Czytaj książkę: «Занимательный космос»

Name: Занимательный космос
Author: Яков Перельман
ISBN: 978-5-04-229979-7

Czcionka:

Далекие миры

I. Далекие солнца и далекие миры

В необъятном море ярких точек, усеивающих звездное небо, есть светила, которые в миллионы раз ближе к нам и имеют совершенно иную природу, нежели все остальные звезды. Для беглого взгляда они теряются среди тысяч других; лишь иногда яркость некоторых из них и спокойный, почти не мерцающий свет привлекает наше внимание. И если, заметивши такие звезды, мы станем следить за ними изо дня в день, запоминая положение среди соседних, то вскоре обнаружим у них существенную особенность. В то время как все звезды от восхода до захода плывут по небу в стройном единении друг с другом, не изменяя очертаний своих причудливых фигур (созвездий), – эти немногие светила постоянно нарушают согласное шествие небесного воинства: порою они движутся медленнее остальных, словно отставая от общего течения, порою, напротив, забегают вперед, постепенно меняя свое положение среди неизменных узоров звездного неба.

Загадочная особенность этих звезд замечена была уже в глубокой древности. Человечество давно выделило их из тысяч других, присвоив им общее наименование «планет», т. е. (по-гречески) «странствующих» или «блуждающих» светил. Каждая планета получила имя одного из древних божеств; мифологические названия – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн – еще и теперь сохранились за планетами на языках всех образованных народов.

Но истинную природу «странствующих звезд» человечество постигло сравнительно лишь недавно. Всего три столетия прошло¹ с тех пор, как бессмертный Галилей, первый человек, направивший на небо зрительную трубу, мог воочию убедиться, что планеты – не самосветящиеся тела, а огромные темные шары, небесные сестры нашей Земли, лишь озаренные Солнцем. Они – такие же миры, как и обитаемый нами земной шар, только рассматриваемые с огромного расстояния. В столь страшном отдалении наша холодная Земля, залитая лучами Солнца, казалась бы тоже светящейся точкой. Эти далекие миры составляют вместе одну систему, одну широко раскинувшуюся планетную семью, в которой Солнце занимает срединное и первенствующее положение. А далеко за последней планетой нашей системы, в бездонных глубинах небесного пространства, горят и светят другие раскаленные солнца – звезды. Вокруг них, быть может, тоже кружат согреваемые ими планеты, – но мы ничего об этом не знаем. Могущественные телескопы, в тысячи раз усиливающие зоркость естественного зрения, не в состоянии показать нам тех звездных планет. Не будем удивляться этому: ведь расстояние звезд так непостижимо велико, что видимость их самих уже является почти чудом: ближайшая звезда – ближайшая! – в 300 000 раз далее от нас, чем Солнце…

Мы можем изучать пока лишь те далекие миры планет, которые кружатся вокруг нашего собственного Солнца. Об этих небесных сестрах нашей Земли и будет идти речь в этой книжке.

Древние, не знавшие телескопа, насчитывали всего пять планет², так как невооруженным глазом нельзя было заметить больше. Телескоп значительно обогатил нашу планетную систему: теперь нам известны 7 крупных, главных планет с их лунами-спутниками и целые сотни мелких. Все члены этой многочисленной небесной семьи, подчиняясь могучему притяжению огромного Солнца, безостановочно движутся вокруг него по замкнутым путям, которые астрономы называют орбитами.

II. План и масштаб солнечной системы

В пустом пространстве Вселенной планетные пути не отмечены, конечно, никакими вещественными знаками; но силы, которые управляют движением небесных тел, действуют с таким постоянством и с такою правильностью, что орбита каждой планеты неизменно сохраняет свою форму и свое положение, словно бы миры скользили по невидимым небесным рельсам. При том пути всех главнейших планет расположены почти в одной плоскости, и потому возможно изобразить на чертеже наглядный план нашей планетной системы.

План нашей планетной системы.

Величины самих планет на этом чертеже показаны ради наглядности несоразмерно крупнее по сравнению с величиною их орбит. Если бы купол Исаакиевскаго собора в Петрограде изображал Солнце, то наш земной шар должен был бы иметь соответственно 4 вершка в поперечнике и обращался бы на расстоянии около 3 верст; а путь Нептуна лежал бы в 80 верстах от Петрограда

На рисунке выше начерчены постоянные пути главнейших планет Солнечной системы. На этом плане самая маленькая орбита есть путь Меркурия – планеты, ближайшей к Солнцу. Одна за другой эту орбиту охватывают орбиты следующих планет, и нетрудно заметить, что промежутки между ними все возрастают по мере того, как мы переходим к отдаленным планетам. Второй круг, считая от центра, изображает орбиту Венеры, третий – нашей Земли, четвертый – Марса. Затем следует круговая полоса тесно сближенных орбит множества мелких планет, «планетоидов» или «астероидов» (полоса эта отмечена пунктиром). Ее охватывают орбиты Юпитера, затем – Сатурна, Урана и, наконец, Нептуна.

Ради простоты мы изобразили все орбиты в форме кругов. Но в действительности планетные орбиты немного сжаты, овальны, и Солнце находится не в срединной точке каждого овала, а несколько сбоку от центра. Отсюда происходит, между прочим, то, что, обращаясь вокруг Солнца, каждая планета не отстоит от него все время на одинаковом расстоянии, а то приближается к нему, то удаляется, в зависимости от того, насколько вытянута ее овальная орбита.

Нетрудно было изобразить в уменьшении план Солнечной системы; но как составить себе правильное представление о ее истинных размерах? Легко сказать, что расстояние Земли от Солнца равно 150 000 000 километров, – но эти цифры мало помогают уяснению действительного масштаба солнечного царства. Попробуем осветить это огромное число наглядными сопоставлениями. Земной шар имеет в поперечнике 13 тысяч километров, и хотя гигантские размеры его уже превосходят силу нашего воображения, самые длинные земные расстояния в сотни тысяч раз меньше, чем взаимные расстояния планет и Солнца. На прямой линии от Земли до Солнца можно бы выстроить бок о бок цепь из 11½ тысяч таких шаров, как земной. Если бы на этих исполинских устоях был проложен рельсовый путь, то знаете ли, во сколько времени мы доехали бы до Солнца, безостановочно мчась в курьерском поезде? Да мы бы и вовсе не доехали до него, не дожили бы до конца путешествия, ибо оно длилось бы не менее 200 лет! Только внуки наших внуков, родившиеся в поезде во время пути и никогда не видевшие Земли, добрались бы до конечной станции этой небесной дороги.

Теперь, когда 150 000 000 километров, измеряющие радиус земной орбиты, уже кое-что говорят воображению, – поступим так, как поступают астрономы: примем средний радиус земной орбиты за основную единицу и перемерим этим исполинским небесным аршином все остальные небесные расстояния. Тогда уже не придется выписывать длинных рядов цифр. Расстояние Меркурия и Венеры от Солнца выразится приблизительно ½ и ¾ нашей новой единицы длины; Марс окажется на расстоянии 1½ единиц от Солнца, Юпитер – на расстоянии 5, Сатурн – 10, Уран – 20; наконец, Нептун, кружащийся на самой окраине всей нашей планетной системы, закинут от Солнца в 30 раз дальше Земли. Числа эти, конечно, закруглены, чтобы легче было удержать в памяти соотношение частей солнечного царства.

Солнце и ближайшие к нему планеты. – Их сравнительная величина. У левого края – часть огромного солнечного диска. Близ него вверху – Меркурий. Внизу – Венера. Правее их – наша Земля с Луной. В углу направо – Марс. Из четырех ближайших к Солнцу планет наша Земля – самая крупная; Венера – немного меньше ее; Марс – в 7 раз меньше Земли по объему, Меркурий – в 20 раз

Попытаемся теперь мысленно создать крошечное подобие нашей планетной системы. Пусть обыкновенная горошина изображает в уменьшении земной шар. Как далеко от нее надо поместить Солнце? 11½ тысяч горошин, нанизанных вплотную на тонкую прямую проволоку, составят 120 метров: на этом расстоянии, значит, и надо поместить шар (полметра в поперечнике), изображающий Солнце. В 600 метрах от этого «солнца» следует поместить самую большую планету – Юпитер: в соответствии с горошиной-Землей ей надо будет придать размеры апельсина. А Нептун (величиной с вишню) придется отодвинуть уже на 3½ километра! Следовательно, обитаемый нами мир по сравнению с пространством всей Солнечной системы так же ничтожен, как ничтожна горошина на круглой равнине площадью более 30 квадратных километров…

Заодно постараемся также уяснить, как страшно уединено в пространстве наше Солнце с его планетами от остальных далеких Солнц Вселенной. На нашем примере, где Земля – горошина, а поперечник всей планетной системы равен 7 километрам, ближайшая звезда оказалась бы на расстоянии 30 000 километров: для нее не нашлось бы места в пределах одного полушария Земли. Значит, межзвездные пустыни, отделяющие во Вселенной одну солнечную систему от другой, во столько же раз превосходят самые далекие земные расстояния, во сколько раз поперечник Земли больше ширины горошины!

Людям, привыкшим думать, что для измерения какого-либо пространства непременно надо пройти по нему с аршином в руках, все приведенные выше цифры, естественно, должны казаться гадательными. Но геометрия освобождает нас от кропотливой и далеко не точной работы непосредственного измерения. Чтобы определить расстояние от Петербурга до Москвы, землемеры вовсе не шли по нему с мерною цепью – нет, они прибегли к другим, более быстрым и более совершенным приемам измерения. Сходные приемы, только гораздо более сложные, употребляют и астрономы для небесных измерений. Однако мы не станем описывать здесь, как именно астрономы измеряют бездны мирового пространства и с величайшей точностью определяют небесные расстояния с помощью вычислений.

В последний раз расстояние между Землей и Солнцем было вновь перемерено в 1900–1901 гг. посредством наблюдений маленькой планетки Эрос, весьма близко подошедшей тогда к Земле. Астрономы всех стран на 180 обсерваториях земного шара с величайшей тщательностью измерили тогда положение этой планетки, игравшей роль своего рода небесной вехи на звездном небе. Обработка полученных данных привела к результату (149 481 000 километров), в котором ошибка не может превышать 170 000 км., т. е. 1/1600 доли. Это все равно, что отмерить аршин сукна с точностью до сотой доли вершка. Какой портной мог бы поручиться за подобную точность измерения?

Миры не только измерены – они также и взвешены. Здесь слишком долго пришлось бы объяснять, каким именно способом планетные миры были взвешены на невидимых весах небесной механики, – но мы смело можем положиться на безукоризненную точность этого взвешивания.

Итак, мы познакомились с общим планом Солнечной системы. Отправимся же теперь мысленно в необъятное небесное пространство и посетим один за другим далекие миры нашей планетной семьи.

III. Венера – мир тропического зноя

Направившись от Земли к Солнцу, мы прежде всего (см. план) пересекли бы орбиту Венеры, лежащую в 40 миллионах километров от пути земного шара. Из всех планетных сестер нашей Земли Венера подходит к нам на самое близкое расстояние (если не считать двух маленьких планетоидов, о которых речь будет впереди). Правда, это «самое близкое» расстояние почти в сто раз больше расстояния Луны от нас, но в глазах астрономов 40 миллионов километров – еще довольно тесное соседство. Само собою разумеется, что Венера не всегда находится в таком близком с нами соседстве: ее расстояние от Земли меняется в зависимости от положения обеих планет на их орбитах. Когда Земля и Венера расположены по разные стороны от Солнца, взаимное расстояние их значительно больше, чем когда они сходятся по одну сторону от центрального светила. Вот почему расстояние между Землей и ее небесной соседкой колеблется от 41 до 260 миллионов километров. А соответственно удалению меняются, конечно, яркость и видимые размеры планеты.

В пору наибольшей яркости Венера сияет на небе очень крупной зведой, которая льет на Землю приятный, спокойный свет и придает неизъяснимую прелесть вечернему ландшафту. «Стало темнеть. Ясная серебряная Венера низко на западе уже сияла из-за березки своим нежным блеском» – читаем мы у Толстого в описании весеннего вечера («Анна Каренина»). Вероятно, и вы не раз любовались по вечерам этой планетой, когда она горит в западной части неба; быть может, вам случалось видеть ее и утром – на восточном небосклоне. Это едва ли не единственная планета, знакомая простолюдинам, которые в северной и средней России зовут ее Утрицей, Зорянкой, Зорницей, а на Украине – Вечерницей. Необычайная яркость Венеры, видимой порою даже днем, не раз порождала курьезные недоразумения; планету принимали за воздушный шар! Таинственные «неприятельские» воздушные шары и аэропланы усматривавшиеся по вечерам невысоко над горизонтом, оказывались во многих случаях не чем иным, как нашей яркой небесной соседкой…

Главные фазы Венеры.

Они видны только в трубу, хотя бы и слабую. Различие в размерах фаз объясняется тем, что Венера удалена от нас неодинаково при различном положении относительно Солнца: в фазе полного диска эта планета на 200 миллионов верст дальше от нас, нежели в фазе узкого серпа

Если в вашем распоряжении имеется хотя бы самая скромная зрительная труба, то, направивши ее на Венеру в пору наибольшего блеска, вы будете поражены странной неожиданностью: планета имеет форму не кружка, а серпа, как у молодого месяца! Глядя на этот светлый серп, мы воочию убеждаемся, что перед нами – небесное тело совсем иной природы, нежели далекие раскаленные солнца-звезды, испускающие свой собственный свет. Как и всякая планета, Венера – шар, сам по себе темный, освещаемый Солнцем лишь на одной половине; и когда эта освещенная половина обращается к нам боком, мы видим только более или менее узкий серп, – остальная, темная часть диска остается для нас невидимой. Вот почему, кружась между Землей и Солнцем, Венера показывает нам те же фазы, что и Луна. Разница лишь в том, что Луна отдалена от нас во всех фазах одинаково; Венера же бывает то ближе, то дальше от нас, и оттого фазы ее резко различаются по величине: узкий серп очень велик по сравнению с первой четвертью, которая в свою очередь заметно больше полного диска (см. рис.).

Простым глазом мы не замечаем этих поразительных изменений в фигуре Венеры, и до изобретения зрительных труб никто даже не подозревал, что яркая царица звездного неба сияет в форме серпа. Впрочем, бывают люди настолько зоркие, что различают фазы Венеры невооруженным глазом. Таким зрением, говорят, обладала мать знаменитого математика Гаусса. Однажды, когда Гаусс показал ей Венеру в телескоп, старушка с изумлением заявила сыну, что в трубе серп Венеры обращен в противоположную сторону, чем при рассматривании простым глазом. Конечно, она не знала, что астрономические трубы дают перевернутые изображения.

Точные измерения Венеры открыли нам удивительный факт: она не только сестра нашей Земли, но, так сказать, ее небесный близнец, потому что обе планеты почти одинаковой величины. Во всей Вселенной не найдется, вероятно, другого мира, который по своим размерам так походил бы на наш собственный. Поперечник Венеры меньше поперечника земного шара всего на несколько сот километров, – разница, конечно, ничтожная по сравнению с диаметром Земли (12 700 км). В этих соседних мирах почти одинаково и напряжение тяжести: земная гиря, перенесенная на Венеру, весила бы лишь на ¹⁄₁₀ долю меньше.

Но сходна ли Венера с Землей и во всем прочем? Существуют ли в этом далеком мире материки и океаны, горы и долины, воздух и вода? Так же ли сменяются там времена года, чередуются дни и ночи? Есть ли там, наконец, животная и растительная жизнь, или же это – огромная безжизненная глыба мертвой материи?

