Работы по теории межпланетных путешествий

Современная теория движения ракет и реактивных приборов в значительной степени опирается на формулы и законы, данные Циолковским. Его исследования по теории реактивного движения написаны с широким размахом и необычайным взлетом фантазии. Научная разработка вопросов межпланетных путешествий была основным устремлением Циолковского во всех его работах по ракетной технике.

Желание дать людям надежное техническое решение, которое позволило бы овладеть всем околосолнечным пространством,— вот гуманная благородная цель научных изысканий Константина Эдуардовича по ракетной технике. Ни одного слова о военных применениях ракет. Все направлено на благо человечества, на пользу науки, на расширение знаний о законах природы.

«...В качестве исследователя атмосферы предлагаю реактивный прибор, т. е. род ракеты, но ракеты грандиозной и особенным образом устроенной. Мысль не новая, но вычисления, относящиеся к ней, дают столь замечательные результаты, что умолчать о них было бы недопустимо. Эта моя работа (Первая работа Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Собр. соч. К. Э. Циолковского, т. II, изд. АН СССР. 1954, стр. 69—99)  далеко не рассматривает всех сторон дела и совсем не решает его с практической стороны относительно осуществимости; но в далеком будущем уже виднеются сквозь туман перспективы, до такой степени обольстительные и важные, что о них едва ли теперь кто мечтает».

Вопрос о реальном осуществлении межпланетных путешествий интересовал Циолковского с самого начала его самостоятельных научных изысканий. Наивные юношеские мечты, систематический анализ процессов простейших механических явлений в пространстве без действия сил (в свободном пространстве — по терминологии Циолковского), затем тщательная математическая разработка идеи реактивного движения с подробным количественным анализом прямолинейных движений и, наконец, теория полета многоступенчатой ракеты, ракеты грандиозной и приспособленной для перемещения людей в космическом пространстве, — вот последовательные этапы творческих исканий Константина Эдуардовича, подготовившие научную почву для возникновения новой научной дисциплины — космонавтики, или теории межпланетных сообщений.

«Небесный корабль должен быть подобен ракете», — говорит Циолковский. В самом деле, «основа действия каждого экипажа и корабля одна и та же: они отталкивают какую-нибудь массу в одну сторону, а сами от этого двигаются в противоположную. Пароход отталкивает воду, дирижабль и аэроплан — воздух, человек и лошадь — земной шар. Ракета заключает в самой себе вещества для отбрасывания. Это — компоненты топлива: горючее плюс окислитель. Для создания движения ракете не нужна внешняя среда (внешняя опора). В пустоте увеличение скорости ракеты происходит быстрее, так как не нужно преодолевать силу сопротивления воздуха. Очевидно, прибор для движения в пустоте должен быть подобен ракете, т. е. содержать не только энергию, но и опорную массу в самом себе». Реактивная сила, развивающаяся при работе реактивного двигателя, может быть использована для любых перемещений в пространстве. Снаряд-ракета в состоянии «удаляться от Земли, блуждать между планетами, между звездами, посещать планеты, их спутники, кольца и другие небесные тела, возвращаться на Землю. Лишь бы было довольно содержащего энергию взрывчатого материала».

Движение ракеты в космическом пространстве определяется законами небесной механики. Ракета для космических путешествий — это новая планета, орбита которой определяется человеком. Так как плотные слои атмосфер у планет солнечной системы сосредоточены на малых (по сравнению с радиусом соответствующей планеты) высотах, то, при изучении движений ракет в пределах солнечной системы, при перелетах с одной планеты на другую, нужно в большинстве случаев принимать во внимание только силы тяготения. Для изучения движения искусственных спутников Земли и космических кораблей, предназначаемых для достижения (или облета) Луны, в ряде случаев нужно учитывать только поле сил тяготения, обусловленное массами Земли.

