыкновенный горизонтальный земной потолок, и вам надо было хвататься за что придется, чтобы не слететь с планеты. Здесь приходилось стоять кверху ногами, как это делают мальчики и акробаты, с той, однако, разницей, что кровь к голове не приливает, лицо не краснеет и вас не притискивает к почве громадная земная тяжесть а, напротив, — стремится слегка оторвать от тех выступов, за которые вы придерживаетесь. Камней тут нет — все они улетели с планеты под влиянием центробежной силы и, носясь кругом планеты, лишь изредка к ней приближаются.
Однажды выступ, за который я ухватился, был сорван мной, и вот я вместе с ним плавно отделяюсь от планеты; тогда я изо всей силы оттолкнулся от захваченного мною обломка, который и стал быстро удаляться от меня и планеты, я же стал приближаться к ней; но так как в этот раз я попал на гладкую часть планеты и схватиться решительно было не за что, то мне и пришлось удаляться от планеты снова. Сначала я двигался нормально к ее поверхности и с возрастающей быстротой, затем вижу, что перестаю от нее отдаляться и даже начинаю к ней приближаться. Но я не ударился о нее, а только чуть коснулся, хотя и совсем в другом ее месте, и опять стал нормально удаляться. Впечатление было такое, как будто небо отразило меня невидимыми руками и опять поставило на планету, но и планета не приняла, а также отразила — без удара и таинственно. Итак, — вечное поднятие и опускание и все на разные места планеты. Это редкая случайность — если вы опуститесь на прежнее место.
Чем быстрее вертится планета, тем далее отходят от нее сорвавшиеся с экватора тела. Но и для полного удаления от планеты скорость вращения, для малых астероидов, требуется очень небольшая. При такой скорости предметы с них отбрасываются центробежной силой навсегда, и они делаются спутниками Солнца…
Еще была одна тоже почти шаровидная и вращающаяся планета, но с огромной, сравнительно, горой на экваторе. Всюду на планете перевес был на стороне тяжести, кроме горы этой, верхняя часть которой, от более быстрого движения, развивала центробежную силу, превышающую притяжение планеты. Поднимаясь от подошвы горы, мы замечаем ослабление тяжести до пункта, где она совсем исчезает. Выше этой критической точки она снова появлялась, но в обратном направлении, стремясь все сбросить с почвы, и человеку приходилось ходить на голове — вернее — на руках, цепляясь за что попало, чтобы не сорваться.
— Ах, почему я не вижу нашего милого голубого неба с весело мигающими звездочками, наших гор и морей? Вы знаете, здесь небо кажется черным и звезды — мертво-серебряными точками…
И вот они, по одному моему намеку, видя мою печаль, показали мне совершенно земной вид.
Через несколько минут они уже влекли меня…
Сначала мы летели, потом образовалась тяжесть, и мы катились по какому-то длинному коридору… Наконец, мне закрыли глаза и, когда открыли, — я сидел на берегу реки, под ивовым кустом, будто собираясь купаться. Всей душой я переселился в старый мир, и у меня явилось непреоборимое желание погрузиться в прохладные волны.
Вдали виднелись закрытые синей дымкой холмы, ближе — хлебное поля, колыхаемые ветром, несколько перелесков и бедных русских деревушек. Небо было сине и чисто.
— Смотрите, — сказали они, — как мы увеличим волнение реки.
И они распорядились об уменьшении силы тяжести. Чем больше она слабела, тем волны становились крупнее; чем они были крупнее, тем катились тише. Я чувствовал на себе уменьшение тяжести, ибо почва, на которой я сидел, становилась как бы мягче; и видел, как волны ходили горами и хотели уж меня захлестнуть.
— На океанах мы могли бы, — заметили они, — поднять волны в несколько сот сажен высоты и больше, лишь бы хватило воды.