С такими вопросами приступает астроном к исследованию всякой планеты, но далеко не на все вопросы удается ему получить ответ из бездн мирового пространства. О Венере мы с достоверностью знаем лишь одно: в этом мире есть атмосфера, которая в 1½–2 раза выше и плотнее, чем земная. Гениальный Ломоносов первый указал на то, что «Венера окружена знатною воздушною атмосферою, таковою, какова обливается около нашего шара земного». При рассматривании Венеры в телескоп можно заметить, что темная и светлая части диска не разграничены так резко, как, например, на Луне (атмосфера у нашего спутника почти отсутствует); на границе дня и ночи лежит серая полоска – область зари, сумерек. Значит, на Венере должна быть высокая и плотная атмосфера, которая и вызывает это явление утренних и вечерних зорь.

Венера перед краем Солнца.

В те редкие моменты, когда Венера – в виде маленького черного кружка – проходит как раз перед солнечным диском, удается при самом вступлении ее на диск различить в телескоп светлое сияние вокруг планеты. Это – атмосфера Венеры, освещенная лучами Солнца. Прохождения Венеры перед солнечным диском случаются очень редко –16 раз в тысячелетие. Последнее прохождение было в 1882 году; ближайшее предстоит в 2004 году. Астрономы подстерегают эти моменты, чтобы перемерить расстояние между Землей и Солнцем, пользуясь Венерой, как вехой в небесном пространстве

Доказано также присутствие паров воды в воздухе нашей небесной соседки. В атмосфере Венеры вечно плавают густые облака; почти сплошной пеленой застилают они небо в этом мире и постоянно скрывают от нас его поверхность. Ни один астроном не может сказать с уверенностью, что видел какую-нибудь подробность на поверхности самой планеты Венеры, а не на ее плотном облачном покрывале.

В сущности, этому обстоятельству звездная царица наших вечеров и обязана своим ярким блеском: густые облака отражают солнечный свет почти так же хорошо, как и свежевыпавший снег. Вот почему Венера посылает в пространство тот ослепительный свет, который невольно привлекает к ней наши взоры, а астрономов заставляет при наблюдении в телескоп защищать свои глаза темными стеклами. К тому же Солнце, которое ближе к Венере, чем к нам, вдвое щедрее заливает ее своими лучами.

Благодаря близости к Солнцу Венера быстрее Земли обегает свою орбиту: ее «год» длится всего 225 дней, т. е. 8 наших месяцев. Слово «наших» здесь, впрочем, излишне: своих месяцев Венера не имеет, так как у нее нет собственной луны.

Вид Венеры в телескоп средней силы. Плотная атмосфера, окутывающая эту планету, отражает так сильно солнечные лучи, что сквозь нее не удается различить почти никаких подробностей самой почвы Венеры. Поэтому трудно подметить, во сколько времени эта планета обращается вокруг своей оси

Густая, облачная атмосфера, застилая лик Венеры, не позволяет нам решить вопрос о том, как чередуются в этом мире дни и ночи. Окончательно еще не установлено, в какой срок шар Венеры совершает полный оборот вокруг своей оси. Вполне понятно, почему так трудно узнать это: вспомним, что в телескоп не видно твердой поверхности Венеры, и, следовательно, нет никаких постоянных отметин, по которым можно было бы судить о вращении планеты. И до сих пор среди астрономов царят резкие разногласия по вопросу о величине «суток» Венеры. Одни (Скиапарелли, а в новейшее время – Ловелл) полагают, что Венера вращается чрезвычайно медленно, именно, что ее сутки равны ее году – т. е. в 225 раз длиннее земных. Если это действительно так, то Венера должна быть вечно обращена одной и той же стороной к Солнцу, между тем как другое ее полушарие погружено в вечный мрак и холод (такие именно условия царят на ближайшей к Солнцу планете – Меркурии). Однако тонкие измерения пулковского астронома Белопольского показали, что вращение Венеры совершается гораздо быстрее, и что «сутки» этой планеты немногим отличаются от земных. Надо думать, что этот результат ближе к истине: иначе трудно было бы объяснить присутствие облаков и водяных паров на Венере, да и существование самой ее атмосферы: по законам физики, все газы планеты должны были бы собраться на ее ночной стороне и здесь замерзнуть, если бы Венера не обогревалась со всех сторон, последовательно подставляя обе свои половины лучам Солнца.

Достоверные сведения о ближайшем к нам мире, как видит читатель, довольно скудны. Ничего не известно о его материках; мы не знаем даже, существуют ли на нем вообще моря, горы, реки. А о климатических условиях можем только строить догадки. Если Венера вращается вокруг оси в короткий срок – в одни или несколько суток, – то на всей планете должен царить очень жаркий, влажный, ровный климат, мало изменяющийся в течение года и от дня к ночи. Солнце светит вдвое ярче, чем у нас, но ясных дней почти не бывает. Плотный слой облаков без просвета застилает весь небесный свод, и если бы мы родились на Венере, мы никогда не узнали бы, что существует величественная картина звездного неба.

Ровный, влажный и теплый, как в оранжерее, климат Конго или центральной Бразилии может дать некоторое представление о климатических условиях, которые существуют на Венере. Некогда, в отдаленные геологические времена, в так называемую каменноугольную эпоху, на всем земном шаре господствовал такой же климат, какой царит теперь, вероятно, на всей поверхности Венеры. И вот каким рисует нам климат Венеры выдающийся шведский знаток неба, проф. Сванте Аррениус:

«Вечно облачное небо; сильная влажность, даже в период бездождия; незначительная разница в температуре на полюсах и на экваторе, летом и зимой, днем и ночью, – благодаря защите поверхности густыми облаками; сильные ливни в период дождей, сопровождаемые, вероятно, страшными грозами… Воздух недвижим, температура понижается незначительно. На планете царит морской климат, одинаковый повсюду. Между полюсами и экватором разница весьма невелика… Кора Венеры еще очень тонка, и когда происходят движения коры, на поверхности планеты должны совершаться резкие изменения»…

На нашем земном шаре в каменноугольную эпоху при сходных климатических условиях уже пышно цвела растительная и отчасти животная жизнь: густо росли гигантские хвощи, плауны, мхи, а между стеблями их, во влажной полутьме, жили насекомые исполинских размеров. Возможно, что подобная жизнь развилась в настоящее время и на Венере. Но возможно и обратное, – что облачный покров этой планеты недостаточно умеряет жгучесть солнечных лучей, и температура на Венере никогда не падает ниже той точки (65°), при которой уже свертываются белковые вещества. При подобных условиях жизнь – по крайней мере в том виде, в каком мы ее знаем – была бы на Венере невозможна. Разумеется, никто не в состоянии сказать, в какие еще формы может отлиться жизнь в далеких мирах Вселенной, – но это уже область вопросов, перед которыми современная наука хранит пока глубокое молчание.

IV. Меркурий – мир величайших крайностей

Насколько легко разыскать на небе Венеру простым глазом, настолько же трудно увидеть ее соседа – Меркурия, кружащегося внутри ее орбиты. При наблюдении с Земли эта ближайшая к Солнцу планета всегда занимает в небе положение, близкое к дневному светилу, почти скрываясь в его ослепляющих лучах. Меркурий сопутствует Солнцу в его (кажущемся) суточном движении по небу; лишь за 1–1½ часа до восхода Солнца, или спустя столько же после его захода, бывает он иногда виден в лучах зари на утреннем или вечернем небосклоне. Такие периоды видимости Меркурия, повторяющиеся всего трижды в год, длятся каждый около недели. Возможно, что вам даже приходилось случайно видеть его низко над землей, не подозревая, что яркая звезда, спешащая скрыться под горизонт, и есть Меркурий. В таком случае вы счастливее самого Коперника, которому за всю жизнь ни разу не удалось увидеть это неуловимое светило в тех широтах, где он жил (в северной Германии). Только в южных странах, где сумерки коротки и ночь быстро сменяет день, легко наблюдать Меркурий простым глазом. Вот почему эта планета, почти неуловимая у нас, была еще в древности замечена в Вавилоне, Египте, Греции. Меркурий быстрее всех других планет мчится по своей маленькой орбите, обегая ее кругом в 88 дней. Его путь вокруг Солнца довольно резко отличается от круга; это – овал, настолько вытянутый, что за время своего краткого года Меркурий бывает удален от Солнца то на 70 миллионов километров, то всего на 46 миллионов километров. Значит, в одних частях своей орбиты Меркурий почти в 1½ раза ближе к Солнцу, чем в других! Солнце должно казаться с Меркурия огромным пылающим диском, площадь которого в 5–10 раз больше, чем на земном небе.

Сам же Меркурий по сравнению с Землей очень маленький шар: поперечник его почти втрое меньше земного, и из нашей планеты можно было бы сделать 20 таких шаров, как Меркурий. Если бы поместить его на место нашей Луны, то, пожалуй, мы не сразу заметили бы такую перемену: диск его казался бы всего на 1/4 шире лунного. А если бы этот ближайший к Солнцу мир упал на Землю, то мог бы целиком поместиться в Атлантическом океане, втиснутый между Европой и Северной Америкой.

Величина Меркурия по сравнению с размерами земных материков. Если бы Меркурий упал на Землю, он мог бы поместиться в Атлантическом океане, между Америкой и Африкой

Маленький Меркурий, по-видимому, лишен атмосферы, и скорее походит в этом отношении на нашу Луну, нежели на Землю или Венеру. Ни одно облачко на небе Меркурия не застилает от нас его «лица». И все же астрономы почти ничего не знают об устройстве его поверхности: чрезвычайно трудно наблюдать и изучать эту планету, всегда прячущуюся в солнечных лучах и в пору наибольшей близости к Земле отвращающую от нас свою освещенную половину.

По мнению лучших наблюдателей, на Меркурии нет того чередования дней и ночей, к которому мы так привыкли на Земле. Неизменно обращен он одной и той же стороной к Солнцу, а другой – к мраку и холоду межзвездного пространства. Вечное сияние горячего Солнца на одной стороне и беспрерывная, испокон веков длящаяся ночь на другой – вот резкие крайности, удивительным образом сочетавшиеся в этом мире. На светлой, солнечной стороне должен вечно господствовать невообразимый зной в 200–300 градусов, не умеряемый ни ветрами, ни облаками. Солнце не восходит здесь и не заходит: огромным пылающим диском висит оно почти неподвижно³ на черном звездном небе (ибо – где нет атмосферы, там нет и светлого, затмевающего звезды небесного купола) и беспощадно льет свои горячие лучи на сухую, жадную, накаленную почву. Такова одна половина планеты – дневная. На противоположной, ночной стороне, наоборот, вечно стоит страшный мороз в 200 и более градусов; в течение миллионов лет ни один луч Солнца не проникал в это царство вечного холода. Согласно законам физики, на этой холодной стороне давно должна была собраться и замерзнуть газообразная оболочка всей планеты; неудивительно, что Меркурий лишен атмосферы.

Правда, на границе дневной и ночной областей этой планеты расположены промежуточные полосы (шириною примерно в одну восьмую окружности), в которых бывает смена дня и ночи – однажды в течение всего 88-дневного «года». Происходит это вследствие того, что орбита Меркурия довольно сильно отличается от круга; она вытянута овалом, и потому при обращении планеты вокруг Солнца лучи дневного светила как бы заглядывают сбоку в ее ночную половину. Но и в этом своего рода «умеренном» поясе Меркурия должны царить чрезвычайно резкие крайности тепла и холода.

Самое смелое воображение отказывается населить живыми существами этот мир величайших контрастов, в одно и то же время и слишком знойный и чересчур холодный для того, чтобы на нем могла развиться жизнь. Ближайший сосед живительного Солнца, надо думать, не знает и никогда не знал органической жизни…

Чтобы покончить с описанием Меркурия, нам остается добавить немного.

Как и у Венеры, у него нет ни одной луны. Плотность его несколько превышает плотность Земли. Зато тяжесть на его поверхности в 2½ раза слабее, чем у нас: земная гиря в 1 килограмм весила бы на Меркурии всего 1 фунт! Позднее, описывая Марс, где напряжение тяжести еще слабее, чем на Меркурии, мы подробнее остановимся на любопытных следствиях такой ослабленной тяжести.

V. Земля, вознесенная на небо

Ближе к Солнцу, чем Меркурий, мы не знаем планет: до сих пор не удалось открыть ни одного мира, который кружился бы внутри орбиты Меркурия. Чтобы обозреть остальные далекие миры нашей планетной семьи, следует направиться уже не к Солнцу, а в противоположную сторону. Третье место, считая от Солнца, на плане нашей системы занимает планета, которую мы знаем лучше всех других, так как она не требует телескопа для своего изучения. Это – наша Земля. Мы успели уже свыкнуться с мыслью, что мир, обитаемый нами, такое же небесное тело, как и прочие планеты, и что, в сущности, мы живем на небе, – на небесном светиле, которое сияет во Вселенной, как Венера или Марс. Но когда-то мысль эта казалась нелепой; двести лет тому назад наш известный писатель и ученый Иван Посошков⁴, человек широких взглядов и просвещенного ума, высмеивал Коперника, «Богу суперника», за то, что он «тягостную землю подъяша на воздух от кентра (центра) земного, иде же была от Бога сотворена, вознесоша на высоту небесную и со звездами ю уравниша и планетою нарекоша»…

Если бы мы жили, например, на Меркурии, то весь огромный, полный бесконечного разнообразия шар земной был бы для нас просто яркой звездой; нам известно было бы о нем, вероятно, не больше, чем известно теперь о прочих планетах. Мы знали бы, что он окружен плотной атмосферой, в которой часто плавают облака; что он довольно быстро вращается вокруг оси и обходит кругом Солнца в 365 своих суток; что его сопровождает при этом спутник, который в 50 раз меньше его по объему и отдален от него на 30 земных поперечников. Это, пожалуй, и все…

Исследования последних лет показали, что наша Земля весьма сильно отражает свет в пространство и, следовательно, рассматриваемая извне, должна походить на Венеру, сияя ярким голубоватым светом. «Земля – пишет пулковский астроном Г. А. Тихов, специально изучавший этот вопрос, – имеет цвет сильно белесоватого неба. Смотря на Землю из пространства, мы увидели бы диск указанного цвета и едва ли различили бы какие-либо подробности самой земной поверхности».

Но если бы даже мы и могли различить очертания светлых и серых пятен на земном шаре, то истинное значение этих пятен оставалось бы для нас загадкой. Вероятно, мы не знали бы даже, где на Земле материки и где – океаны, какая жидкость наполняет впадины этого шара и каков состав его атмосферы… Еще более загадочными казались бы нам яркие белые пятна на полюсах Земли и периодические изменения окраски материков, которые зимою, покрытые снегом, заметно светлее, нежели летом.

Вот как скудны были бы наши сведения о мире, полном жизни и кипучей деятельности сотен миллионов разумных существ! Не так ли ничтожны и нынешние наши знания о небесных сестрах Земли? Увы, почти так… Однако будем признательны науке и за эти скромные, но достоверные сведения, которые хоть немного приближают нас к истине, рассеивая туман старинных предрассудков и беспочвенных догадок.

VI. Марс – мир холодных пустынь

Четвертая планета солнечной системы – Марс, один из ближайших соседей Земли, в наибольшей степени привлекает к себе внимание астрономов и публики. Огромную популярность доставили этой планете романисты, которые в своих фантазиях не раз уже населяли этот соседний с нами мир разумными существами. Лет тридцать тому назад уверенность в обитаемости Марса была так сильно распространена, что одна восторженная поклонница астрономии, завещав Парижской Академии особый капитал в сто тысяч франков для выдачи тому, кто первый завяжет сношения с жителями иных миров, сочла необходимым сделать оговорку: «кроме Марса». Обитаемость этой планеты казалась ей настолько несомненно установленной, что труд сношений с марсианами не нуждался даже в поощрении…

С тех пор знания наши об этой планете значительно углубились и расширились. Марс перестали считать уменьшенным подобием Земли. Новые наблюдения и научные соображения во многом изменили прежние взгляды, и вокруг планеты, издревле носящей имя бога войны, загорелась оживленная борьба разнообразных мнений. В этой книжке придется, конечно, кратко изложить лишь самое существенное из того, что достигнуто теперь тщательным изучением Марса.