Рассмотрим более подробно движение ракеты в поле тяготения Земли. В теоретической механике доказывается, что при некоторых ограничениях движение ракеты в поле тяготения Земли будет подчиняться законам Кеплера, открытым по данным астрономических наблюдений, для описания движений планет солнечной системы. Эти законы утверждают следующее:
1-й закон. Орбиты планет представляют собой эллипсы, в одном из фокусов которых находится Солнце.
2-й закон. Радиус-вектор, соединяющий центр Солнца с центром планеты, описывает (ометает) в равные времена равные площади.
3-й закон. Квадраты времен обращения планет пропорциональны кубам больших полуосей их орбит.

При изучении движения ракеты в поле тяготения Земли центр Земли играет ту же роль, что и центр Солнца для движения планеты солнечной системы. Планеты солнечной системы — это спутники Солнца. Ракета, движущаяся в поле тяготения Земли во многих случаях, — это спутник Земли.

Исследования, проведенные в небесной механике, показали, что форма орбиты (форма траектории) спутника существенно зависит от величины и направления его начальной скорости, а также расстояния от притягивающего центра в момент, соответствующий получению этой начальной скорости. Для ракеты за начальную скорость нужно брать скорость в конце активного участка полета.

Пусть ракета имеет начальную скорость v0 направленную под углом α к местному горизонту. Тогда под действием силы притяжения к центру Земли она будет описывать траекторию, вид которой зависит от v0 и α. В общем случае можно лишь утверждать, что траектория ракеты будет или эллипс, или парабола, или гипербола. Причем оказывается, что если начальная скорость v0 будет меньше 11,2 км/сек, то траектория ракеты будет иметь форму эллипса (или круга); если начальная скорость v0=11,2 км/сек, то траектория ракеты будет параболой; если v0 будет больше 11,2 км/сек, то траектория будет гиперболой. Легко понять, зная геометрический вид параболы и гиперболы, что, начиная со второй космической скорости, ракета не будет возвращаться на Землю, удаляясь от нее в сферы тяготения других планет или Солнца, При эллиптических траекториях ракета или возвращается на Землю, или становится спутником Земли. Эллиптические траектории — замкнутые кривые; параболические и гиперболические траектории имеют, как говорят в математике, бесконечно удаленные точки и являются незамкнутыми.

Для семейства эллиптических траекторий можно сравнительно просто определить наивыгоднейший угол α и наименьшую v0, обеспечивающие заданную дальность полета на поверхности Земли. В таблице  приведем результаты таких вычислений и, кроме того, дадим время полета по траектории и максимальное удаление ракеты от поверхности Земли (цифры округлены).

Оптимальные эллиптические траектории в поле тяготения Земли

2015-06-15 21-19-05 Скриншот экрана

Дальность 10000 км соответствует четверти земного меридиана.

Особый интерес представляют круговые орбиты спутников Земли. Достаточно точное представление о круговых орбитах можно получить из следующих простых рассуждений.

Будем пренебрегать сопротивлением воздуха и считать Землю шаром, радиус которого 6400 км. Пусть ракета (или какой-либо другой летательный аппарат) движется по экватору так, что сила притяжения ее к центру Земли в точности равна центробежной силе. Можно показать, что центробежная сила будет равна  2015-06-15 21-21-08 Скриншот экрана , где m — масса ракеты, v—ее скорость, а R0  радиус Земли. Сила притяжения к центру Земли равна у поверхности Земли весу ракеты, т. е. mg0 , где g0 — ускорение силы тяжести.

Таким образом, для круговой орбиты с радиусом R0

2015-06-15 22-25-38 Скриншот экрана

откуда

2015-06-15 22-26-29 Скриншот экрана

(точное значение v = 7912 м/сек).

Зная эту скорость и длину окружности радиуса R0, можно найти время полного оборота спутника вокруг Земли. Это время будет равно 84 мин 26 сек.

Ускорение, обусловленное силой тяжести, убывает с высотой по закону:

2015-06-15 22-28-15 Скриншот экранагде Н— высота над поверхностью Земли.