Купаться было нельзя, но они умерили волнение, увеличивши тяжесть до величины ее на Луне (1/6 земной). Я стал купаться, и как мне было легко плавать! Малого усилия довольно, чтобы держаться на воде. Но все же, если отдаться на произвол судьбы, то немудрено и потонуть. Когда я оделся, пересел в лодку и стал грести, то она тем более вылезала из воды, чем сильнее я греб и чем более слабела тяжесть. Доходило до того, что она едва касалась воды и двигалась весьма быстро. Это было при уменьшении тяжести в 30 раз.
36. Путешествие вокруг Солнца; жители без планет.Все мы — жители планет — путешествуем вокруг Солнца. Безопасным экипажем и неутомимьши лошадьми служит сама планета; даже и вы — жители Земли — делаете то же. Но не угодно ли вам отправиться одному или в компании добрых друзей — без планеты!
Вы видели, что обитатели астероидов свободно носятся над своей планетой и даже могут удаляться от нее неопределенно далеко; вы видели, что пушечное ядро на планете, в полтысячи верст толщины, уносится от нее навсегда или, сделавши оборот вокруг Солнца, настигает ее сзади.
Дело тут в том, что та щедрость, которую вы сообщили ядру, отнимается у него постепенно тяготением планеты; остается у ядра та скорость, которую оно имело ранее вместе с планетой, т. е. скорость, достаточная для того, чтобы не упасть на Солнце, но недостаточная для того, чтобы от него удалиться навеки. Одним словом, путь отброшенного тела приблизительно совпадает с орбитой самой планеты.
Но так как оно движется почти одной скоростью с последней или немного скорее, то они и могут друг друга не догнать в течение сотен и тысяч лет.
На всех астероидах жители имеют особые механизмы для удобного получения себе и своим принадлежностям необходимых скоростей. Вы помните их многоэтажные поезда для сообщения с кольцом? Подобное этому существует у них и для полного удаления от планеты. Впрочем, на маленьких астероидах, в 5 верст толщины и менее, довольно хорошего прыжка <…>, чтобы получить надлежащую скорость. Масса жителей таких планет путешествует кругом Солнца, образуя в пространстве ряд селений, составляющих драгоценное ожерелье — украшение светила. Это жители без планет.
На больших астероидах дело сложнее.
Последний поезд, или последняя высшая платформа описанных ранее приспособлений, теряет тяжесть, но скорость ее только и достаточна для этого и не годится для полного удаления от планеты. Если на этой последней платформе поставить новую, движущуюся в том же направлении, но лишь скорее, то она поднимется и улетит или разорвется на звенья и опять-таки улетит, хотя и не оставит планету совсем.
Как же быть?
— На платформе укреплены рельсы свободными концами вниз, и на них, уже внизу, катятся колеса вышележащей платформы; так она удерживается платформой нижележащей и не могла бы увлечься центробежной силой, если бы не могла улететь эта, нижележащая. Отсюда видно, что все платформы — до последней почвенной — должны быть сцеплены одна с другой таким же образом.
Итак, приспособления эти, выстроенные отдельно, совершенно те же, что и описанные; но ввиду того, что скорости половины высших платформ развивают силу, большую тяжести планеты, и потому высшие платформы могли бы улететь или утянуть за собой нижние платформы, — они все и сцеплены так, чтобы никогда не расставаться.
Планета плотности Земли (как принимаем мы обыкновенно) и диаметром в 56 километров должна давать высшей платформе 50 метров скорости в 1 секунду. Планета в 560 километров — скорость в 500 метров.
При переходе из низших поездов до среднего тяжесть, постепенно уменьшаясь, в последнем совсем уничтожается; при дальнейшем поднятии относительная тяжесть снова проявляется, но переменяет направление на обратное и, возрастая, в высшем поезде сравнивается с тяжестью планеты.
В верхних поездах человек стоит, относительно планеты, кверху ногами. С последнего поезда стоит, так сказать, только свалиться, чтобы улететь от планеты и сделаться спутником Солнца.
Представьте себе, что тяжесть на Земле переменила направление, и Земля, вместо того чтобы притягивать, отталкивает вас в небо (туда — в синюю пучину), так что вы едва можете удержаться, сидя на деревьях кверх тормашками и цепляясь за что попало!