Как далек от нас этот мир? Вследствие овальности орбит Земли и Марса их небесные пути не везде одинаково отстоят друг от друга. Там, где обе орбиты всего теснее сближены, расстояние между ними равно 55 миллионам километров. Значит, ближе чем на 55 миллионов километров Земля и Марс не могут подходить друг к другу. Но и в таком близком соседстве обе планеты бывают довольно редко, – именно, каждые 17 лет, во время так наз. «великих противостояний». С нетерпением ожидают астрономы этих редких моментов и спешат воспользоваться кратковременной близостью, чтобы изучать нашего загадочного соседа. Но благоприятное время длится недолго: подобно случайно встретившимся путникам, обе планеты вскоре вновь расходятся, так как Земля в безостановочном беге кругом Солнца перегоняет Марс. Через два с лишком года планеты сближаются снова, – но теперь уж их разделяет большее расстояние.

С каждой следующей встречей, повторяющейся приблизительно в двухлетний срок, взаимное расстояние Земли и Марса все возрастает, доходя до 90 миллионов верст. Затем планеты при встречах начинают уже сближаться, пока не наступает следующее «великое противостояние», и тогда оба мира вновь достигают наибольшей взаимной близости.

По размерам своим Марс – одна из самых маленьких планет (главных) нашей системы; он, правда, больше Меркурия, но в 7 раз меньше Земли по объему. При том Марс немного рыхлее, нежели наша планета, так как масса этого мира не в 7, а в 10 раз меньше массы Земли. Если Меркурий из всех главных планет – наименьшая по объему, то Марс отличается наименьшим напряжением тяжести: на нем все тела весят почти втрое меньше, чем на Земле. «Самые обыкновенные наши действия на Марсе казались бы фантастическими, – пишет астроном Ловелл, посвятивший всю жизнь изучению этой планеты. – Всякий предмет оказался бы там неестественно легким: свинец весил бы не больше, чем у нас на Земле камень, камень стал бы таким же легким, как у нас вода, и всякое тело казалось бы превращенным в какое-то другое, непохожее на него. Мы очутились бы вдруг в невесомом эфирном мире. Наши действия приняли бы грандиозный характер. С небольшим напряжением мы совершали бы невероятно трудные работы, так как наша мощь увеличилась бы в 7 раз. Наконец, все в этом странном мире совершалось бы с значительной медленностью. Вода текла бы не спеша, ленивой струей, а падающие тела опускались бы на землю с грациозной плавностью».

От Солнца Марс отстоит в 1½ раза дальше, нежели Земля, и обегает свою обширную орбиту в 687 земных суток; следовательно, его «год» почти равен двум земным годам, а каждый сезон – весна, лето, осень, зима, – продолжается около 6 месяцев. Но «сутки» Марса почти равны нашим: они длятся 24 часа 37 минут. Замечательно, что и ось вращения Марса почти настолько же наклонена к орбите, как и земная ось, – именно, под углом в 65 градусов с долями. Следовательно, этот маленький мир должен иметь те же три климатических пояса – жаркий, умеренный и холодный, точно так же расположенные, как и на нашей Земле. Однако названия «жаркий» и «умеренный» мало подходят к климату этой планеты. Дело в том, что лучи Солнца греют на расстоянии Марса вдвое слабее, чем у нас; следовательно, в этом далеком мире должна всюду – в тропиках, как и близ полюсов – господствовать весьма низкая температура.

В сильные телескопы можно видеть, что вокруг Марса обращаются два спутника. Марсовы луны крошечные: поперечник их равен нескольким десяткам верст, так что странно даже называть мирами эти каменные глыбы. Других столь маленьких лун мы не знаем во всей Солнечной системе; наша Луна с поперечником в 3½ тысячи километров, – положительно гигант рядом с этими пигмеями. Обе луны Марса обращаются на довольно близком расстоянии от него: одна удалена от центра планеты всего на 9 тысяч километров, другая – на 23 тысячи. Свои маленькие орбиты они описывают чрезвычайно быстро – ближайший спутник всего в 7 часов. Он обегает вокруг Марса втрое скорее, чем успевает сам Марс обернуться вокруг своей оси, и отсюда вытекает любопытнейшее явление: так как истинное движение спутника по небу с запада на восток быстрее, чем кажущееся обратное движение небесного свода, то для наблюдателя на Марсе эта луна восходит на западе и заходит на востоке!

Но обратимся к самой планете, так сильно интересующей и астрономов и публику. Еще недавно вопросы об ее климате, атмосфере, температуре и т. д. вызывали горячие споры среди ученых. Теперь большинство астрономов согласно в том, что Марс окружен весьма разреженной атмосферой, гораздо менее плотной, чем воздух на наших высочайших горных вершинах. Барометр показывал бы на Марсе всего 60 миллиметров, т. е. стоял бы раз в 12 ниже, чем обычно у нас. Под таким слабым давлением вода должна кипеть не при 100° (Цельсия), а всего лишь при 45°, и испаряться гораздо быстрее, чем обычно на Земле. Удалось установить, что неплотная атмосфера Марса содержит весьма небольшое количество водяных паров, и что в ней почти никогда не бывает облаков. Лик Марса большею частью совершенно ясен, – в противоположность другой нашей небесной соседке, Венере, вечно скрывающей свое лицо под сплошной завесой густых облаков.

Марс – холодный мир. Солнце скупо льет на него свои лучи, а легкая, неплотная атмосфера этой планеты слабо удерживает теплоту, накопляемую ее поверхностью. Вычисления показывают, что средняя температура Марса должна быть гораздо ниже земной, достигая, вероятно, минус 30 или 40 градусов. Зной наших летних дней на Марсе совершенно неизвестен: только в самые теплые часы самых теплых дней термометр поднимается там над нулем. Это мир суровых морозов, сковывающих всю поверхность планеты и превращающих воду в камень, в твердую горную породу: жидкая вода на Марсе не правило, а лишь исключение.

* * *

Мы подходим теперь к трудному вопросу об устройстве поверхности Марса. Для невооруженного глаза Марс имеет ясно заметный красноватый оттенок, оправдывающий издревле присвоенное этой планете имя кровавого бога войны. В телескопе картина меняется, и на лице Марса можно различить множество отдельных областей разной окраски. После долговременных и терпеливых наблюдений были составлены даже «карты» Марса.

Но планетная карта совсем не то, что мы привыкли обычно разуметь под словом «карта». Карта какой-нибудь страны на земном шаре составлена на основании прямого изучения этой страны: глядя на такую карту, мы хорошо знаем, чему соответствует в натуре то или иное условное обозначение или окраска. Это и понятно: ведь географ сначала знакомится со страной и затем наносит ее на карту. Астроном же поступает наоборот: сперва составляет «карту» планеты, тщательно зарисовывая все, что удается заметить в телескоп, а затем лишь начинает строить догадки о том, что, собственно, представляет в натуре каждая отмеченная им подробность. Поэтому, хотя мы имеем уже «карты» Марса, но истинное устройство его поверхности для нас далеко еще не ясно. На упомянутых «картах» Марса мы видим белые, красноватые и синевато-зеленые участки различных оттенков. Но нелегко сказать, что они обозначают; различные наблюдатели и ученые высказывают весьма различные догадки об устройстве поверхности этой планеты.

Четыре особенности марсовой географии привлекают внимание наблюдателя и ждут объяснения. А именно:

– белые полярные пятна;

– красноватые пространства;

– синевато-зеленые участки;

– тонкие темные линии, называемые «каналами».

1. Меньше всего споров порождают белые пятна, видимые у полюсов Марса. Размеры их не остаются неизменными. Когда на соответствующем полушарии планеты зима (т. е. когда оно отвращено от Солнца и подставляет себя под косыми углами к его лучам), тогда пятно это разрастается, занимая иногда по площади чуть не пятую долю всей поверхности Марса. По мере же наступления менее сурового времени года полярное пятно уменьшается, оттаивая по краям, и в разгаре лета сокращается до наименьших размеров. А к тому времени успевает разрастись такое же белое пятно у противоположного полюса. Невольно хочется сопоставить с этим накопление и таяние полярных снегов у нас на Земле. Без сомнения, белые пятна на Марсе и представляют собой нечто в этом роде, с тою лишь разницей, что слой снега или льда⁵ должен быть здесь очень тонок, – иначе слабые лучи Солнца не успевали бы растопить его в такой короткий срок. Вероятнее всего, это – налет инея, быстро осаждающийся при морозе и столь же быстро тающий и испаряющийся в лучах Солнца. Слишком мало свободной влаги на Марсе, чтобы там могли быстро образовываться мощные ледяные поля. Издали же поверхность, покрытая тонким слоем инея, имеет тот же вид, что и толстый ледяной покров.

Вид планеты Марс в телескоп.

(По фотографиям проф. Геля 24 сентября и 5 октября 1909 г.). Полярная белая «шапка» Марса успела в течение немногих дней заметно уменьшиться

2. Относительно природы красноватых пятен, занимающих бóльшую часть поверхности Марса и сообщающих этому светилу его характерный красный цвет, также согласны все астрономы. Это – обширные материковые пустыни. Вот как описывает их американский астроном Ловелл:

«Поверхность Марса, за исключением дна океанов, давно превратилась в безводную и бесплодную пустыню, не освежаемую ни влагой на поверхности, ни облачным покровом, и не защищенную никакой тенью… Огненная окраска, от которой Марс получил свое имя, в телескопе оказывается охровым цветом, с красными точками там и сям.
Именно такой цвет имеют пустыни нашей земли, если их рассматривать с вершины горы. Лишь временами эти области делаются красными: это единственное изменение, которое мы замечаем в них. Как по виду, так и по свойствам эти большие охристые пространства на диске являются огромными Сахарами… Огромное протяжение, которое пустыни уже заняли на Марсе, имеет роковое значение. Эти опаловые оттенки, столь прекрасные, когда мы смотрим на них в телескоп, из нашего далека, говорят об ужасной действительности… Эти восхитительные цвета говорят, что вся планета опоясана огромной пустыней, которая в некоторых местах простирается почти от полюса до полюса. Дни и месяцы мы можем бродить по этим пустыням, и нет им конца; отчаяние овладевает душой. А Солнце совершает свой дневной путь, поднимаясь из каменистой пустыни, чтобы снова погрузиться в нее»…

Для полноты картины необходимо прибавить, что пустыни Марса не знойны, как наша Сахара, а холодны, – настолько холодны, что нередко по вечерам покрываются местами инеем, который исчезает в лучах утреннего солнца.

В отдаленном будущем, когда Солнце начнет остывать, вероятно, наша собственная планета также превратится постепенно в мир пустынь и холода. И если Венера переживает теперь отдаленную юность нашей Земли, то Марс является как бы зеркалом грядущей старости земного шара, уже опоясанного почти непрерывной цепью пустынь.

3. Кроме полярных «шапок» и красноватых материков, на поверхности Марса видны темные неправильные пятна зеленоватого оттенка, получившие название «морей», «океанов» и «озер». Единственно достоверное, что мы можем сказать о них, это то, что они во всяком случае не похожи на наши моря или океаны. Шведский ученый Аррениус полагает, что это «моря, уже миллионы лет покрытые ледяной корой в версту толщиной, крепко примерзшей к берегам». Напротив, недавно умерший американский астроном Ловелл, внимательный наблюдатель Марса, утверждает, что – «вид этих областей меняется вместе с временами года на Марсе: они исчезают в зимние месяцы и темнеют в летние; все происходит с ними так, как если бы там была растительность; все факты говорят в пользу такого предположения». Какое из этих противоположных мнений ближе к истине, – должны решить дальнейшие изыскания…

Сеть «каналов» Марса, по рисунку проф. Ловелла, насчитывающего на этой планете около 400 таких каналов

4. Но самую загадочную подробность на поверхности Марса, вокруг которой ведутся теперь горячие споры среди астрономов, представляют знаменитые «каналы». Это – едва заметные темные тонкие полосы, прорезывающие поверхность планеты по прямым направлениям. Впервые заметил их в 1877 г. итальянский астроном Скиапарелли (ныне покойный), и так как полоски эти прорезают материки Марса, словно соединяя его темные «моря», то он назвал их «проливами», – по-итальянски «саnаlі». Неточный перевод этого слова на другие языки породил широко распространенное в публике убеждение, будто астрономы открыли на Марсе искусственно вырытые каналы. В действительности же истинная природа этих образований еще далеко не установлена. Более того: самое существование геометрически правильной сети «каналов» отвергается многими искусными наблюдателями, работающими с могущественными телескопами. Почти всюду, где Скиапарелли в свой сравнительно слабый телескоп видел сплошную линию «канала», некоторые астрономы теперь различают только ряд точек, хотя пользуются столь же сильными, если не еще более могущественными телескопами.

В то же время упомянутый выше американский астроном Ловелл, выстроивший для изучения поверхности Марса специальную обсерваторию с телескопом, хотя и меньшей силы, но зато в лучших атмосферных условиях, – открыл около 400 каналов; густою сетью прорезают они не только материки планеты, но даже и его «моря» (по Ловеллу, моря Марса суть влажные низменности). «Чем лучше удавалось разглядеть планету, тем явственнее выступала эта замечательная сеть, – пишет он. – Точно вуаль покрывает всю поверхность Марса… По-видимому, ни одна часть планеты не свободна от этой сети. Линии обрываются, упираясь в полярные пятна. Они имеют форму в такой мере геометрически правильную, что внушают мысль об искусственном происхождении их»…

И Ловелл был убежденным сторонником обитаемости Марса разумными существами. Седалищем жизни он считал так называемые «океаны» этого мира, постепенно, по мере высыхания планеты, превратившиеся во влажные цветущие долины. Сюда-то и переселилось с иссыхающих материков гонимое жаждой марсово человечество. Превосходные инженеры, жители Марса прорезали великие пустыни своей планеты каналами, чтобы планомерно пользоваться вешними водами тающих полярных снегов. Густою сетью протянулись поперек материков зеленоватые полосы орошаемой почвы, молчаливо возвещая земным астрономам о существовании разумных существ в этом далеком мире…

Проф. Персиваль Ловелл († 1916 г.)

Этот выдающийся американский астроном почти всю свою жизнь посвятил изучению Марса на сооруженной им специальной обсерватории. Он был глубоко убежден в том, что Марс обитаем разумными существами, и приписывал им сооружение сложной сети каналов

Так думал покойный американский ученый. Но мнение его разделяется далеко не всеми астрономами. Мы не будем излагать здесь других догадок о происхождении этих таинственных образований. Преждевременно объяснять явление, самая реальность которого еще недостаточно твердо установлена. Разрешение загадки марсовых каналов, как и других загадок этого мира, целиком лежит в будущем.

VII. Миры-карлики между Марсом и Юпитером

В первый день прошлого столетия итальянскому астроному Пиацци посчастливилось открыть новую, дотоле неизвестную маленькую планету Цереру – кружащуюся между орбитами Марса и Юпитера.

Нахождение этого нового члена планетной семьи было случайностью, но не было неожиданностью. Огромный пустой промежуток между орбитами Марса и Юпитера давно уже заставлял подозревать существование здесь неизвестной планеты. Об этом писал еще Кеплер в XVII веке, и догадка его стала особенно вероятной с тех пор, как астроном Боде сто лет спустя подметил весьма любопытную закономерность в расстояниях планет от Солнца. Вот в чем состоит это так называемое «правило Боде». Напишите ряд чисел:

3, 6, 12, 24, 48, 96, 192,

в котором каждое вдвое больше предыдущего. Прибавьте к числам этого ряда по 4 и напишите число 4 также впереди ряда. Составится новый ряд:

4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196.

Теперь разделите все эти числа на 10, – и у вас получатся довольно точно расстояния планет от Солнца, если считать расстояние Земли за единицу:

Как видите, только одно место в этом ряду оставалось незаполненным – то, которое отвечает числу 2,8. И вот, когда Пиацци открыл планету, расстояние которой от Солнца как раз в 2,8 раз больше расстояния Земли, этот пробел и оказался заполненным.