Скорость спутника Земли на высоте Н можно также получить, приравнивая силу притяжения центробежной силе. Будем иметь:2015-06-15 22-33-13 Скриншот экрана

Следовательно,

2015-06-15 22-34-12 Скриншот экрана(1)

По этой формуле можно найти скорость спутника на любой высоте H над поверхностью Земли. Зная длину окружности радиуса R0+H, мы легко можем найти период обращения спутника вокруг Земли. Формула для периода Т будет:2015-06-15 22-35-51 Скриншот экрана (2)

Формулы (1) и (2) показывают, что с увеличением высоты H период обращения спутника увеличивается, а его орбитальная скорость уменьшается. Формула (2) дает математическое выражение третьего закона Кеплера для круговой орбиты.

В следующей таблице  даны значения скоростей спутников Земли, обращающихся на разных высотах по круговым орбитам, периоды их обращения и указана величина (в процентах) видимой со спутника части поверхности Земли. Первая строка этой таблицы имеет чисто теоретическое значение, так как у поверхности Земли пренебрегать силой сопротивления воздуха нельзя.

2015-06-15 22-38-33 Скриншот экрана

Исходя из формулы (2), можно найти высоту Н такого искусственного спутника Земли, у которого время обращения будет равно 24 часам.

Вычисления дают здесь H=35810 км.

Видимая поверхность Земли будет в этом случае достигать 42,6%.

Так как в современной астрономии хорошо известны радиусы планет нашей солнечной системы и значения ускорений на поверхности этих планет, то по приведенным выше формулам легко вычислить скорости спутников, периоды их обращения, а также соответствующие параболические скорости для любой планеты.

В следующей таблице  приведены значения скоростей спутников (при Н=0) и параболических скоростей для планет солнечной системы.

2015-06-15 22-41-29 Скриншот экрана
Как было указано, скорость спутника часто называют первой космической скоростью для данной планеты, а параболическую скорость называют второй космической скоростью.

Чем же располагает человечество для получения первой и второй космических скоростей? Ответ на этот вопрос дает формула Циолковского. Как мы указывали, из формулы Циолковского следуют два пути для получения больших скоростей полета ракеты:
1) увеличение относительной скорости отброса частиц;
2) увеличение отношения стартового веса ракету к весу ракеты без топлива,

Циолковский подверг тщательному анализу методы получения больших относительных скоростей отброса частиц. Если конструкция двигателя выбрана рационально, то величина скорости истечения определяется компонентами топлива. Константин Эдуардович много занимался исследованием топлив для реактивных двигателей. Он выявил основные требования к топливам, которыми до сих пор руководствуются и ученые, и инженеры. Вот итог его изысканий, сформулированный в последние годы жизни:
«Элементы взрывчатых веществ для реактивного движения должны обладать следующими свойствами:
1. На единицу своей массы при горении они должны выделять максимальную работу.
2. Должны при соединении давать газы или летучие жидкости, обращающиеся от нагревания в пары.
3. Должны при горении развивать возможно низкую температуру, чтобы не сжечь или не расплавить камеру сгорания.
4. Должны занимать небольшой объем, т. е. иметь возможно большую плотность.
5. Должны быть жидкими и легко смешиваться. Употребление же порошков сложно.
6. Они могут быть и газообразны, но иметь высокую критическую температуру и низкое критическое давление, чтобы удобно было их употребить в сжиженном виде».

Циолковский рассмотрел большое число различных окислителей и горючих и отобрал для практического применения лучшие из них. В частности, он рекомендовал для реактивных двигателей следующие топливные пары:
жидкий водород и жидкий кислород;
керосин и жидкий кислород;
спирт и жидкий кислород;
Метан и жидкий кислород.

В последних работах Циолковский указывал на возможность еще большего увеличения скоростей истечения, если в качестве окислителя применять озон. Рекомендованные Циолковским компоненты топлива: спирт и жидкий кислород — были широко использованы немцами при создании реактивного двигателя ракеты «ФАУ-2».