То же самое вы испытываете на высшем поезде [астероида]: от центробежной силы вы прилипли к потолку его вагона, и стоит только вылезть из окошка, чтобы упасть в небо.
Говоря относительно поезда, это будет самое настоящее падение (по крайней мере в первые минуты): вы будете падать, как камень, — с возрастающей скоростью.
Здесь только то хорошо, что тяжесть, придавливающая вас к потолку, очень слаба и даже на астероиде в 560 километров толщины в 22? раза меньше, чем на Земле, так что вы легко удержитесь от падения, схватившись левой рукой за выступ крыши. Усилие это соответствует 7 земным фунтам, предполагая ваш вес в 4 земных пуда.
С среднего поезда несутся куда угодно и делаются спутниками планеты или частью ее кольца; с нижних — падают вниз на планету; с верхних — уносятся тем выше, чем ближе этот поезд к последнему верхнему, с которого улетают в пространство, делаясь самостоятельным астероидом или частью солнечного «ожерелья».
Кольцевые многоэтажные поезда планеты, двигаясь по меридиану и вращаясь в то же время чрезвычайно медленно вместе с нею, получают возможность отбрасывать тела во всех направлениях и с желаемой, до известного предела, скоростью.
37. Как управляются в среде без тяжести?Я уже дал понятие о законах движения в среде без тяжести или в среде кажущегося отсутствия ее. Опишем наиболее простые приборы для практических надобностей туземцев.
Вот прибор для предупреждения (в известной степени) колебания или вращения жилищ и тому подобного; он довольно устойчив, — не вертляв, несмотря на силы, его вертящие.
Это — род комнаты с двумя чрезвычайно быстро вертящимися колесами на двух смежных ее стенах; массивные колеса не давят на подшипники и потому вертятся свободно — без трения; но когда этот прибор стараются повернуть — направить в другую сторону, то, встречая более или менее сильное сопротивление, в зависимости от скорости дисков, является давление их осей на подшипники и трение, которое и одолевается слабыми солнечными моторами. В такой комнате я мог двигаться, поворачиваться и совершать все обычные движения — и она не приходила в заметное вращение, как обыкновенная комната, без вращающихся-дисков.
Каждый из последних делают парным, т. е. составляют из двух параллельных колес, вращаемых моторами в противоположные стороны; парность их — для того чтобы их можно было останавливать или ускорять вращение (для пущей устойчивости), не нарушая неподвижности камеры.
К этому прибавляется еще аппарат, дозволяющий устанавливать комнату совершенно произвольно, прежде придания ей устойчивости. Он тоже состоит из пары взаимно перпендикулярных, но простых, не двойных, и неподвижных колес. Когда их вращают, вращается и камера; когда останавливают, останавливается и она. Сначала вращают произвольно слабо одну ось с колесом до тех пор, пока другая не примет желаемого направления. Тогда первое колесо останавливают и придают вращение другому, чтобы ось первого также получила желаемое направление. Таким способом устанавливают камеру, как нужно — осями к тем или другим звездам, — после чего придают ей устойчивость. Оси колес обыкновенно совпадают с воображаемыми «свободными» осями камеры. Остается сказать, как сообщают ей поступательное движение.
Для этого у камеры есть нечто вроде длинной пушки, пускающей ядра. Чтобы сообщить камере известное движение вперед, ее устанавливают так, чтобы пушка направлялась в сторону, противоположную желаемому пути ее. Тогда стреляют (или двигают ядро солнечными моторами), и камера летит, куда нужно, со скоростью нескольких десятков метров в секунду, смотря по массе уносящегося ядра и его скорости. Пуская еще ядро в том же направлении, получим еще такую же (приблизительно) скорость и летим с удвоенной быстротой. Так достигают желаемой быстроты. Остановить или замедлить движение можно пусканием ядер в противоположных направлениях. Пуская ядра в разных направлениях, можем делать углы и двигаться по ломаным линиям; выбрасывая непрерывную струю жидкости или мелких тел, получим движение кривое, желаемого вида. Чтобы ядра эти, летая, не могли повредить при встречах с другими телами, они мягки и рыхлы, хотя и массивны.