Однако, сверх всех ожиданий, дело этим не ограничилось. Менее чем через два года открыта была вторая планета (Паллада), также отвечающая числу 2,8 в ряду Боде. Обе планеты движутся по самостоятельным орбитам, весьма близким друг к другу. Прошло несколько лет – и открыты были еше две планетки (Юнона и Веста) той же самой группы. Все четыре новых члена планетной семьи оказались телами очень небольшими, не больше 800 километров в поперечнике. Затем, после 40 лет перерыва, найдена была в том же поясе 5-я планетка (Астрея). Тогда стало очевидно, что в указанной полосе Солнечной системы кружится целый рой мелких планеток, и усердные наблюдатели неба начали пристально выслеживать их. Американский астроном Ньюком (ныне умерший) так описывает эту небесную охоту:

«Ловили мелкие светила, как охотник ловит дичь. Наблюдатели ставили, так сказать, западни, нанося на карту множество слабых звездочек какой-нибудь небольшой области неба вблизи эклиптики, знакомились хорошо с их расположением и поджидали гостей. Если гость появлялся, то он был членом группы малых планет – и охотник клал его себе в сумку. Появился целый ряд охотников за планетами, из которых некоторые мало известны какими-либо другими астрономическими трудами».

До 1890 года удалось уловить таким образом около 300 мелких планеток, получивших общее название планетоидов. С этого года «охота» пошла гораздо успешнее благодаря применению фотографической пластинки, которая среди тысяч звездочек сама указывает планету: движущийся по небу планетоид оставляет на пластинке след в виде черточки, а не точки, как неподвижные звезды. В настоящее время число пойманных планетоидов уже превышает 800.

Все это – очень мелкие небесные тела. Даже самые крупные из них (Церера) значительно меньше Луны, а у большинства поперечник не превышает нескольких десятков верст. Совокупный объем всех этих 800 планет-карликов во много раз меньше объема нашей Луны. Да и то еще нам видимы только наиболее крупные из планетоидов, а надо думать, что рой их состоит из огромного множества гораздо более мелких телец, недоступных наблюдению: нельзя же считать пределы нашего зрения за пределы самой природы! За исключением трех крупных планетоидов, все они даже в сильнейшие телескопы кажутся просто светлыми точками. Нечего и мечтать о том, чтобы разглядеть на них какие-либо подробности. По всей вероятности, планетоиды лишены всякой атмосферы, так как притяжение столь небольших тел недостаточно для удержания вокруг них воздушной оболочки.

Земля и четыре крупнейших планетоида:

1 – Церера, 2 – Веста, 3 – Юнона, 4 – Паллада. Объем всех известных нам планетоидов, вместе взятых, в несколько тысяч раз меньше объема земного шара

Огромный пустой промежуток между Марсом и Юпитером, так изумлявший Кеплера, теперь заполнен с избытком. Планетоидов оказалось гораздо больше, чем требовал «закон Боде». Среднее расстояние их от Солнца уже нельзя теперь выражать числом 2,8, так как лишь немногие из них ровно в 2,8 раза дальше от Солнца, нежели Земля. Все 800 планеток вместе занимают своими орбитами широкий пояс, который не только заполняет весь пробел между Марсом и Юпитером, но отчасти даже заходит в обе стороны за пределы этого промежутка. Последнее особенно любопытно: мы знаем 5 планетоидов, среднее расстояние которых от Солнца равно и даже больше расстояния Юпитера; в некоторых частях своих очень овальных орбит эти планетки заходят на десятки миллионов верст по ту сторону орбиты Юпитера. Чтобы подчеркнуть столь замечательную особенность, астрономы дали таким планетоидам мужские имена (Ахилл, Патрокл, Гектор, Нестор, Альберт), в отличие от прочих, носящих женские имена.

Положение орбиты планетоида Альберта по отношению к орбитам Земли и Марса. В некоторых частях своего овального пути этот крошечный «мир» подходит к Земле ближе всех прочих членов нашей планетной системы; в противоположных же частях он заходит за орбиту Юпитера

Еще интереснее для нас те планетоиды, овальные орбиты которых частью заходят внутрь орбиты Марса; эти маленькие планетки при своем движении могут, следовательно, подойти к Земле ближе, нежели Марс. Известны пока два таких планетоида: Эрос и сейчас упомянутый Альберт, заходящий за орбиту Юпитера. После Луны это – ближайшие к нам миры. Эрос, например, орбита которого наполовину лежит внутри орбиты Марса, в пору наибольшей близости находится от нас всего в 22 миллионах километров, т. е. вдвое ближе Венеры. Надо заметить, впрочем, что так как размеры этих ближайших наших соседей крайне незначительны – поперечник Эроса не превосходит 20 километров, – то название «миров» к ним мало подходит. Это просто глыбы вещества, вероятно, даже и не шарообразной формы, небесные пылинки, кружащиеся в пустынях мирового пространства.

Итак, вот к каким неожиданным результатам привела усердная «охота за планетоидами»; она открыла целый рой очень мелких светил, целое широкое кольцо небесных странников. Марс и Юпитер оказываются не вне, а внутри этого кольца, ближайшая граница которого лежит от Солнца на расстояни 1½ радиусов земной орбиты, а дальнейшая – на расстоянии 5½. По мнению одного авторитетного астронома (проф. Баушингера), маленький Марс можно тоже считать за один из планетоидов, – правда, наиболее крупный. Если так, то правильнее говорить, что пояс миров-карликов кружится не между Марсом и Юпитером, а между Землею и Юпитером. Крошечные луны Марса, как и столь же мелкие крайние спутники Юпитера, вероятно, тоже не что иное, как бывшие планетоиды, захваченные притяжением этих двух планет. Отдельные, весьма мелкие планетоиды, быть может, подходят к Земле гораздо ближе, чем случайно открытые Эрос и Альберт. Нет ничего невозможного и в том, что иные из них, подчиняясь притяжению земного шара, начинают кружиться около него в виде крошечных лун, незаметных в наши телескопы, – или даже падают на его поверхность в виде болидов. И кто знает, не хранятся ли уже в наших музеях такие захваченные Землею планетоиды?..

VIII. Миры-великаны – Юпитер и Сатурн, полузастывшие солнца

В мысленных странствованиях по далеким мирам Солнечной системы мы до сих пор не встречали еще мира, который по размерам превышал бы нашу Землю. По сравнению с Меркурием, Венерой, Марсом и планетоидами не только земной шар, но даже Луна – довольно крупные небесные тела. Но наше странствование лишь началось: взглянув на план Солнечной системы, вы убедитесь, что, в сущности, мы едва только успели отойти от Солнца и еще купаемся в его лучах, меж тем как бóльшая часть неисследованного планетного архипелага расстилается далеко кругом нас. Почти 9/10 пути остается нам до видимых границ солнечного царства. Последние четыре планеты раскинуты на невообразимо огромном пространстве и отделены друг от друга такими безднами пустынь, что взаимные расстояния знакомых уже нам планет должны по сравнению с ними казаться поистине миниатюрными.

Здесь начинается царство гигантов, рядом с которыми предыдущие планеты – настоящие карлики. Словно для контраста, природа сразу же после самых мелких планеток всей системы поместила исполина Юпитера, величайшую из планет солнечного царства. Заброшенный далеко от Солнца и отстоящий от нас в десятки раз дальше, чем Венера, он по яркости все же соперничает с «Утренней звездой» – так огромны его размеры. Объем его, в 1300 раз превышающий объем нашего земного шара, так велик, что в промежутке между Землей и орбитой Луны можно было бы уместить только три таких шара, как Юпитер. Лента длиною от Земли до Луны была бы недостаточна, чтобы кругом опоясать этот колоссальный мир. А масса его так велика, что, положив Юпитер на одну чашку весов, пришлось бы на другую нагрузить для равновесия не только все остальные планеты, но еще и утроить этот груз, потому что масса Юпитера в три раза больше массы всех прочих планет, вместе взятых! После Солнца это – самое тяжелое тело во всей Солнечной системе, и если бы Солнце исчезло, то планеты стали бы обращаться вокруг Юпитера, подчиняясь могучей силе его притяжения.

Размеры Меркурия, Венеры, Земли и Марса по сравнению с мирами-гигантами: Юпитером, Сатурном, Нептуном и Ураном

Любопытно, что и по физическому своему строению эта исполинская планета скорее походит на Солнце, нежели на известных уже нам меньших сестер ее. В этом отношении замечательна прежде всего весьма небольшая плотность Юпитера. Превышая Землю по объему в 1300 раз, он всего в 310 раз тяжелее ее; значит, вещество Юпитера легче земного, – оно вчетверо рыхлее, чем вещество земного шара (то же самое справедливо и для Солнца). А так как в недрах гигантской планеты вещество должно быть страшно сдавлено и уплотнено под действием огромной притягательной силы, то чтобы средняя плотность Юпитера была столь незначительна, приходится допустить, что самые внешние части юпитерова шара состоят из вещества весьма неплотного – скорее всего, находящегося в газообразном состоянии.

Такое строение резко отличает Юпитер от знакомых нам менее крупных планет и делает его весьма сходным с Солнцем. Колоссальный Юпитер можно рассматривать как уменьшенное подобие Солнца, с той только разницей, что газовый шар Юпитера успел уже значительно охладиться. Это небольшое полу-застывшее Солнце уже не испускает теперь собственного света, но оно еще горячо и не успело покрыться твердой корой; бурные тепловые явления, сильнейшие ветры, исполинские смерчи и вихри постоянно возмущают его газовый наружный слой.

На этой гигантской планете нет, по-видимому, ничего устойчивого. Напрасно искали бы мы в этом мире чего-либо, напоминающего наши материки и моря – здесь расстилается безграничный океан вязких, полужидких масс или горячих газов, охваченный бурным, хаотическим движением. Не менее, чем к Солнцу, применимы к Юпитеру знаменитые строки ломоносовской оды:

Там огненны валы стремятся
И не находят берегов,
Там вихри пламенны крутятся,
Борющись множество веков…

В густой и высокой атмосфере, окружающей внутреннее, более плотное и, вероятно, раскаленное ядро планеты, по-видимому, носятся густые, непрозрачные облака каких-то газов, придающие лицу планеты характерный полосатый вид. На мысль о том, что полосы эти – именно облачные образования, а не прочные и устойчивые части поверхности – наводит крайняя изменчивость их очертаний.

Юпитер и два из его спутников – по сравнению с размерами земного шара (внизу, налево). Один из спутников проходит впереди Юпитера, бросая на его поверхность свою тень. – Рис. Маджини

За многие десятки лет наблюдений на всей огромной поверхности Юпитера замечена была лишь одна крупная подробность, остававшаяся сравнительно неизменной: это так наз. «красное пятно» – овальный участок довольно значительных размеров, окруженный каймой. Пятно это, имеющее в длину три земных поперечника, появилось лет 40 тому назад и некоторое время довольно резко выделялось в средних широтах Юпитера; теперь оно различается уже не так ясно, как прежде. Природа этого образования загадочна. Скорее всего, надо думать, оно представляет собою огромное море раскаленных газов, окруженное берегами из сгущенных паров и расположенное под атмосферой планеты. Довольно внезапное появление «красного пятна» находится, по-видимому, в связи с обширными извержениями на этом «маленьком солнце» и, быть может, представляет собой нечто подобное тем пятнам, которые часто появляются на поверхности настоящего Солнца.

«Большое красное пятно» Юпитера, как оно видно было в 1889 г. в телескоп Ликовской обсерватории. (Рис. Килера.) Это загадочное образование, впервые замеченное в 1878 г., становилось с тех пор то резче, то слабее. В настоящее время оно почти слилось с окружающим его фоном

Сходство Юпитера с Солнцем усиливается еще тем, что вокруг планеты-великана кружится целая семья спутников. Могучий Юпитер является властелином системы из 9 меньших миров, раскинувшихся на обширном пространстве. Размеры юпитерова царства огромны: самый крайний спутник кружится на расстоянии 30 миллионов километров от планеты! Это в 80 раз больше, чем расстояние Луны от Земли, и всего вдвое меньше, чем среднее расстояние Меркурия от Солнца. Более трех лет употребляет этот спутник, чтобы замкнуть свой длинный путь вокруг Юпитера. Спутник этот по объему чрезвычайно мал – не больше, чем луны Марса. Зато внушительны размеры некоторых других спутников. Среди них один по объему не меньше Меркурия; другой – почти равен Марсу. «Меньшее Солнце», как видим, заставляет обращаться вокруг себя настоящие миры, могущие объемом соперничать с планетами «большого Солнца». И возможно, что некогда, в отдаленные времена, Юпитер был настоящим Солнцем для своих спутников, заливая их светом и теплом в таком изобилии, какого нынешнее «большое Солнце» за дальностью расстояния давать им не может.

Вид третьего спутника Юпитера в сильный телескоп

Диск Юпитера заметно сплюснут: расстояние между его полюсами на ¹⁄₁₆ меньше, чем поперечник его экватора. Такое сильное сжатие, бросающееся в глаза даже при наблюдении в слабую трубу, является следствием чрезвычайно быстрого вращения вокруг оси. Как ни странно, но этот колоссальный шар, в 1300 раз больший, нежели земной, вращается гораздо быстрее Земли и успевает обернуться вокруг оси всего в 10 часов. Спокойно сидя в обсерватории, земной астроном, глядя в свой телескоп, может чуть ли не в одну ночь совершить полное кругосветное путешествие по этому величайшему из миров. Каждая точка юпитерова экватора при таком быстром вращении пробегает более 11 верст в секунду. Если бы с подобной быстротой двигались точки земного экватора, то воздух, вода и все предметы на экваториальной полосе были бы силой инерции отброшены в бесконечность. На Юпитере этого не происходит, во-первых, потому, что при огромном радиусе этого шара кривизна пути гораздо меньше, а во-вторых, потому еще, что сила притяжения на поверхности планеты-великана в 2½ раза больше, чем на Земле. Если бы на крючок пружинных весов мы повесили какую-нибудь гирю и перенеслись с нею на Юпитер, то оказалось бы, что здесь она весит в 2½ раза больше и гораздо стремительнее падает, чем на Земле. Ни на одном из миров нашей планетной семьи нет такого сильного напряжения тяжести. Насколько легко и свободно нам было бы на Марсе, настолько же грузными и беспомощными чувствовали бы мы себя на Юпитере. Арабский скакун при такой силе тяжести двигался бы с неуклюжестью бегемота.

Быстро вращаясь вокруг оси, Юпитер кружится вокруг Солнца медленнее Земли и употребляет около 12 наших лет, чтобы замкнуть свой путь. Этот долгий «год» состоит более чем из 10 000 юпитеровых дней и такого же числа ночей. Любопытно еще, что день и ночь на всех пунктах исполинской планеты всегда равны между собою, так как ось Юпитера направлена почти под прямым углом к плоскости его орбиты (а не наклонена к ней под острым углом, как у нашей планеты). По той же причине нет на Юпитере ни смены времен года, ни климатических «поясов».

Впрочем, Солнце так скупо посылает сюда свои лучи, что, не будь у Юпитера собственного запаса теплоты, мир этот неминуемо застыл бы в оковах страшного холода. Свеча на расстоянии двух сажен светит не вдвое, а вчетверо слабее, чем на расстоянии одной сажени; таков закон освещения. Поэтому Юпитер, удаленный от Солнца впятеро больше, чем Земля, должен получать тепла и света в 5×5, т. е. в 25 раз меньше.

Еще меньше света и тепла посылает Солнце в те отдаленные окраины своего царства, где движется следующая планета – Сатурн. Этот «ближайший» сосед Юпитера (по ту сторону) отдален от планеты-великана почти на столько же, на сколько сам Юпитер отдален от Солнца. Другими словами, орбита Сатурна сразу переносит нас на двойную дистанцию Юпитера. В эти глубины небесного океана солнечные лучи достигают ослабленными в 90 раз более, чем к нам; на Сатурне даже в полдень должно быть такое же освещение, какое бывает на Земле в редкие минуты почти полного затмения Солнца, когда 99/100 дневного светила заслонено Луной.