Циолковский первый научно обосновал возможность получения космических скоростей полета при помощи многоступенчатых ракет и строго математически доказал реальность межпланетных путешествий.

Вот некоторые из мыслей Константина Эдуардовича о ракетных полетах: «Сначала можно летать на ракете вокруг Земли, затем можно описать тот или иной путь относительно Солнца, достигнуть желаемой планеты, приблизиться или удалиться от Солнца, упасть на него или уйти совсем, сделавшись кометой, блуждающей многие тысячи лет во мраке среди звезд, до приближения к одной из них, которая сделается для путешественников или их потомков новым Солнцем. Человечество образует ряд межпланетных баз вокруг Солнца, использовав в качестве материала для них блуждающие в пространстве астероиды (маленькие планеты, которые в большом числе имеются в нашей солнечной системе). Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле».

Вот план завоевания мировых пространств, который наметил и страстно пропагандировал К. Э. Циолковский:

«Обыкновенно идут от известного к неизвестному: от швейной иголки к швейной машине, от ножа к мясорубке, от молотильных цепов к молотилке, от коляски к автомобилю, от лодки к кораблю. Так и мы думаем перейти от'аэроплана к реактивному прибору — для завоевания солнечной системы. Мы уже говорили, что ракета, летя сначала неизбежно в воздухе, должна иметь некоторые черты аэроплана. Но мы уже доказывали, что в нем непригодны колеса, воздушные винты, мотор, проницаемость помещения для газов, обременительны крылья. Все это мешает ему получить скорость, большую 200 м/сек, или 720 км/час. Самолет не будет пригоден для целей воздушного транспорта, но постепенно станет пригоден для космических путешествий. Разве и сейчас аэроплан, летя на высоте 12 км, не одолевает уже 70— 80% всей атмосферы и не приближается к сфере чистого эфира, окружающего Землю? Поможем же ему достигнуть большего. Вот грубые ступени развития и преобразования аэропланного дела для достижения высших целей.

1. Устраивается ракетный самолет с крыльями и обыкновенными органами управления. Но бензиновый мотор заменен взрывной трубкой (т. е. реактивным двигателем), куда слабосильным двигателем накачиваются взрывные вещества. Воздушного винта нет. Есть запас взрывных материалов и остается помещение для пилота, закрытое чем-нибудь прозрачным для защиты от встречного ветра, так как скорость такого аппарата больше аэропланной. Этот прибор от реактивного действия взрывания покатится на полозьях по смазанным рельсам (ввиду небольшой скорости могут остаться колеса). Затем поднимается на воздух, достигает максимума скорости, потеряет весь запас взрывчатых веществ и, облегченный, начинает планировать как обыкновенный или безмоторный аэроплан, чтобы безопасно спуститься на сушу. Количество взрывчатых веществ и силу взрывания надо понемногу увеличивать, также максимальную скорость, дальность, а главное — высоту полета. Ввиду проницаемости для воздуха человеческого помещения в самолете высота, конечно, не может быть больше известной рекордной высоты. Достаточно и 5 км. Цель этих опытов — умение управлять аэропланом (при значительной скорости движения взрывной трубы) и планирования.

2. Крылья последующих самолетов надо понемногу уменьшать, силу мотора и скорость увеличивать. Придется прибегнуть к получению предварительной, до взрывания, скорости с помощью описанных ранее средств.

3. Корпус дальнейших аэропланов следует делать непроницаемым для газов и наполненным кислородом, с приборами, поглощающими углекислый газ, аммиак и другие продукты выделения человека. Цель — достигать любого разрежения воздуха. Высота может много превосходить 12 км. В силу большой скорости при спуске для безопасности посадку можно делать на воду. Непроницаемость корпуса не даст ракете потонуть.