При незначительных передвижениях употребляют длинную цепочку с массой на конце; массу пускают не очень сильно; цепочка свивается с вала и уходит вместе с массой, насколько позволяют. В то же время в противоположную сторону удаляется и камера. При большой отталкиваемой массе и длинной цепочке передвижение может быть довольно значительно. Например, когда откидываемая масса равна массе камеры с ее содержимым и при цепочке в 2 версты, снаряд уходит от своего места в любую сторону на версту. Цепочка может быть и еще гораздо длиннее, потому что она не рвется от тяжести, где ее нет, не нагибается, не натягивается; удар же ядра произвольно слаб и тем безвреднее, чем она длиннее.
Но редко туземцы путешествуют или живут в одиночку; и обыкновенно один, при необходимости движения, пользуется как опорой массой того, для кого оно безразлично. Отталкиваясь же последовательно от очень многих, он их движения заметно не изменяет, сам же приобретает желаемую скорость и направляется куда нужно.
Интересны совместные эволюции жителей [астероида]. Например, несколько их, согласившись, составляют из себя разные неподвижные фигуры: круги, треугольники и т. д., причем положение центра тяжести общей их массы остается неизменным. Иногда они располагаются в две круглые концентрические цепи. Одна цепь, отталкиваясь от другой, сообщает ей и себе обратные движения, образуя два хоровода, вечно движущиеся один возле другого. Выходит что-то вроде гулянья. Теперь если члены одного хоровода будут стягиваться в более тесное кольцо, то скорость их — угловая и абсолютная — возрастает, пока, наконец, у них недостанет более сил стягиваться от развившейся центробежной силы. При сокращении, например, диаметра кольца вдесятеро угловая скорость увеличится в 100 раз, абсолютная — в 10, центробежная сила возрастет в 1000 раз. Такая центробежная сила разбрасывает их несцепленные члены, против воли, по направлению радиусов.
Иногда два существа соглашаются, посредством особого снаряда, сильнейшим образом оттолкнуться друг от друга. Результатом этого является то, что один из них приобретает большую скорость и, вместо круга, описывает вокруг Солнца эллипс, удаляясь от светила; другой же теряет часть присущей ему скорости и, описывая эллипс, приближается к Солнцу. Если оттолкнулись не единицы, а пары, то одна из пар, например та, что приблизилась к Солнцу, может еще разойтись, и один из этой пары еще более приблизится к Солнцу, а другой — удалится. Эволюции эти беспредельно разнообразны.
Жители очень малых астероидов (например, в 1000 метров толщины и менее) превращали свою планету в управляемый снаряд; сообщали ей вращение, какое хотели, и таким образом сутки свои делали, по желанию, длинными или короткими; сообщали своей планете большую или меньшую поступательную скорость, и она то удалялась от Солнца спиралью, то приближалась к нему. Они управляли планетой, как мы управляем лошадьми. Когда приближались к Солнцу, то год их уменьшался, удалялись — увеличивался; Солнце тогда грело слабее и лето превращалось в зиму. Приближением к Солнцу — наоборот — холода заменялись жарами. Они изменяли ось вращения своей планеты, каждый раз образуя новую полярную звезду и экваториальные созвездия; так управляли они временами года.
Изменяли положение оси на самой планете, не изменяя положения ее относительно звезд. Меняли плоскость своей траектории вокруг Солнца и самую траекторию, двигаясь куда нужно. Они могли бы удалиться от Солнца навсегда и могли бы броситься в его огненную пасть, служа каплей для пополнения источника солнечного лучеиспускания…
Понятно, при всех подобных переменах в движении и положении планета неизбежно теряет часть своей массы, и тем большую, чем больше совершает таких перемен; что же касается до необходимой для них работы, то ее дает планете Солнце.