Сатурн с его кольцами, видимый в сильный телескоп. Рис. итальянского астронома Маджини, 1913 г.

Но Сатурн, как и Юпитер, – не холодное тело: его еще с бóльшим правом можно назвать полузастывшим уменьшенным солнцем. Это тоже гигант среди миров. Он всего в 1½–2 раза меньше Юпитера по объему и занимает по огромности второе место в семье планет. Многие черты делают обе величайшие планеты весьма сходными между собою. Сатурн также составлен из вещества малоплотного, – вдвое менее массивного, чем Юпитер, ибо средняя плотность Сатурна в 8 раз меньше земной; если бы можно было погрузить в водяной океан этот колоссальный шар, он должен был бы плавать на поверхности воды. Надо думать, что Сатурн, как и Юпитер, в значительной части своей газообразен, и лишь в недрах его сгустилось более плотное газовое ядро, без резких скачков переходящее в высокую атмосферу. Если бы мы могли перенестись в этот мир, мы очутились бы в безграничном горячем газовом океане, простирающемся, как и на Юпитере, в бездонные недра планеты и постепенно становящемся в глубине все плотнее и горячее.

Сатурн и его кольца в различных положениях относительно Солнца и Земли

Огромный горячий газовый шар Сатурна – полу-планеты, полу-солнца – находится в таком же быстром вращательном движении, как и Юпитер. Сатурновы «сутки» тоже в два с лишком раза меньше наших – они равны всего 10¼ часам. Зато «год» Сатурна страшно долог: он измеряется 29½ нашими годами, и в то время, пока Сатурн успевает один раз замкнуть свой путь кругом Солнца, Земля делает почти 30 полных кругов.

Шар Сатурна представляет в телескоп картину, очень сходную с видом Юпитера: он тоже весьма заметно сжат у полюсов (на ¹⁄₁₀) и, насколько удается рассмотреть, опоясан расплывчатыми, изменчивыми полосами; за дальностью расстояния очертания этих полос кажутся гораздо слабее и нежнее, чем на Юпитере.

Сходство двух величайших планет проявляется и в обилии спутников. У Сатурна насчитывают 10 лун, раскинутых на различных расстояниях от центральной планеты и обращающихся в самые разнообразные сроки – от одних наших суток до 1½ наших лет. В общем сатурновы спутники не слишком объемисты даже по сравнению с нашей Луной. Только один из них, названный Титаном (гигантом), почти равен Луне; самые крупные из остальных имеют поперечник вдвое и втрое меньше, чем Луна; а самые мелкие, лишь недавно открытые, шириною, вероятно, не более ста километров.

Телескоп открыл у Сатурна одну поразительную особенность, которая резко отличает эту планету не только от его близнеца – Юпитера, но и от всех других миров нашей системы. Особенность эта – загадочное плоское кольцо, свободно висящее вокруг планеты и окружающее ее наподобие полей шляпы. Благодаря этому кольцу, видимому для нас лишь сбоку, Сатурн имеет в телескоп чрезвычайно своеобразный вид. Когда 300 лет тому назад Галилей впервые направил на эту планету свою несовершенную трубу, Сатурн показался ему снабженным по бокам какими-то непонятными придатками, которые великий ученый принял было за самостоятельные планеты. «Это словно два служителя, поддерживающие старого Сатурна на его пути», – писал тогда Галилей. Долгое время странные придатки Сатурна оставались загадочными, – тем более, что нередко они таинственным образом исчезали. И только спустя полстолетия после первого наблюдения Галилея сильная труба Гюйгенса разъяснила наконец, в чем дело. «Сатурн окружен тонким плоским кольцом, не прикасающимся к нему и наклоненным к его орбите», – объявил Гюйгенс. Непонятная изменчивость формы кольца и периодические исчезновения его стали тогда вполне естественны. Во время 30-летнего странствования по обширной орбите Сатурн обращает к нам свое кольцо под разными углами – отсюда и различный вид его. Когда же это тонкое плоское кольцо становится к нам ребром, или когда оно освещается с ребра Солнцем, или же, наконец, когда обращает к нам свою темную, неосвещенную часть – во всех этих случаях оно делается совершенно невидимым. Подобные исчезновения кольца могут наблюдаться каждый год по несколько раз.

За 250 лет, протекшие со времен Гюйгенса, наши знания о сатурновом кольце значительно обогатились. Астрономы тщательно измерили его во всех направлениях, изучили его движение, а главное – определили его природу. Мы знаем теперь, что сатурново кольцо – не сплошное, твердое, а густой кольцеобразный рой мелких телец, вроде камешков или пылинок, быстро движущихся вокруг планеты, подобно тому, как обращается вокруг Солнца пояс планетоидов. Но, в отличие от последнего, крупинки в сатурновом кольце расположены гораздо теснее, гуще, так что издали собрание их производит впечатление сплошного тела и даже отбрасывает тень на поверхность планеты. Обломки распределены в этом кольце неравномерно: кольцо расщеплено круговыми щелями по крайней мере на три самостоятельных кольца, вращающихся одно в другом и отделенных друг от друга промежутками в тысячи километров. Ширина всех трех колец в пять раз превышает поперечник земного шара; толщина же их, довольно неравномерная, так мала, что кольца с ребра остаются невидимыми даже в сильнейшие телескопы. В среднем она, вероятно, не превышает ста километров. Значит, толщина колец меньше их ширины в тысячу раз, т. е. примерно во столько же, во сколько раз толщина страницы этой книги меньше ее ширины.

Мы сказали, что кольцо Сатурна расщеплено на три, – но есть еще и четвертое: самое внутреннее кольцо нерезко отграничено с внутреннего края, а слабеет лишь постепенно, оканчиваясь неясной серой полупрозрачной каймой. Мы имеем здесь четвертое кольцо, называемое «темным», «туманным» или «серым». Оно настолько неплотно, что сквозь него видна бывает в телескоп поверхность самой планеты.

Небесный венец Сатурна не висит неподвижно, а довольно быстро обращается вокруг планеты, причем внутренние частицы успевают сделать полный оборот в 5 часов, между тем как у наружного края они заканчивают обращение лишь в 12 часов.

Несколько цифр дадут более определенное представление о размерах и положении сатурновых колец. Все четыре кольца – три светлых и темное – расположены в одной плоскости, под углом около трети прямого угла к орбите Сатурна. Между кольцом и самой планетой остается прозор всего в два земных поперечника. Значит, наша Луна раз в 15 дальше от нас, чем край сатурнова кольца от поверхности планеты. Спутники же Сатурна, не исключая и самого близкого, лежат далеко за внешним краем кольца. Наблюдатель, помещенный на поверхности такого спутника, мог бы увидеть великолепный, единственный в своем роде небесный ландшафт: огромную планету, плывущую по небу внутри исполинского, быстро вращающегося кольца.

Таков, в кратких чертах, мир Сатурна – самого удивительного, самого таинственного из далеких миров нашей планетной семьи.

IX. Уран – «опрокинутый» мир

Долгое время полагали, что орбита Сатурна представляет собою уже границу солнечного царства, а далее за нею до неподвижных звезд на биллионы километров простирается пустынный мировой океан. Но в 1781 году знаменитый астроном Вильям Гершель, обозревая небо в свой исполинский телескоп, совершенно случайно открыл в этой мнимой пустыне еще одну планету, которую назвал Ураном. И так как новооткрытый мир расположен почти столь же далеко от Сатурна, как Сатурн от Солнца, то граница нашего планетного царства сразу оказалась отодвинутой на двойное расстояние. Восемьдесят четыре года – почти целый век – должен мчаться Уран в полутемных пустынях мироздания, чтобы замкнуть свой огромный путь вокруг далекого Солнца, которое светит для него почти в 400 раз тусклее, чем для нас.

Надо удивляться, что столь отдаленное и скупо освещаемое небесное тело все же доступно еще невооруженному глазу: зоркий человек при благоприятных условиях может различить эту планету в виде едва заметной слабой звездочки 6-й величины.

Объясняется это крупными размерами Урана, хотя он и не так огромен, как Юпитер и Сатурн. По объему он превышает Землю в 55 раз, тяжелее же нашей планеты всего в 14 раз, так что средняя плотность его всего в 1½ раза превышает плотность воды; в этом отношении Уран вполне походит на Юпитер.

Воображаемый ландшафт на одном из спутников Сатурна. – Планета с ее кольцами восходит над горизонтом

При страшной удаленности Урана едва удается даже в сильнейшие телескопы различить на его поверхности какие-либо подробности. Лишь с большим трудом установлено недавно, что этот далекий мир вращается вокруг оси в 11 часов, т. е. почти так же, как Юпитер и Сатурн. А изучение спектра Урана приводит к мысли, что он обладает очень плотной и высокой атмосферой, в которой имеются, между прочим, какие-то вещества, отсутствующие в атмосферах других планет.

Уран можно назвать «опрокинутым миром»: ось его вращения не отвесна к орбите и не наклонена под углом к ней, а почти совершенно лежит в ее плоскости. Чтобы наглядно представить разницу в этом отношении между Ураном и другими планетами, мы можем сказать, что Юпитер – это волчок, который вертится стоя; Земля, Марс, Сатурн – волчки, вертящиеся наклонно, а Уран – волчок, который вертится лежа. Поверните земной глобус так, чтобы он одним полюсом прямо обращен был к лампе – и вы сможете сами понять, как необычайно должны складываться на Уране условия солнечного освещения и чередования времен года.

Вокруг экватора этой «опрокинутой» планеты обращаются ее спутники, которых мы знаем пока четыре. Нетрудно понять, что система урановых лун должна представляться земным наблюдателям в довольно странных положениях. И действительно: то мы видим ее с ребра – и тогда спутники словно качаются вверх и вниз; то мы наблюдаем ее с лица – и тогда они движутся по кругам, как концы стрелок на стенных часах; то, наконец, система Урана представляется нам под бóльшим или меньшим углом – и тогда спутники кажутся движущимися по более или менее сжатому овалу. В течение одного долгого «года» Урана – т. е. в 84-летний промежуток – весь этот мир дважды становится к нам ребром и два раза обращается к нам «лицом». Время обращения спутников (к слову сказать, довольно мелких – не больше крупных планетоидов) длится от двух до 13 дней. Это единственные луны в нашей системе, которые движутся не в восточно-западном направлении, а как и сам Уран, в северо-южном.

X. Нептун – отдаленнейшая из планет

Самый далекий из известных нам миров солнечного царства – Нептун, – открыт всего лет 70 тому назад. С того времени, как люди узнали о его существовании, эта крайняя планета нашей системы не успела пройти и половины своего огромного пути вокруг Солнца. Удаленный от дневного светила в 30 раз больше, нежели Земля, Нептун требует 165 лет для одного полного оборота, несмотря на то, что он безостановочно мчится впятеро быстрее пушечного ядра. Два человеческих поколения сменилось с тех пор, как мы узнали o существовании этой отдаленнейшей планеты, – а на ней самой за то же время не протекло, можно сказать, еще и полугода!

Нептун по объему раза в полтора больше Урана. О физических особенностях этого мира нам неизвестно почти ничего. Некоторые частности в движении его единственного спутника заставляют предполагать, что Нептун – слегка сплюснутый шар, быстро вращающийся вокруг оси. На диске его, едва различимом в сильнейшие телескопы, удалось недавно заметить полосатость, какая видима и на Уране. Полагают, что поверхность этой планеты изменчива – на ней то появляются, то исчезают пятна, вызывающие по временам правильное усиление и ослабление яркости Нептуна. Внимательное изучение этого периодического изменения блеска планеты заставляет подозревать, что Нептун вращается вокруг оси, совершая полный оборот почти в 8 часов. Если это действительно так, то сутки Нептуна – самые короткие во всей нашей планетной системе.

Возможна ли жизнь в этом далеком полутемном мире, где диск Солнца не превышает величины Венеры на нашем небе и где лучи «дневного» светила в 900 раз слабее, чем на Земле? Отвергать такой возможности мы не вправе. Как ни тускло светит Солнце на этой планете, все же свет его в сотни раз ярче, чем у нас сияние полной луны. А внутренний источник тепла под тонкой корой (если только Нептун покрыт уже корой), быть может, греет вполне достаточно, чтобы в сырой атмосфере дать возможность развиться нетребовательным к свету растениям. Средства природы неистощимы, и нет ничего невозможного в том, что, перенесясь на поверхность Нептуна, мы увидели бы при сумеречном освещении крошечного Солнца вовсе не холодную мертвую пустыню, а степь густой растительности, выросшей на полуостывшей почве этого огромного мира… Конечно, это не более чем догадка, проверить которую науке, быть может, не удастся никогда.

Впрочем, кто решится ставить границы могуществу науки? Сама история открытия Нептуна дает нам блестящее доказательство необычайной изобретательности человеческого гения в деле познания тайн природы. Этот далекий мир был усмотрен впервые вовсе не на небе, а… на бумаге, среди столбцов цифр, как результат математических выкладок! Когда еще ни один человеческий глаз не видел планеты, указана была уже заранее точка неба, где должен был находиться этот неизвестный мир, угаданы были его расстояние, вес, объем, продолжительность обращения.

Вот как произошло это поразительное открытие, в котором перья математиков оказались более зоркими, чем самые сильные телескопы. В первой половине прошлого века, когда никто и не думал о возможности существования какой-либо планеты за Ураном, замечены были странные неправильности в движении самого Урана. Это-то и навело астрономов на мысль: не находится ли далее, за орбитой Урана, еще одна планета, которая своим притяжением нарушает правильность его движения? Два великих математика – знаменитый Леверье во Франции и молодой Адамс в Англии – без взаимного уговора принялись за вычисления с целью определить, где должна находиться эта предполагаемая планета. Результаты получились у обоих поразительно согласные, – и телескоп, направленный на соответствующую точку неба, вскоре подтвердил предсказание математиков: 24 сентября 1846 года здесь усмотрено было небольшое светило, медленно изменяющее свое положение между звездами. Это и была планета, впоследствии названная Нептуном.

Открытие Нептуна является великим торжеством вычислительной астрономии – науки, которая помогает человеку измерять небеса и взвешивать миры.

А сам Нептун, столь чудесно извлеченный из тьмы мирового пространства, является ли уже последним членом нашей планетной семьи? Едва ли. Скорее нужно думать, что орбита Нептуна еще далека от крайних пределов планетного царства. Кое-какие частности в движении Нептуна и Урана и замечательные особенности в расположении путей некоторых комет заставляют подозревать за нептуновой орбитой существование одной и даже нескольких планет. И подобно тому, как прежде Леверье и Адамс заранее вычислили размеры и расстояние Нептуна, – так теперь целый ряд астрономов-математиков работает над вычислениями невидимых занептуновских планет. Но здесь задача несравненно более трудная и менее определенная, а оттого и результаты получаются весьма разноречивые. Астроном Григулль пришел к заключению, что за Нептуном существует лишь одна планета, отстоящая от Солнца в 50 раз далее Земли и совершающая полный оборот в 360 лет. Астроном Си подозревает существование трех занептуновских планет, из которых ближайшая в 40 раз дальше Земли, а остальные две – в 56 и 72 раза; последняя совершает свой путь кругом Солнца в 610 лет. Покойный астроном Ловелл, исследуя в последние годы своей жизни движения Урана, пришел к заключению, что наблюдаемые в его движении неправильности могли бы быть объяснены, если допустить, что за Нептуном существует планета, обращающаяся вокруг Солнца в период около 300 лет.

Но при нынешних телескопах нельзя надеяться проверить прямым наблюдением все эти догадки и воочию увидеть эти миры. Нептун, надо думать, долго еще останется последней видимой планетой нашей системы, и занептуновские планеты не скоро еще будут вызваны земными астрономами из мрака отдаленнейших глубин неба⁶.