4. Принимаются описанные мной рули, действующие отлично в пустоте и в очень разреженном воздухе, куда залетает снаряд. Пускается в ход бескрыльный аэроплан, сдвоенный или строенный, надутый кислородом, герметически закрытый, хорошо планирующий. Он требует для поднятия на воздух большой предварительной скорости и, стало быть, усовершенствования приспособлений для разбега. Прибавочная скорость дает ему возможность подниматься все выше и выше. Центробежная сила может уже проявить свое действие и уменьшить работу движения.

5. Скорость достигает 8 км/сек, центробежная сила вполне уничтожает тяжесть, и ракета впервые заходит за пределы атмосферы. Полетав там, насколько хватит кислорода и пищи, она спирально возвращается на Землю, тормозя себя воздухом и планируя без взрыва.

6. После этого можно употребить корпус простой, несдвоенный. Полеты за атмосферу повторяются. Реактивные приборы все более и более удаляются от воздушной оболочки Земли и пребывают в эфире все дольше и дольше. Все же они возвращаются, так как имеют ограниченный запас пищи и кислорода.

7. Делаются попытки избавиться от углекислого газа и других человеческих выделений с помощью подобранных мелкорослых растений, дающих в то же время питательные вещества. Над этим много работают и медленно, но все же достигают успеха.

8. Устраиваются эфирные скафандры (одежда) для безопасного выхода из ракеты в эфир.

9. Для получения кислорода, пищи и очищения ракетного воздуха придумывают особые помещения для растений. Все это в сложенном виде уносится ракетами в эфир и там раскладывается и соединяется. Человек достигает большой независимости от Земли, так как добывает средства жизни самостоятельно.

10. Вокруг Земли устраиваются обширные поселения.

11. Используют солнечную энергию не только для питания и удобства жизни (комфорта), но и для перемещения по всей солнечной системе.

12. Основывают колонии в поясе астероидов и других местах солнечной системы, где только находят небольшие небесные тела.

13. Развивается промышленность и увеличивается число колоний.

14. Достигается индивидуальное (личности отдельного человека) и общественное (социалистическое) совершенство.

15. Население солнечной системы делается в сто тысяч миллионов раз больше теперешнего земного. Достигается предел, после которого неизбежно расселение по всему Млечному Пути.

16. Начинается угасание Солнца. Оставшееся население солнечной системы удаляется от нее к другим солнцам, к ранее улетевшим братьям».

Как легко видеть из огромного идейного богатства работ Циолковского, ему принадлежит бесспорный приоритет в основании новых наук: ракетодинамики и космонавтики. Начиная с 1903 года в печати появляются статьи и книги Циолковского по ракетодинамике и космонавтике.

Изучая эти исследования и сравнивая их с более поздними заграничными работами, можно легко убедиться, что именно в России были созданы теоретические основы расчета движений всех реактивных аппаратов и что Циолковский, зачинатель этих новых научных дисциплин, дал ракетодинамике и космонавтике тот необычайный размах и глубину заключений, которые характерны для больших произведений человеческого ума.

Во всех статьях Циолковского по ракетной технике видна самостоятельная, оригинальная исследовательская работа; статьи написаны доступным языком, и математические расчеты служат только для логических выводов и заключений, нигде не затемняя технических идей, сформулированных ясно и четко. Как во всяком бессмертном творении, для которого проверка временем только выявляет величие и прогрессивность идей, в работах Циолковского всякий внимательный читатель увидит еще ту замечательную простоту суждений и высокую мудрость проникновения в закономерности природы, которые свойственны классическим сочинениям.

И тем не менее работы Циолковского, написанные до Великой Октябрьской социалистической революции, постигла судьба многих открытий и изобретений, сделанных в царской России. Разные авторы разных стран частями и целиком начали присваивать идеи Циолковского. В 1913 году во Франции появилась работа инженера Эсно-Пельтри «Соображения о результатах безграничного уменьшения веса моторов», в которой излагались некоторые формулы ракетодинамики, полученные ранее Циолковским. Но фамилия Циолковского в этой статье даже не упоминалась, хотя Эсно-Пельтри при посещении им в 1913 году Петербурга указывались работы Константина Эдуардовича.