Небольшой астероид разлагался его обитателями в кольцо так, что от планеты ничего не оставалось и слабая тяжесть ее еще в 100 раз умалялась. Прямой интерес жителей — превратить свою планету в диск, который захватывал бы сравнительно громадное количество солнечных лучей, давая обитателям жизнь н силу.
Кольцо это, или диск, рассеиваясь в пространстве, обращался в «ожерелье», в цепь селений без почвы, вертящихся вокруг Солнца, как обод колеса вокруг его втулки.
Огромное число даже не маленьких астероидов превратилось в такие обручи, или «ожерелья». В солнечной системе они, как тонкие нити, тянутся вокруг светила. Люди не видят их, потому что, будь они шириной хоть в версту, и тогда они, при длине в несколько миллионов или миллиардов верст, покажутся, в самые лучшие телескопы, гораздо тоньше паутинки, едва заметной перед глазами. Эти нити отчасти управляют своим движением, расступаясь и изменяя свою скорость, когда предстоит опасность упасть или зацепить за несносную планетку, летящую чересчур близко.
Поблизости больших, заправских планет «ожерелий» нет. [Большие] планеты погибельны для них.
38. С астероида на астероид и с «ожерелья» на «ожерелье».Объясним, как туземцы путешествуют с одного астероида на другой.
Вот ряд воображаемых астероидов, ну, положим, в 6 верст толщины каждый. [34]
Допустим, что они совершают вокруг Солнца строго круговые движения в одной плоскости и, хоть приблизительно, на двойном расстоянии Земли от Солнца.
Вычисления показывают, что, при ближайшем расстоянии астероидов друг от друга на 6 тысяч верст (даже меньше: довольно 3000 верст, если астероидов немного), они не имеют друг на друга большого влияния и ни в каком случае не могут столкнуться, особенно если и плоскости их орбит не совпадают.
Каждая планета имеет скорость на 23 сантиметра (не более 6 вершков) больше, чем следующая за ней через 6 тысяч верст ближайшего расстояния. Отсюда видно, что поступательные скорости астероидов почти равны и если они не сливаются в одну [планету], то только благодаря их слабому притяжению (1/2250 земного), страшно уменьшенному еще сравнительно громадным расстоянием их; двигаясь в одну сторону, они в течение громадного промежутка идут рядом одна в виду у другой.
Выходит, что одна планета обгонит другую на целый круг, т. е. снова с нею встретится только через 31 000 лет. В столетие планета обгоняет только на 1° (или на 1/360 окружности).
Понятно после этого, что перелет с одного астероида на другой не представляет ни малейшей трудности и опасности: сообщая себе повернее, на соответствующем кольцевом поезде, надлежащую скорость, например метров 10 в 1 секунду (версты 32 в 1 час), прибудем на другую ближайшую планету в 10 дней. Разность скоростей невелика, и толчок, при нехитрых предосторожностях, ничтожен. В случае ошибки в направлении легко изменить его, имея в запасе описанные нами приспособления для движения (очерк 37).
Мы знаем около 350 астероидов между Марсом и Юпитером, на протяжении 46 000 земных радиусов; на каждый астероид средним числом приходится расстояние в 131 земной радиус; но зато и астероиды в среднем имеют массу и, следовательно, взаимное притяжение несравненно большее, чем наши воображаемые 6-верстные планетки. Средняя разность их скоростей будет составлять около 60 метров в 1 секунду.
Скорость эта не настолько велика, чтобы препятствовать взаимному сообщению их жителей. Опять-таки средним числом — один астероид обгоняет другой на целый круг и снова с ним встречается через 200 лет. Впрочем, на деле астероиды очень эксцентричны, вращаются далеко не в одной плоскости и имеют массы очень различные.