Наше обозрение далеких миров солнечной системы закончено. Мимолетное и беглое, оно все же дает представление о царящих в нашей планетной семье разнообразии и пестроте. По одному неизменному закону движутся и плотный одинокий Меркурий, и полугазовый Сатурн с многочисленной свитой спутников и колец. Вокруг одного Солнца обращаются и вечно знойный мир Венеры, и погруженный в беспросветный сумрак мир Нептуна. Небесные пылинки – планетоиды граничат с планетой-исполином – Юпитером. Мы видели дни, длящиеся четверть года, и мелькающие в несколько часов; наблюдали годы, сменяющиеся в четыре месяца и растягивающиеся на полтора века… Если в пределах одной лишь нашей планетной системы мы встречаем уже столько разнообразия, – то как непостижимо многообразны должны быть те неведомые нам звездные планеты, которые незримо кружат около сотни миллионов остальных солнц Вселенной!

Великий Ньютон, законодатель Вселенной, сравнивал себя с ребенком, собирающим камешки на морском берегу, между тем как безграничный океан глубоко скрывает истину от его глаз. Перед лицом Мироздания все человечество с изумительными завоеваниями его науки уподобляется этому беспечному ребенку на берегу неисчерпаемого Океана Тайн…

Ракетой на Луну

Далеко ли до Луны

В детстве мне казалось, что если забраться на крышу дома, то до луны будет уже не так далеко. Однажды в лунный вечер я залез на чердак, подошел к слуховому окну и выглянул оттуда. Я думал, что увижу луну вблизи. Куда там! Она висела в небе по-прежнему высоко, словно я смотрел на нее прямо с земли.

– Ты собирался, кажется, луну рукой достать? – смеясь, сказал старший брат.

– Мне бы на пожарную каланчу забраться, – ответил я. – Другое бы дело было!

– Не помогла бы и каланча, – сказал брат. – Знал бы ты, как до луны далеко, не трудился бы никуда забираться.

– А знают разве люди, как далеко до луны?

– Конечно. Расстояние давно измерено.

– Значит, люди добирались до луны?

– Ну, нет. Там не бывал еще ни один человек.

– На луне не были, а расстояние измерили!.. Как же так?

– Измерить расстояние до луны можно и не забираясь на нее, а оставаясь на земле. Хочешь, я объясню тебе завтра, как делаются такие измерения?

Наутро брат вышел со мной из дома, прошел несколько улиц нашего маленького города и привел меня к месту, где высоко на березе виднелась скворечница.

– Мог бы ты измерить, – спросил он, – на высоте скольких метров висит эта скворечница?

– Если влезть на березу, – начал я, – добраться до скворечницы, спустить оттуда веревку…

– Ну, а не влезая на дерево, – перебил меня брат, – стоя здесь, на земле, притом без всякой веревки?

Я задумался. Определить высоту скворечницы, не взбираясь на дерево, казалось мне совершенно невозможным. Однако брат взялся это проделать. Вынув из кармана две белые карточки, он дал одну мне и велел отойти в сторону от березы. Сам же, держа в руке вторую карточку, отошел по другую сторону дерева. Приставив карточку к глазу, брат стал на колено, чтобы быть одного роста со мною. Нижний край его карточки был направлен как раз на меня. Закрыв один глаз, он глядел другим на скворечницу так, чтобы взгляд скользил по карточке; в этом направлении он прочертил на карточке прямую линию. Стоя на своем месте, я должен был проделать то же самое.

– Мог бы ты измерить, – спросил брат, – на высоте скольких метров висит эта скворечница? (Внизу направо показан способ измерения)

Вы лучше поймете то, что сейчас было сказано, если рассмотрите внимательно нижний правый угол рисунка на с. 55.

Покончив с этим, брат вынул из кармана мерную ленту и промерил расстояние между местами, где мы стояли. Оказалось одиннадцать метров.

– Готово! – объявил брат. – Можно отправляться домой.

– А как же высота? – разочарованно спросил я. – Ведь ты собирался измерить высоту скворечницы.

– Для того и идем домой. Там узнаем. Здесь нам больше нечего делать.

Это было совсем странно: как можно в своей комнате измерить высоту скворечницы, которая висит где-то за городом?

С интересом ждал я, что он станет делать дома.

Брат начал с того, что провел на листе бумаги прямую линию в одиннадцать сантиметров длины. К концам линии он приставил наши карточки, как показано на рисунке (см. ниже). Линии, прочерченные на них, он продолжил на бумаге, пока они не встретились, и измерил расстояние от места встречи до нижней линии.

Я не очень-то понимал, зачем все это делается и как отсюда можно будет узнать высоту скворечницы.

– Вот видишь, – объяснил мне брат, водя пальцем по чертежу, – нижняя линия в одиннадцать сантиметров – это расстояние от моего глаза до твоего, когда мы стояли с тобою у березы. Оно лишь уменьшено: сколько там было метров, столько на чертеже сантиметров. А вот это – направления, под какими мы глядели на скворечницу. Она висит в месте встречи этих линий. Расстояние от нее до нижней линии и есть высота скворечницы, только высота не над самой землей, а над линией наших глаз. Сколько здесь, в этом расстоянии, сантиметров, на столько метров возвышалась скворечница над линией наших глаз. Ведь сантиметр на чертеже соответствует метру на улице. Если к найденной высоте прибавим твой рост, мы узнаем то, что хотели: высоту скворечницы над землей. Понял?

– Это довольно просто.

– А понимаешь ты теперь, каким образом могли ученые измерить расстояние до луны, не добираясь до нее?

– Конечно: два ученых глядели на луну сразу из двух далеких мест и замечали направления, как мы.

Как брат закончил дома измерение высоты скворечницы

– Да, только сделано это было не так легко и просто, как у нас с тобою. Расстояние между обоими учеными было не одиннадцать метров, а несколько тысяч километров; углы же не прочерчивались на картоне, а измерялись точнейшими инструментами. Зато и вывод получился гораздо надежнее.

– И что же узнали? Как далеко до луны?

– Страшно далеко! Круглым числом четыреста тысяч километров. Ты знаешь, что от Москвы до Ленинграда всего лишь шестьсот сорок километров. До луны же от нас четыреста тысяч километров. Это в шестьсот с лишним раз дальше, чем от Москвы до Ленинграда. Если бы два города на земле были разделены таким большим расстоянием, то знаешь, сколько времени мчался бы поезд от одного к другому?

– Целую неделю? – попробовал я угадать.

– Сообрази: от Москвы до Ленинграда скорый поезд идет примерно десять часов. Если расстояние в шестьсот раз больше, то и времени уйдет на езду в шестьсот раз больше. Значит, понадобится шесть тысяч часов. Это – двести пятьдесят суток, или восемь месяцев с лишним. Вот как далеко до луны! Ну, что ты скажешь теперь: стоит взбираться на пожарную каланчу, чтобы взглянуть на луну поближе?

Я рассмеялся.

Брат продолжал:

– На свете нет такой высокой башни, с верхушки которой луна казалась бы хоть чуточку ближе, чем с поверхности земли.

– А железная башня Эйфеля в Париже? – спросил я. – Ведь она выше облаков!

– Да, случается иной раз, что верхушка ее окутывается облаками. Но ты, вероятно, думаешь, что облака плывут очень высоко? Это неверно: высота их и сравниться не может с высотою луны. Те облака, что окутывают иногда верхушку Эйфелевой башни, находятся не выше трехсот метров. Дождь идет из облаков, плавающих на высоте двух километров, а самые высокие облака, перистые, висят над нами в восьми-десяти километрах. Что все это по сравнению с четырьмястами тысячами километров! Башня Эйфеля имеет в высоту триста метров. Конечно, если бы ты забрался на ее верхушку, тебе показалось бы, что ты страшно высоко над землей. Люди внизу казались бы муравьями. Но будь башня даже втрое выше, она и тогда была бы в четыреста тысяч раз ниже, чем луна над нашей головой. Заметь: не просто в четыреста раз, а в четыреста тысяч раз! Когда вещь делается ближе всего лишь на четырехсоттысячную долю, можно разве это уловить глазами?

– Но если луна так далека, – спросил я, – то, верно, она и не такая маленькая, как кажется?

– Какой же она величины, по-твоему?

– Величиной с тарелку, мне казалось.

– С тарелку? Ну, хорошо, сегодня вечером мы измерим с тобою, как велика лунная тарелка.

Какой величины Луна

Поздно вечером брат вывел меня за город на ровное, далеко простирающееся поле. Темное небо было безоблачно и начинало заметно светлеть на востоке.

– Скоро взойдет полная луна, – сказал брат, указывая на восток, где вырисовывалась на небе черная заводская труба.

– Там, позади завода?

– Да. И тогда ты поймешь, как могли люди измерить лунный поперечник. Видишь линию, где свод неба как бы сходится с землей? Линия эта называется горизонтом. Ты, конечно, понимаешь, что горизонт – не край земли, а только граница того, что видит глаз. В старину люди думали, что Земля плоская, как круглый поднос. Верили, что можно добраться до края этого подноса – туда, где свод неба опирается на землю, и высунуть голову за небесный купол. Теперь даже дети знают уже, что Земля никаких границ не имеет, что она круглая не как поднос, а как мяч. Свод неба не существует; нам только кажется, что Земля накрыта небесным куполом.

Сколько времени отняло бы путешествие на Луну, если бы можно было его сделать пешком, верхом, на автомобиле, на паровозе, на самолете

– А если дойти до горизонта?

– До него дойти никак нельзя. Сколько бы ты ни шел, горизонт все время будет отступать от тебя. Горизонт – это то место, где взгляд наш соскальзывает с выпуклости земного шара и уходит в небесное пространство. На ровном месте взрослый человек видит кругом себя на пять километров; это и есть расстояние до горизонта. Если подняться выше, горизонт отойдет дальше. Для человека маленького роста горизонт ближе.

– А для меня?

– Я рассчитал, что при твоем росте ты должен видеть горизонт на расстоянии четырех километров. Завод виден тебе как раз на горизонте – значит, от нас до него четыре километра. Если я пригнусь до одной высоты с тобой, то буду видеть завод, как и ты, на самом горизонте… А, вот и край луны показался!

– Я не вижу.

– Оттого, что ты ниже ростом. Для меня горизонт лежит на километр дальше, и мне видно то, чего ты еще не видишь.

В старину люди верили, что возможно добраться до края Земли и даже высунуть голову за небесный свод.

(Этот рисунок взят из старинной книги)

Как можно измерить величину Луны, пользуясь заводской трубой

Через некоторое время и я увидел верхушку светлого лунного круга, выдвинувшегося из-под горизонта.

Вскоре луна выплыла вся на небо и стала большим медно-желтым кругом за черной заводской трубой. На светлом лице луны труба виднелась очень четко и помещалась как раз между краями лунного круга.

– Заводская труба и лунный поперечник кажутся отсюда одной величины, – сказал я.

– Вот именно! Для того-то я и привел тебя сюда, чтобы ты это увидел.

А как ты думаешь: на самом деле луна и труба тоже одной величины?

– Луна дальше – значит, она больше.

– Во сколько раз?

– Во столько раз больше, во сколько дальше.

– Но ты ведь знаешь уже оба расстояния: и до трубы, и до луны. Сообрази же, во сколько раз лунный поперечник больше высоты трубы.

Я начал высчитывать вслух:

– До трубы четыре километра, до луны четыреста тысяч километров. Луна дальше в сто тысяч раз. Значит, поперечник ее длиннее трубы тоже в сто тысяч раз.

– Верно! Теперь скажу тебе высоту трубы.

Какой величины круг Луны по сравнению с материком Африки.

(Надо помнить, однако, что полная поверхность лунного шара больше этого круга в четыре раза; она заключает больше квадратных километров, чем африканский материк, и немногим уступает по размерам материку Азии)

– Откуда ты знаешь?

– Сегодня днем я нарочно побывал на заводе и определил там ее высоту. Воткнул в землю отвесно палку и измерил ее тень. Во сколько раз тень палки короче тени трубы, во столько же раз и сама палка ниже самой трубы.

– Какой же высоты труба?

– Тридцать пять метров. И тогда же я рассчитал, что для тебя она на горизонте должна покрывать поперечник луны.

– Теперь я уж сам могу высчитать, как велик лунный поперечник, – подхватил я. – Надо тридцать пять метров умножить на сто тысяч. Сначала умножаю на одну тысячу – получаю тридцать пять тысяч метров, или тридцать пять километров. Эти тридцать пять километров множу на сто – получаю тридцать пять сотен, или три с половиной тысячи километров.

– Правильно. Вот мы и узнали длину лунного поперечника: три с половиною тысячи километров. Хороша тарелочка!

Я был так поражен этим результатом, что не поверил бы ему, если бы сам не проделал расчета. Так вот какой величины лунный шар! Его поперечник всего в четыре раза меньше земного.

– Ты убедился теперь, – сказал брат, – что Луна не тарелка, а целый мир. Круг лунного шара шириной с Африку, но полная поверхность Луны больше поверхности этого материка. Ученые рассчитали, что полная поверхность лунного шара по обширности лишь немного уступает Азии: в той и другой почти одинаковое число квадратных километров. А Азия, ты знаешь, огромный материк. На нем живет больше половины всего человечества, по нему протекают многоводные реки, проходят хребты высочайших гор, простираются обширные плодородные равнины и тянутся столь же обширные пустыни…

– А на Луне? – спросил я.

Как Луна устроена

– Ты спрашиваешь, как устроена поверхность Луны? – сказал брат, когда мы направились домой. – Ученые знают об этом только то, что можно разглядеть с земли в зрительные трубы. Трубы словно приближают Луну к нашим глазам, но приближают недостаточно. Самые сильные трубы показывают нам Луну такою, какою видна она простому глазу с расстояния нескольких сотен километров. Много ли с такого удаления различишь?

– Что же там все-таки увидели ученые?

– При взгляде на Луну в трубу, даже и не очень сильную, сразу заметно, что Луна – страна горная. Поверхность лунного шара почти вся изрезана горами – целыми хребтами и множеством отдельных гор, больших и малых. Они отбрасывают при солнечном освещении заметные тени, и по этим теням ученые измерили высоту лунных гор. Среди них оказались и очень высокие – до семи и более километров. На земле самая высокая гора – Эверест в Азии – достигает почти девяти километров. Но ведь Луна меньше Земли; семикилометровая гора на шаре Луны – более крупная неровность, чем девятикилометровая гора на шаре Земли. Большинство лунных гор имеет форму кольца, которое окружает внутреннюю впадину. На Земле нет таких больших кольцевых гор, как на Луне. Некоторые из лунных кольцевых гор имеют в поперечнике сто, полтораста и более километров; есть гора, охватывающая площадь примерно такую же, как Ладожское озеро. Иногда посредине впадины лунной горы поднимается другая гора; но она бывает не выше окружающего ее вала.

– Можно эти горы видеть без трубы?

– Нет, простым глазом не видно.

– А что такое те серые пятна, которые я вижу сейчас на Луне?

Что можно различить на Луне в трубу

– Обширные темные пространства. Старинные ученые назвали их «морями». Такое название осталось за ними и теперь, хотя давно известно, что это сухие равнины. На Луне нет ни морей, ни океанов, ни рек, нет никакой воды на поверхности. Нет даже ни одного облачка. Никогда не бывает там ни дождя, ни снега.

– Отчего же нет на Луне воды?

– Оттого, что Луна не окружена атмосферой. Где нет воздуха, там вода сразу же должна испариться. Но и пар не мог бы остаться на Луне; он должен рассеяться в небесном пространстве, как рассеялся тот воздух, который когда-то, вероятно, был на Луне.

– Почему же земной воздух не рассеивается, а лунный рассеивается?

– Потому что на Луне тяжесть заметно слабее, чем на Земле. Если бы перенести на Луну гирю в один килограмм и повесить на крючок пружинного безмена, она вытянула бы там не тысячу граммов, а только сто семьдесят. Все вещи на Луне в шесть раз легче, чем на Земле. Луна слабее притягивает к себе, чем Земля. Оттого и не могла Луна удержать вокруг себя атмосферу.