В 1919 году профессор Годдар в Америке написал и опубликовал работу по теории прямолинейных движений ракет, где снова была приведена формула Циолковского и поставлена задача об отыскании оптимального режима вертикального подъема ракеты. Годдар ни одной строчки не посвятил результатам Циолковского, хотя к тому времени вышло в свет три работы Константина Эдуардовича, опубликованные в России.

В 1923 году Оберт в Германии широко популяризовал идею космической ракеты и в своей книге «Ракета в космическое пространство» также не счел нужным привести вычисления и проекты Циолковского, хотя они во многих случаях очень близки к тому, что опубликовал Оберт. Только благодаря широкой кампании в советской прессе и заявлениям ряда видных советских ученых Оберт в частных письмах к Циолковскому вынужден был признать его приоритет в разработке ракет для космических полетов. Вот выдержки из этих писем: «...я только сожалею, что не раньше 1925 года услышал о Вас. Я был бы, наверное, в моих собственных работах сегодня гораздо дальше и обошелся бы без тех многих напрасных трудов, зная Ваши превосходные работы». «...Надеюсь, что Вы дождетесь исполнения Ваших высоких целей. Вы зажгли огонь, и мы не дадим ему погаснуть, но приложим все усилия, чтобы исполнилась величайшая мечта человечества... Мою новую книгу посылаю Вам и буду очень рад, если взамен получу Ваши последние труды».

Характерно отметить, что в третьем издании книги Оберта «Ракета в космическое пространство» (1929) ссылок на работы Циолковского снова нет и его фамилия лишь упомянута в подстрочном примечании.

В ряде своих статей Циолковский дает красочные картины полета космической ракеты и тех явлений, которые будут наблюдать пассажиры межпланетного корабля. Он пишет:

«...Мы, отправившись в путь, будем испытывать весьма странные, совсем чудесные неожиданные ощущения, с описания которых и начнем.

Подан знак; началось взрывание, сопровождаемое оглушительным шумом. Ракета дрогнула и двинулась в путь. Мы чувствуем, что страшно отяжелели. Четыре пуда моего веса превратились в 40 пудов. Я повалился на пол, расшибся вдребезги, может быть, даже умер; тут уже не до наблюдений! Есть средства перенести такую ужасную тяжесть, но, так сказать, в упакованном виде или же в жидкости (об этом после).

Погруженные в жидкость, мы также едва ли будем склонны к наблюдениям. Как бы то ни было, тяжесть в ракете по-видимому, увеличилась в 10 раз. Об этом нам бы возвестили пружинные весы или динамометр (фунт золота, подвешенный на их крюк, превратился в 10 фунтов), ускоренные качания маятника (в 3 слишком раза более частые), более быстрое падение тел, уменьшение величины капель (диаметр их уменьшается в 10 раз), утяжеление всех вещей и много других явлений».

Явления усиленной тяжести (увеличение перегрузки) будут наблюдаться только на активном участке траектории. Когда ракета достигнет второй космической скорости (11,2 км/сек), работу двигателя можно прекратить и продолжать дальнейшее движение за счет приобретенной скорости. На больших высотах (больше 100 км) на ракету и ее спутники будет действовать только сила тяжести.

«Испытываемая нами адская тяжесть будет продолжаться, пока не окончится взрывание и его шум. Затем, когда наступит мертвая тишина, тяжесть также моментально исчезнет, как и появилась. Теперь мы поднялись за пределы атмосферы на высоту 575 км. Тяжесть не только ослабла, она испарилась без следов: мы не испытываем даже земного тяготения, к которому привыкли как к воздуху, но которое для нас совсем не так необходимо, как последний. 575 км — это очень мало, это почти у поверхности Земли, и тяжесть должна бы уменьшиться весьма незначительно. Оно так и есть. Но мы имеем дело с относительными явлениями, и для них тяжести не существует.