Но разве мы знаем все их, когда в год их открывают чуть не десятки? [35]
Жители «ожерельев» — счастливые, свободные существа: их не порабощает тяжесть, путь им всюду открыт; переход от «ожерелья» к «ожерелью» в несколько десятков тысяч верст нисколько не затруднителен. Такие путешествия совершаются сплошь и рядом: одни уходят дальше от Солнца, другие приближаются к нему. В общем, движение «ожерельев», несмотря на постоянную роль опоры, почти не изменяется. Между Марсом и Юпитером переход такой особенно легок, ибо астероиды мало ему препятствуют, — в особенности если делать перелег между частями «ожерельев», удаленными от астероида. Тем более, что части эти только через несколько десятков или сотен лет настигнут астероид. Значит, времени для перехода очень много.
Так же свободны движения в других промежутках, между соседними орбитами других больших планет.
Только переход из одного междуорбитного пространства двух смежных больших планет в другое такое же немного труднее.
Возьмем в пример перелет из пояса астероидов в пояс между орбитами Марса и Земли. На расстоянии 200 радиусов Земли от Марса — дальше или ближе к Солнцу, т. е. на расстоянии 1? миллиона верст, тела, пробегающие мимо Марса как планеты — по круговым орбитам, не подвергаются никакой опасности быть им притянутыми.
Таким образом, между двумя застрахованными от тяготения планеты «ожерельями» остается промежуток в 2? миллиона верст. Пока Марс на противоположной стороне обитателей «ожерельев», они могут промелькнуть этот промежуток в течение одного года, двигаясь со скоростью (слагающая скорость по направлению к Солнцу, а не абсолютная) только 75 метров в 1 секунду, или около 270 километров в 1 час; эта скорость нам покажется ничтожна для небесных пространств, если мы вспомним, что даже многоэтажные поезда астероидов давали легко скорость, в 5–6 раз большую (500 метров в 1 секунду); на «ожерельях», где нет тяжести, такие скорости получаются гораздо удобнее.
Заметим, что времени для безопасного перелета орбиты большой планеты имеется несравненно больше года, так как, например, Марс нагоняет внешнее «ожерелье» на полуокружности лишь в течение лет 60.
Все это время, и даже больше, переход через орбиту планеты свободен.
Переход орбиты Земли, имеющей массу, раз в 10 большую, чем у Марса, несколько труднее, но также, как показывают вычисления, совершенно возможен и требует скорости для перелета в течение полгода меньше 500 метров. Другие орбиты планет, ближайших к Солнцу, пробегаются еще легче, по меньшей их массе… <…>
38. Поперек планеты в 40 минут.Случилось мне быть на шаровидной невертящейся планете со сквозным колодцем, диаметрально пронизывающим всю планету. Для малых планет, не превышающих 400 верст в толщину, такие колодцы весьма возможны, — вообще, возможны всякие уклонения от шаровидной формы.
Если броситься в этот колодец, то через какие-нибудь 40 минут вы долетаете до противоположного выхода, где немного приостанавливаетесь и где можете схватиться за края его и вылезть к своим антиподам. Если же вы этого не желаете, то будете вечно [качаться] взад и вперед, как маятник. Во все это время вы не испытываете тяжести относительно находящихся с вами предметов; но не хватайтесь за стенки колодца, иначе трение скоро вас остановит. При малой тяжести таким способом легко остановиться на всяком расстоянии от центра планеты; тогда бы мы увидали, что в середине колодца тяжести нет, но она увеличивается пропорционально удалению от него — до самого выхода.
Замечательно, что с какой точки колодца вы ни начнете свое падение, возвращение на прежнее место совершается через один и тот же промежуток времени (для планеты плотности Земли — в 1 час 20 минут), так что и малые пространства, хотя бы в несколько линий, и большие — в несколько сотен верст — приходятся в одно время. Это, как маятник: уклоняете вы его сильно или мало, — для своего качания он приблизительно требует одного времени (изохронизм качаний).
Замечательно еще, что и в других гораздо больших и гораздо меньших планетах мы приблизительно в тот же промежуток времени совершали это диаметральное путешествие.