– Еще что узнали о Луне? Расскажи!

– Луна вращается вокруг себя гораздо медленнее, чем Земля. Лунные сутки длятся двадцать девять земных суток: четырнадцать с половиной суток длится день и столько же ночь.

– Такая долгая ночь?

– Да. И за эту долгую ночь почва Луны успевает настолько остыть, что там стоят страшные морозы, каких на Земле никогда не бывает. А за долгий день лунная почва, наоборот, накаляется горячее кипятка. Солнце палит без перерыва четырнадцать наших суток, а ведь на лунном небе нет ни единого облачка, и жар Солнца ничем не смягчается.

– Кроме гор и равнин что еще заметили на Луне?

– Заметили глубокие трещины в почве, шириною примерно в километр, которые тянутся иногда на сотни километров. Их назвали «бороздами». А от некоторых гор расходятся во все стороны какие-то полосы, которые не отбрасывают тени и ярко выделяются на лунной почве. Они названы «лучами». Что это такое – никто не знает. Может быть, застывшие потоки лавы, а может быть, что-нибудь другое.

За разговором мы не заметили, как добрались до дому. Там брат показал мне в книге рисунки Луны и ее частей, как они видны в сильную трубу.

– Хотелось бы самому побродить по этим горам! – мечтал я, рассматривая рисунки. – Неужели так и невозможно добраться до Луны?

– Пока еще нельзя, – ответил мне брат. – Но в будущем придумают способ совершить такое путешествие. Было время, когда люди не могли и до Америки добраться, считали это неисполнимым делом. А теперь большой пароход перевозит туда сразу тысячу людей в 4–5 суток. Наступит время, когда и перелет на Луну сделается возможным. Тогда люди облетят кругом Луны и смогут узнать, как устроена другая ее половина – та, которая никогда к нам не поворачивается.

Участок лунной поверхности, видимый в сильный телескоп. Различаются горные цепи, отдельные кольцевые горы и обширные равнины, называемые «морями»

– Разве нам видна только половина Луны?

– Да, всегда одна и та же половина. Луна обходит кругом Земли так, что смотрит на нас все время одной и той же своей стороной. Другая сторона никогда не бывает нам видна. Никто не знает, как эта невидимая половина устроена. И только облетев кругом Луны, можно будет об этом узнать. Много еще и других загадок скрывает в себе этот соседний с нами мир, и их откроют будущие лунные путешественники.

ЗАВОЕВАТЬ НЕБО Такие разговоры вели мы с братом давно, лет сорок назад, когда я был еще очень молод. Никто не помышлял тогда всерьез о том, чтобы перелететь на Луну. Но в наши дни пришла пора поставить и это дело на очередь. Люди хотят исследовать все уголки мира, стремятся всюду побывать, обо всем желают узнать. На Земле они посетили уже почти все места, даже самые труднодоступные. С опасностью для жизни взбирались люди на высочайшие горы, спускались в темные подземные пещеры. Много раз переплывали океаны, пробивались через непроходимые леса, проходили бесплодные пустыни. Люди посещали и знойный экватор, и ледяные полюсы. Поверхность земного шара исследована вдоль и поперек.

Но мир – не один лишь земной шар. Мир – это все, что окружает нас на Земле и на небе. Далеко в небесном пространстве есть и другие огромные шары, другие Земли. Ближе всех – Луна, подальше – планеты. Их тоже надо исследовать. До сих пор люди изучали Луну и планеты только с помощью зрительных труб. Этого недостаточно. Чтобы узнать о Луне больше, надо самим там побывать. Человек завоевал Землю, теперь он хочет завоевать и небо.

Но как это сделать? Каким образом добраться до Луны?

Казалось бы: чего проще? Существуют воздушные корабли (дирижабли), шары, самолеты: сесть в них и направить путь к Луне! Однако если вы станете доискиваться в книгах, как высоко до сих пор залетали дирижабли, воздушные шары и самолеты, то узнаете, что ни один человек не поднимался еще над землей выше 22 км. Правда, это страшно высоко, в два с половиною раза выше вершины самой высокой горы, но не приближает нас к Луне ни на один шаг.

Вы спросите, вероятно, почему же люди не залетают выше 22 км. Что им мешает туда подниматься?

Мешает то, что чем выше подниматься, тем воздух менее плотен. А ведь самолеты, воздушные шары и дирижабли опираются о воздух; если воздух чересчур разрежен, то держаться в нем они не могут. На таких высотах и дышать человеку нечем; приходится для дыхания брать запас воздуха с собою.

Полеты на большие высоты делались вовсе не для того, чтобы приблизиться к Луне, а чтобы изучить тот воздушный океан, который окружает наш земной шар. Все мы живем словно на дне этого океана и потому должны знать его свойства. Океан этот состоит как бы из двух этажей – нижнего и верхнего. Оба вместе составляют «атмосферу»; нижний этаж получил название «тропосферы», верхний – «стратосферы». Названия эти полезно запомнить: они часто встречаются теперь не только в книгах, но и в газетах.

Высочайшие подъемы на воздушных шарах, «стратостатах», по сравнению с высочайшими горными вершинами. Выше всех поднимались до сих пор советские воздухоплаватели

Нижний этаж – тропосфера – гораздо плотнее стратосферы, хотя они переходят одна в другую постепенно, без резкой границы. Но все же границу провести можно. Она лежит примерно на высоте 10 км. В пределах этого первого десятка километров (считая от земли) воздух при поднятии вверх становится все холоднее; каждый километр подъема переносит нас в воздушный слой, который градусов на пять, на шесть холоднее нижнего слоя. У границы стратосферы круглый год, зимой и летом, держится мороз градусов в 50 (по стоградусному термометру). Но выше, в стратосфере, сколько ни исследовали, не замечали, чтобы мороз заметно усиливался с подъемом над землей.

В этом еще не все различие между тропосферой и стратосферой. Другое отличие в том, что туманы, облака, дождь, снег, бури бывают только в нижнем этаже воздушного океана; в стратосфере же небо всегда ясно, всегда безоблачно; дождей, снега, бурь не бывает там вовсе.

Долго люди летали только в тропосфере, не умея проникнуть в разреженный воздух стратосферы, и только очень недавно отважились залететь выше границы, отделяющей тропосферу от стратосферы. Это очень опасные полеты. Американский военный воздухоплаватель Грей, взлетевший в 1927 г. на воздушном шаре до высоты почти 13 км, не вернулся живым: когда шар опустился, Грея нашли в его корзине мертвым⁷.

Для подъема в стратосферу теперь пользуются очень большими шарами особого устройства, называемыми стратостатами. Если бы вы увидели стратостат перед самым полетом, вас удивило бы, что он вовсе не похож на шар; скорее он напоминает по форме огромную морковку. Это оттого, что в его оболочку вводят гораздо меньше газа, чем в ней могло бы поместиться. По мере того как стратостат поднимается выше и попадает в слои все более разреженного воздуха, давление снаружи ослабевает (оттого, что воздух чем менее плотен, тем слабее давит); газ распирает оболочку изнутри все заметнее; она раздувается и на большой высоте становится уже настоящим шаром. Вы понимаете теперь, почему шар не надувают до отказа с самого начала полета: иначе он не поднялся бы до большой высоты, а лопнул бы гораздо раньше от внутреннего давления.

Начало подъема советского стратостата «СССР». Рядом шар-прыгун.

Шар «СССР» поднялся на высоту 19 километров

У стратостата нет открытой корзины; вместо нее имеется закрытая наглухо кабина в форме шара, с тонкими, но очень прочными металлическими стенками. Находясь внутри такой кабины (или гондолы, как ее называют воздухоплаватели), люди дышат не разреженным и холодным воздухом окружающих высот, а запасом его, взятым с собою с земли. Страшный наружный мороз также не проникает внутрь гондолы: солнечные лучи, не задерживаемые облаками, прогревают металлические стенки гондолы так сильно, что в ней бывает даже чересчур жарко.

Внутренность гондолы стратостата «СССР», видимая через окошко

Первым поднялся на стратостате бельгийский ученый, профессор Пикар. Он сделал в 1931 и 1932 гг. два полета, достигнув небывалой до него высоты: около 16 км. Но недолго числился он единственным человеком, так высоко забравшимся в стратосферу. Советские воздухоплаватели подняли флаг нашей страны еще на бóльшую высоту: сначала на 19 км, потом на 22 км. Подъем на 19 км был совершен на стратостате «СССР» тремя военными воздухоплавателями: Прокофьевым, Бирнбаумом и Годуновым. На высоте 19 км воздух в 15 раз менее плотен, чем внизу, у земли. Разреженный воздух почти не отбрасывает тех лучей солнца, от которых зависит голубой цвет небесного свода; оттого безоблачное небо там даже при полном свете солнца почти черное и лишь слегка отливает синеватым оттенком.

Второй стратостат построен был работниками ленинградского Осоавиахима и назывался «С-ОАХ-I», т. е. «Стратостат Осоавиахима первый». В нем поднялись летчик Федосеенко, инженер Васенко и молодой ученый Усыскин. Замечательный успех, достигнутый ими, – высота в 22 километра, – куплен был ценою жизни этих самоотверженных завоевателей неба. Стратостат при спуске потерпел крушение, и все трое найдены были в гондоле мертвыми. Гибель их, однако, не устрашила других исследователей, и сейчас работники Осоавиахима приступили уже к постройке нового стратостата «С-ОАХ-II».

Для подъема стратостатов существует предел, выше которого они никогда подняться не смогут. Строители стратостатов (например, Годунов) считают, что предел этот лежит на высоте 40 км, где воздух в 250 раз реже, чем тот, которым мы дышим внизу. Никакой стратостат, как бы огромен он ни был, не сможет поднять людей выше чем на 40 км.

Хотя люди и не забирались пока сами выше 22 км, они сумели все же узнать кое-что о свойствах воздуха на более значительных высотах. Туда много раз запускали небольшие воздушные шары (примерно в 1–2 метра поперечником) с подвязанными к ним легкими инструментами. Инструменты эти устроены так, что они сами на перематывающейся ленте отмечают температуру воздуха и выполняют другие измерения. Шары эти, называемые шарами-зондами⁸, удавалось запускать до высоты 36 км. Выше разреженный воздух не может их удерживать. На высоте 50 км воздух в тысячу раз менее плотен, чем у земли; на высоте 100 км – в 120 тысяч раз. На такой высоте, можно сказать, воздуха почти уже нет. Еще выше пропадают последние его следы, и начинается безвоздушное небесное пространство. Одна сотня километров атмосферы – что значит это по сравнению с теми четырьмя тысячами сотен километров, которые отделяют Землю от Луны?

Итак, на пути к Луне лежит около 400 тыс. км пустого пространства, через которое не может перебраться ни шар, ни дирижабль, ни самолет.

Даже если бы между Землей и Луной был воздух, то и тогда на самолете или воздушном корабле невозможно было бы долететь до Луны. Расстояние до Луны вдесятеро больше окружности земного шара. А может ли самолет облететь десять раз кругом Земли, нигде не опускаясь? Не может; ему не хватит бензина, не хватит даже, чтобы облететь Землю один раз. Никакой самолет, никакой воздушный корабль не мог бы унести с собою запас горючего для четырехсот тысяч километров пути. Значит, будь даже пространство до Луны заполнено воздухом, все равно нельзя было бы до нее добраться на самолете или на воздушном корабле. Для такого путешествия надо придумать какой-нибудь другой способ передвижения.

Послушайте, что придумал для этого лет пятьдесят назад французский писатель Жюль Верн.

Из пушки на Луну

То, что придумал Жюль Верн, приходило, быть может, в голову и иному из вас. Надо, говорил он, устроить огромную пушку и зарядить ее таким большим снарядом, чтобы внутри его могли поместиться люди. Пушка выстрелит, и если ее хорошо направить, то ядро с путешественниками долетит до Луны.

Чтобы представить свою мысль яснее, Жюль Верн придумал такой рассказ. Трое смелых и изобретательных людей замыслили отправиться на Луну. Для этого они отлили отвесно в земле чугунную пушку огромной, невиданной величины. Она уходила в землю на триста метров! Зарядили пушку сотней тонн сильного пороха. По пушке изготовили и снаряд – метра в три толщиною. Внутри его устроили и обставили комнату – каюту – для трех пассажиров. Стены каюты имели тридцать сантиметров в толщину; в них были окошки из толстого стекла, чтобы можно было смотреть кругом во время небесного перелета.

Путешественники взяли с собою особые приборы, которые очищали воздух, испорченный дыханием, и пополняли его убыль. Запасено было достаточно еды, питья и всего, чтоэможет понадобиться во время небесного путешествия.

Настал час отправления в путь. Смельчаки попрощались с друзьями и плотно заперлись внутри снаряда. Осторожно, особыми машинами, опустили снаряд на дно пушки, где уже приготовлен был огромный заряд пороха. Нажали кнопку – электрическая искра воспламенила порох. Раздался страшный грохот, и ядро с пассажирами ринулось сквозь атмосферу в пустоту небесного пространства. Скорость снаряда была громадная – двенадцать километров в секунду. От страшного сотрясения при выстреле все три путешественника потеряли сознание. Но скоро они пришли в себя и устроились в каюте довольно уютно. Они не чувствовали полета ядра в небесном пространстве, потому что снаряд, покинув пушку, несся в пустоте совершенно плавно, без единого толчка. Почти четверо суток летели они сквозь мировое пространство, пока не приблизились к Луне.

Французский писатель Жюль Верн, автор романа «Из пушки на Луну»

Однако на Луну они все же не попали. Случайно, еще в самом начале перелета, ядро слегка отклонилось от намеченного пути и оттого в конце пути проскользнуло мимо Луны. Облетев ее кругом, ядро снова направилось к Земле. Опять четверо суток летели наши путешественники через пустое пространство, и наконец снаряд достиг земного шара. Здесь путников ожидала новая случайность: ядро попало в океан… Но так как оно имело внутри полость, то не пошло ко дну, а всплыло на поверхность. Это была большая удача: попади снаряд в сушу, он при ударе раздавил бы своих пассажиров.

Так счастливо закончилось небывалое путешествие из пушки на Луну, хотя, отправляясь в путь, смельчаки вовсе и не думали о том, что смогут возвратиться.

Подготовка к полету на Луну внутри огромного пушечного снаряда (по роману Жюля Верна «Из пушки на Луну»). Пушка уходила в землю на триста метров

Описание этого перелета полно интересных приключений. Пересказывать их здесь мы не станем. Кто желает, может прочесть книгу Жюля Верна «Из пушки на Луну». Для нас сейчас важно другое: важно узнать, что в этом занимательно придуманном рассказе действительно возможно и что совершенно несбыточно.

Вы думаете, вероятно, что никакую вещь нельзя сбросить навсегда с земного шара. Невозможно, значит, и закинуть снаряд на расстояние Луны. Видел ли кто-нибудь, чтобы брошенная вещь не падала тотчас обратно? Нет, никто еще этого не видел. Но знаете, почему? Только потому, что кидали недостаточно сильно. Если бы вещь бросили с очень большой скоростью, получилось бы совсем иное. Сейчас вам станет ясно, что именно должно при этом произойти.

Как началось путешествие на Луну героев Жюля Верна… (См. с. 74)

Представьте себе, что на высокой горе поставлена пушка, которую направили вдоль земной поверхности. На рисунке (с. 80) вы видите такую пушку. Поверхность земли нарисована (в верхней части рисунка) кривой; вы понимаете, почему: ведь Земля – шар, и, значит, поверхность ее кривая. Снаряды, выстреливаемые пушкой, летят тоже не прямо: путь их пригибается к земле оттого, что снаряды имеют вес. Если скорость снарядов не слишком велика, то пути их искривляются круче, чем поверхность земли; поэтому ядро в конце пути встречает землю, падает на нее. Чем больше скорость полета снаряда, тем дальше от пушки он падает. Может быть такая большая скорость, при которой путь снаряда изгибается ровно на столько же, на сколько изогнута поверхность земли. Что произойдет с таким снарядом? Где он упадет? Нигде не упадет – ведь он даже не приближается к земле. Он сделает полный круг около земного шара и вернется в то место, откуда вылетел. А если тем временем пушку убрать, чтобы она не мешала пролету снаряда, то он сделает второй круг, потом третий, четвертый и т. д. Одним словом, снаряд, выпущенный с такой большой скоростью, будет кружиться все время около земного шара, нигде не падая на землю.