Сила земного тяготения действует одинаково на ракету и находящиеся в ней тела. Поэтому нет разницы в движении ракеты и помещенных в ней тел. Их уносит один и тот же поток, одна и та же сила, и для ракеты как бы нет тяжести.

В этом мы убеждаемся по многим признакам. Все не прикрепленные к ракете предметы сошли со своих мест и висят в воздухе, ни к чему не прикасаясь; а если они и касаются, та не производят давления друг на друга или на опору. Сами мы также не касаемся пола и принимаем любое положение и направление: стоим на полу, и на потолке, и на стене; стоим перпендикулярно и наклонно; плаваем в середине ракеты, как рыбы, но без усилий и ни к чему не касаясь; ни один предмет не давит на другой, если их не прижимать друг к другу.

Вода не льется из графина, маятник не качается и висит боком. Громадная масса, привешенная на крючок пружинных весов, не производит натяжения пружины, и они всегда показывают нуль. Рычажные весы тоже оказываются бесполезны; коромысло их принимает всякое положение безразлично и независимо от равенства или неравенства грузов на чашках. Золото нельзя продавать на вес. Нельзя обычными, земными способами определить массу.

Масло, вытряхнутое из бутылки с некоторым трудом (так как мешало давление и упругость воздуха, которым мы дышим в ракете), принимает форму колеблющегося шара; через несколько минут колебание прекращается, и мы имеем превосходной точности жидкий шар; разбиваем его на части — получаем группу из меньших шаров разной величины. Все это ползет в разные стороны, расползается по стенам и смачивает их.

Ртутный барометр поднялся доверху, и ртуть наполнила всю трубку.

Двухколенный сифон не переливает воду.

Выпущенный осторожно из рук предмет не падает, а толкнутый— двигается прямолинейно и равномерно, пока не ударится о стенку или не натолкнется на какую-нибудь вещь, чтобы снова прийти в движение, хотя и с меньшей скоростью. Вообще он в то же время вращается, как детский волчок. Даже трудно толкнуть тело, не сообщив ему вращения.

Нам хорошо, легко, как на нежнейшей перине, но кровь немного приливает в голову; для полнокровных вредно.

Мы способны к наблюдению и размышлению. Несмотря на то что могучая рука Земли со страшной силой непрерывно тормозит подъем снаряда, т. е. сила земного тяготения не прекращается ни на один момент, в ракете мы ощущаем то же, что и на планете, сила тяжести которой исчезла каким-нибудь чудом или парализована центробежной силой.

Все так тихо, хорошо, спокойно. Открываем наружные ставни всех окон и смотрим через толстые стекла во все шесть сторон. Мы видим два неба, два полушара, составляющих вместе одну сферу, в центре которой мы как будто находимся. Мы как бы внутри мячика, состоящего из двух разноцветных половин. Одна половина (черная) — со звездами и Солнцем, другая (желтоватая) — со множеством ярких и темных пятен и с обширными, не столь яркими пространствами; это — Земля, с которой мы только что простились. Она кажется нам не выпуклой в форме шара, а, напротив, по законам перспективы, вогнутой, как круглая чаша, во внутренность которой мы смотрим.

В марте месяце мы полетели с экватора в полуденное время, и Земля поэтому занимает почти полнеба. Полетев вечером или утром, мы увидели бы, что она покрывает четверть неба в виде гигантского изогнутого серпа; в полночь мы увидели бы только зону или кольцо, сияющее пурпуровым цветом — цветом зари — и разделяющее небо пополам: одна половина без звезд, почти черная, чуть красноватая; другая — черная, как сажа, усеянная бесчисленным множеством весьма сравнительно ярких, но не мерцающих звезд.

По мере удаления от поверхности Земли и поднятия в высоту зона становится все меньше и меньше, но зато все ярче и ярче. Земной шар в этом ли виде, или в виде серпа или чаши, как будто уменьшается, между тем как мы обозреваем (абсолютно) все большую и большую часть его поверхности. Вот он нам представляется в виде огромного блюда, которое, постепенно уменьшаясь, превращается в блюдечко.