Теория указывает, что, будь все планеты одной формы и плотности, путь от одного их края до другого всегда требовал бы и одного времени. Если бы и через Землю был сквозной колодец, — мы вынырнули бы через него к антиподам по истечении 40 минут. Но через Солнце, благодаря его в 4 раза меньшей плотности, этот путь совершили бы в 1 час 20 минут, а через Луну — в 53 минуты.
Выходит, что и громадный диаметр Солнца (более 1 миллиона верст) и крохотный глиняный шарик в одно время пронзаются силой тяготения.
38. На трех первобытных астероидах.Случилось мне быть и на первобытной планете, нетронутой обитателями астероидного пояса на память о прошедшем, как мы храним местности, замечательные в геологическом отношении. Боже! Что это за неправильная масса! И издалека, и вблизи она напоминает какой-то осколок, а уж никак не нашу сравнительно полированную Землю. Тяжесть на нем, будучи по его малости очень мала, беспредельно разнообразна по направлению и напряжению.
Другой раз я был на первобытной вращающейся планете, но почти шаровидной формы. Вследствие вращения относительная тяжесть на поверхности планеты тоже сильно изменялась: у полюсов вращения она имела наибольшую величину и нормальное направление — к центру, но чем дальше от них, тем была слабее и тем более направление ее уклонялось к экватору, так что человек, идущий от полюсов, как бы спускался с горы все более и более крутой, хотя напряжение тяжести слабело и потому удержаться на возрастающей крутизне было нетрудно; на некотором расстоянии между полюсом и экватором направление тяжести совпадало с горизонтом, т. е. было параллельно поверхности планеты, и вам казалось, что вы спускаетесь с отвесной стены. Далее, почва уже представлялась наклонным потолком, который на экваторе превращался в обыкновенный горизонтальный земной потолок, и вам надо было хвататься за что придется, чтобы не слететь с планеты. Здесь приходилось стоять кверху ногами, как это делают мальчики и акробаты, с той, однако, разницей, что кровь к голове не приливает, лицо не краснеет и вас не притискивает к почве громадная земная тяжесть а, напротив, — стремится слегка оторвать от тех выступов, за которые вы придерживаетесь. Камней тут нет — все они улетели с планеты под влиянием центробежной силы и, носясь кругом планеты, лишь изредка к ней приближаются.
Однажды выступ, за который я ухватился, был сорван мной, и вот я вместе с ним плавно отделяюсь от планеты; тогда я изо всей силы оттолкнулся от захваченного мною обломка, который и стал быстро удаляться от меня и планеты, я же стал приближаться к ней; но так как в этот раз я попал на гладкую часть планеты и схватиться решительно было не за что, то мне и пришлось удаляться от планеты снова. Сначала я двигался нормально к ее поверхности и с возрастающей быстротой, затем вижу, что перестаю от нее отдаляться и даже начинаю к ней приближаться. Но я не ударился о нее, а только чуть коснулся, хотя и совсем в другом ее месте, и опять стал нормально удаляться. Впечатление было такое, как будто небо отразило меня невидимыми руками и опять поставило на планету, но и планета не приняла, а также отразила — без удара и таинственно. Итак, — вечное поднятие и опускание и все на разные места планеты. Это редкая случайность — если вы опуститесь на прежнее место.
Чем быстрее вертится планета, тем далее отходят от нее сорвавшиеся с экватора тела. Но и для полного удаления от планеты скорость вращения, для малых астероидов, требуется очень небольшая. При такой скорости предметы с них отбрасываются центробежной силой навсегда, и они делаются спутниками Солнца…
Еще была одна тоже почти шаровидная и вращающаяся планета, но с огромной, сравнительно, горой на экваторе. Всюду на планете перевес был на стороне тяжести, кроме горы этой, верхняя часть которой, от более быстрого движения, развивала центробежную силу, превышающую притяжение планеты. Поднимаясь от подошвы горы, мы замечаем ослабление тяжести до пункта, где она совсем исчезает. Выше этой критической точки она снова появлялась, но в обратном направлении, стремясь все сбросить с почвы, и человеку приходилось ходить на голове — вернее — на руках, цепляясь за что попало, чтобы не сорваться.