...Верха и низа в ракете собственно нет, потому что нет относительной тяжести, и оставленное без опоры тело ни к какой стенке ракеты не стремится, но субъективные ощущения верха и низа все-таки остаются. Мы чувствуем верх и низ, только места их меняются с переменой направления нашего тела в пространстве. В стороне, где наша голова, мы видим верх, а где ноги — низ. Так, если мы обращаемся головой к нашей планете, она нам представляется в высоте; обращаясь к ней ногами, мы погружаем ее в бездну, потому что она кажется нам внизу. Картина грандиозная и на первый раз страшная; потом привыкаешь и на самом деле теряешь понятие о верхе и низе».

Какая же выгода человечеству от овладения безднами космического пространства?

Циолковский считает, что главное — это солнечная энергия. Земля, по его подсчетам, получает только одну двухмиллиардную часть этой энергии. Это очень мало.

«План дальнейшей эксплуатации солнечной энергии, вероятно, будет следующий.

Человечество пускает свои снаряды на один из астероидов и делает его базой для первоначальных своих работ. Оно пользуется материалом маленького планетоида и разлагает или разбирает его до центра для создания своих сооружений, составляющих первое кольцо кругом Солнца. Это кольцо, переполненное жизнью разумных существ, состоит из подвижных частей и подобно кольцу Сатурна.

Разложив и использовав также и другие крохотные астероиды, разумное начало образует для своих целей в очищенном, т. е. свободном от астероидов, пространстве еще ряд колец где-нибудь между орбитами Марса и Юпитера».

Межпланетные путешествия безгранично увеличат возможности научных изысканий. Величайшая лаборатория природы сделается более доступной, а расшифровка происходящих в ней явлений более простой и достоверной.

А скептикам Циолковский говорит:

«...Было время, и очень недавнее, когда идея о возможности узнать состав небесных тел считалась даже и у знаменитых ученых и мыслителей безрассудной. Теперь это время прошло. Мысль о возможности более близкого, непосредственного изучения вселенной, я думаю, в настоящее время покажется еще более дикой. Стать ногой на почву астероидов, поднять рукой камень с Луны, устроить движущиеся станции в эфирном пространстве, образовать живые кольца вокруг Земли, Луны, Солнца, наблюдать Марс на расстоянии нескольких десятков верст, спуститься на его спутники или даже на самую его поверхность, что, по-видимому, может быть сумасброднее! Однако только с момента применения реактивных приборов начнется новая великая эра в астрономии: эпоха более пристального изучения неба. Устрашающая нас громадная сила тяготения не пугает ли нас более чем следует!

Пушечное ядро, вылетающее со скоростью 2 км/сек, не кажется нам изумительным. Почему же снаряд, летящий со скоростью 16 км/сек и удаляющийся навеки от солнечной системы в бездны вселенной, одолевающий силу тяготения Земли, Солнца и всей его системы, должен повергать нас в ужас. Разве такая пропасть между числами 2 и 16! Всего только одно больше другого в 8 раз.

Если возможна единица скорости, то почему невозможна скорость в 8 таких единиц. Не все ли прогрессирует, движется вперед и притом с поражающей наш ум быстротой.

Давно ли десятиверстная скорость передвижения по земле казалась нашим бабушкам невероятной, головоломной, а теперь автомобили делают 100—200 верст в час, т. е. движутся в 20 раз быстрее, чем ездили при Ньютоне. Давно ли казалось странным пользоваться иной силой, кроме мускулов, ветра и воды! Говоря на эту тему, можно никогда не кончить».

Советские ученые, инженеры и рабочие пуском 4 октября 1957 года первого искусственного спутника Земли начали эпоху прямых экспериментальных исследований небесных тел и космического пространства.

Дальнейшая научная разработка грандиозных замыслов Циолковского, исследование различных аспектов проблемы межпланетных путешествий — благодарная задача науки.