Расчет показывает, что это должно случиться со снарядом, который выстрелен пушкой со скоростью восьми километров в секунду. Таких сильных пушек еще не существует. Нынешние не могут выбрасывать снарядов с такой скоростью; самые могучие пушки дают своим снарядам скорость всего только полтора километра в секунду. Такие ядра, конечно, падают на землю. Но если бы удалось сделать пушку, которая выстреливала бы свои снаряды со скоростью восьми километров в секунду, мы получили бы снаряды, вечно кружащиеся около земного шара, никогда на него не падая.

Пойдем дальше. Пусть пушка, стоящая на горе, выстреливает ядра со скоростью больше восьми километров в секунду. Как полетит такое ядро? Оно тоже не упадет на землю, а обежит вокруг земного шара, на этот раз по вытянутому кругу. При скорости же одиннадцати километров в секунду ядро удалится совсем от Земли; круг вытянется так, что ядро сможет долететь до Луны и даже занестись дальше.

Значит, ничего нет невозможного в мысли закинуть пушечное ядро на Луну. Конечно, теперь не существует еще пушки, выстреливающей снаряды со скоростью одиннадцати километров в секунду. Однако если б такую пушку удалось изготовить, ее снаряды могли бы при метком выстреле попасть в Луну. Но послать снаряд на Луну – только половина дела.

Это обстрел Луны, а не путешествие на Луну. Чтобы превратить обстрел в путешествие, надо посадить внутрь снаряда людей. И, конечно, нужно еще, чтобы люди при выстреле уцелели.

Эта вторая половина дела не менее важна, чем первая. Если пассажиры не уцелеют, то не только отважные люди погибнут, но и все предприятие потеряет смысл: никто Луны не увидит.

Нужно, чтобы пассажиры благополучно покинули жерло пушки, достигли Луны да еще возвратились невредимыми обратно.

…и как оно окончилось: снаряд, возвращаясь на Землю, попал в океан

Если путешественники обо всем заранее позаботились и запаслись чем надо, то во время самого перелета ничто угрожать им не будет. Главная опасность подстерегает их при выстреле. Зато опасность эта такова, что избегнуть ее невозможно. Сотрясение при выстреле безусловно гибельно для пассажиров ядра, и нет никаких средств уберечься от него. Человеку так же опасно при выстреле сидеть внутри пушечного ядра, как и быть впереди его. Что может спасти человека, в которого стреляют из пушки, стреляют в упор, да еще из такой чудовищной пушки? Гибель совершенно неизбежна.

Значит, людям нечего и надеяться вылететь живыми из жерла пушки. А если бы даже снаряд вынес их из пушки невредимыми, то как вернулись бы они обратно? Где бы нашли они на Луне пушку, которая выстрелила бы их назад на Землю? Рассчитывать на счастливый случай? Это было бы уж слишком легкомысленно.

Словом, для путешествия на Луну пушка еще менее пригодна, чем самолеты и воздушные корабли. Самолет может поднять человека хоть на четырнадцать километров, пушка же не поднимет его живым ни на один сантиметр. Что же годится для полета на Луну? Какая летательная машина сможет вынести путешественников невредимыми из земной атмосферы в пустое небесное пространство, доставить на Луну и возвратить потом снова на родную Землю?

Такой машиной будет та, которая устроена не подобно самолету или пушке, а подобно ракете.

Как и почему летит ракета

Во время народных празднеств и гуляний в парках вам случалось, вероятно, видеть, как на вечернем небе взлетают огненные ракеты и высоко рассыпаются цветными звездочками. Вам, может быть, удавалось иной раз подобрать на земле пустую ракетную трубку после ее падения. Но как ракета устроена и почему она взлетает, вы, я уверен, не знаете. А между тем надо это знать. Иначе вы не поймете, каким способом надеются люди «завоевать небо» – улететь в небесное пространство и посетить Луну.

Воображаемая стрельба с высокой горы снарядами огромной скорости.

(На верхнем рисунке показан путь полета снарядов)

Слово «ракета» – итальянское и означает «трубка». Ракета – трубка, набитая порохом. На рисунке (с. 84) показано устройство небольшой ракеты – из тех, что служат для увеселения на празднествах. В картонную трубку плотно набивают порох такого состава, что он загорается не весь сразу, а горит постепенно. С одного конца трубка закрыта, с другого – открыта; против открытого конца выдавлена в порохе глубокая полость. С помощью шнура, проходящего через сужение в открытом конце трубки, зажигают порох внутри ее, – ракета тотчас же быстро взвивается вверх. Чтобы, летя в воздухе, она не кувыркалась, а поднималась отвесно вверх, к ней прикрепляют сбоку длинную палку – «хвост» ракеты. Если хотят, чтобы ракета, поднявшись доверху, рассыпалась цветными звездочками, надо в головную ее часть положить шарики бенгальского огня; когда порох догорит до этого места, шарики воспламеняются и разбрасываются.

Набивать ракеты порохом – дело очень опасное; порох при сдавливании легко взрывается. Изготовлением ракет должны заниматься только люди, очень хорошо знающие это дело. Не вздумайте сами приниматься за такую работу: ничего, кроме беды, у вас не получится. Немало уже было несчастий – пожаров, увечий, гибели людей – при изготовлении ракет даже опытными людьми.

Маленькая увеселительная ракета поднимается метров на шестьдесят-восемьдесят. Крупные ракеты с большим зарядом взлетают гораздо выше. В последние годы научились делать ракеты, поднимающиеся на десять и больше километров. Изготовление их связано с большой опасностью для жизни; еще опаснее их зажигание и пуск. Люди, делающие опыты с большими ракетами, следят за ними не прямо, а через маленькое окошечко в толстой дощатой стене, отгораживающей людей от ракеты. В иных случаях люди даже вовсе не глядят на взлетающую ракету сами, а выставляют фотографический аппарат, который и снимает ракету; заснятое потом рассматривают и изучают. Если при зажигании ракеты произойдет взрыв, погибнет только аппарат, а не люди.

Мы ничего еще не сказали о том, почему зажженная ракета взлетает вверх. При зажигании пороха в ракете образуется много горячего газа; ему тесно внутри нее, и он стремительно вытекает через отверстие трубки. Ракету при пуске устанавливают открытым концом к земле, так что горячий газ вытекает вниз. Прежде думали, что этой струей вытекающего газа ракета отталкивается от окружающего воздуха; оттого будто бы она и взвивается вверх. Многие еще и теперь так думают. Но они ошибаются: причина полета ракеты совсем другая. Вот в чем она состоит.

Газ, накопляющийся при горении ракеты в ее тесной полости, сильно сжат и распирает ракету во все стороны: вправо и влево, вперед и назад, вверх и вниз. Напор вправо уравновешивается напором влево; напор вперед уравновешивается напором назад.

А напор вверх уравновешивается ли напором вниз? Одинаково ли давит в ракете газ вверх и вниз? Он давил бы одинаково, если бы внизу не было отверстия, но мы знаем, что внизу стенка с дыркой; значит, там не хватает части стенки, на которую газ мог бы напирать. Давление вниз поэтому меньше, чем давление вверх. Ясно, что раз напор вверх сильнее, то ракета и увлекается вверх.

«На вечернем небе взлетают огненные ракеты и рассыпаются звездочками…»

Вы видите, что ракета летит вверх напором не того газа, который из нее вытекает, и не того, который находится под ней, а напором того газа, который заключается внутри ее самой. Для полета ракеты безразлично поэтому, окружена ли она воздухом или же воздуха кругом нее вовсе нет. Отсюда следует то, о чем многие не подозревают: что ракета может летать, набирая скорость, в пустом пространстве. Более того, в пустоте она должна подниматься даже лучше, чем в воздухе, потому что ей не приходится тогда рассекать над собой воздух; ведь воздух – большая помеха быстрому движению.

Еще лучше поймете вы истинную причину полета ракеты, если сравните ракету с ружьем. Что происходит при выстреле из ружья? Курок спущен; от удара вспыхнул порох. В тесном пространстве ружейного ствола позади пули образовалось от горения пороха много горячего газа, который давит во все стороны. Ствол имеет прочные стенки, они не поддаются распору; впереди же нет стенки, там ствол заложен пулей, и газ стремительно выталкивает эту пулю из ствола. Но тот же газ напирает и назад, в сторону приклада. Пока пуля еще не подалась, напор газа вперед и назад был одинаков. Едва лишь пуля вылетела, давление газа вперед прекращается вовсе, и остается только давление назад. Что же должно произойти с ружьем? Оно дергается назад: ружье, как говорят, «отдает».

Спросите красноармейца, что он чувствует, когда пуля вылетает из ружья. Он скажет вам, что приклад ударяет его в плечо. Это «отдача» ружья. Она довольно сильна. Неопытного стрелка она иной раз больно ушибает, даже валит с ног. Стрелок должен знать, как надо стоять при стрельбе и как держать ружье, чтобы отдача не причинила вреда.

При стрельбе из пушек отдача, конечно, гораздо сильнее. В пушках прежнего устройства она откатывала назад тяжелое орудие. В нынешних при выстреле скользит назад только ствол пушки, лафет же удерживается на месте.

В чем сходство и в чем различие между ружьем и ракетой? Пороховой газ, образующийся в них при горении пороха, напирает в обе стороны; в этом сходство. Разница же та, что в ружье самое главное – вылет пули, в ракете же главное – отдача: силою отдачи ракета летит вверх. Другое различие в том, что заряд ружья вспыхивает мгновенно, весь сразу; заряд же ракеты сгорает медленно, постепенно.

Запомним же самое важное из того, что мы сейчас узнали:

1) ракета летит оттого, что на нее напирает газ изнутри;

2) ракета при полете не опирается о воздух;

3) ракета может лететь в пустоте;

4) заряд ракеты сгорает не мгновенно, как заряд огнестрельного оружия, а постепенно; поэтому и скорость свою ракета получает не сразу, а плавно, без сотрясения.

Как устроена ракета и почему она летит.

Коробка со сжатым газом откатывается назад, когда открывают переднюю стенку. Почему? Когда двое натягивают веревку и один выпускает свой конец, то другой человек падает. Почему?

Теперь понятно, почему изобретатели небесных кораблей поставили себе образцом именно ракету. Ведь только ракета может набирать свою скорость в безвоздушном пространстве, простирающемся между Землей и Луной. И только корабль, устроенный подобно ракете, может быть пущен в небесный полет так плавно, без рывка, что пассажиры внутри него уцелеют.

Остается превратить ракету в летательную машину, которая могла бы поднимать людей. Как это сделать, будет рассказано в этой книжке дальше. Но прежде побеседуем о том, для каких целей употреблялись ракеты до настоящего времени.

Для чего служат ракеты

Вы не должны думать, что ракеты применяются только для украшения народных празднеств. Их употребляют и для различных других надобностей.

В прежнее время, когда пушки не были еще так дальнобойны и метки, как теперь, ракетами пользовались для переброски бомб: занесенные на ракетах в неприятельское расположение бомбы причиняли разрушения и пожары. Первыми стали пользоваться такими боевыми ракетами индусы; у них больше ста лет назад имелись в армии особые ракетные отряды из тысяч обученных людей.

Англичане скоро переняли у индусов уменье изготовлять крупные боевые ракеты. Английская армия снабжалась ракетами весом до двадцати килограммов; такими ракетами перекидывались бомбы на расстояние нескольких километров.

Вслед за англичанами начали пользоваться ракетными бомбами австрийцы и немцы. Боевые ракеты во многих случаях были удобнее пушек, потому что, пользуясь ими, не надо было возить с собой тяжелых орудий. Но затем пушечное дело улучшилось настолько, что для переброски бомб не имело уже смысла применять ракеты; пушки стреляли гораздо дальше и более метко, а главное – не допускали неприятеля на такое расстояние, с которого можно было бы стрелять ракетами. Поэтому ракетные бомбы в европейских армиях перестали употреблять. Но весьма возможно, что с дальнейшим развитием ракетной техники к таким снарядам снова возвратятся.

Полезная служба ракеты. Моряки пускают с берега на тонущий корабль большую ракету, несущую конец троса. Так устанавливается связь с командой гибнущего судна

В наши дни ракеты находят себе применение в военном деле, между прочим для освещения неприятеля в ночное время.

Ракету пускают высоко вверх, и она своим огнем далеко освещает неприятельское расположение. В Красной армии «светящие» ракеты имеют в длину три четверти метра и снабжены палкой («хвостом») в полтора метра длиною. Весит такая ракета около шестнадцати килограммов. Зажженная, она пролетает целый километр косо вперед и к концу полета выбрасывает сноп ярких звездочек; звездочки горят четверть минуты, освещая окрестность.

Кроме светящих ракет, в Красной армии употребляются также ракеты «сигнальные». Они служат для передачи сигналов своим воинским частям в ночное время: высоко поднявшаяся ракета видна с далекого расстояния.

В последнее время стали пользоваться ракетами, чтобы с их помощью поднимать очень высоко фотографический аппарат и оттуда снимать расположение неприятеля. Фотографическая ракета взлетает на шестьсот – тысячу метров. С такой высоты можно на ровной местности видеть на сотню километров во все стороны.

Приносят пользу ракеты и морякам. Нередко случается, что нельзя пристать на лодке к тонущему кораблю, который гибнет недалеко от берега: волнение опрокидывает лодку. В таких случаях пускают с берега на корабль большую ракету, которая несет с собой конец прочного троса. Поймав трос, команда корабля устанавливает с его помощью связь с берегом.

Наконец, есть еще полезное применение ракет в мирной жизни: они служат для борьбы с градом. Особенно широко употребляются противоградовые ракеты в Швейцарии и у нас на Кавказе. Едва упадут первые несколько градин, швейцарец пускает две-три ракеты: этого во многих случаях оказывается, говорят, достаточно, чтобы вместо града выпал дождь. Пуском трех ракет защищается от града участок примерно в один квадратный километр; кругом же него выпадает не дождь, а град. Действие этих противоградовых ракет, впрочем, еще недостаточно проверено.

В самое последнее время в Австрии делается успешный опыт применения ракет для переброски почты через труднопроходимую горную местность. Дело удалось так хорошо наладить, что почта таким способом пересылает даже заказные и денежные отправления.

Летательная машина революционера Кибальчича

Первый человек в мире, кому пришла мысль превратить ракету в летательную машину, был революционер Кибальчич. Полвека назад группа революционеров из тайного общества «Народная воля» подготовила убийство царя Александра II: он был убит бомбой, брошенной революционерами в его карету. Бомбу изготовил двадцатисемилетний революционер и изобретатель Николай Кибальчич. Это был знающий и искусный техник, сумевший сам изготовить и взрывчатое вещество (динамит), и механизм бомбы. В точности рассчитал он, сколько надо взять для бомбы динамита, чтобы взрыв, во-первых, достиг цели, а во-вторых, «не причинил вреда лицам, случившимся на тротуаре при проезде государя, а также прилежащим домам» (приводим собственные слова Кибальчича из его показаний во время суда).

Кибальчич вместе с другими участниками убийства царя был схвачен царскими властями, заключен в крепость и отдан под суд. Находясь под стражей, этот замечательный человек мало думал об ожидавшей его казни. Мысли его были заняты совсем иным: он размышлял над изобретением летательной машины. Надо заметить, что в то время не было еще ни самолетов, ни воздушных кораблей, а были одни только воздушные шары, которые нельзя было направлять по желанию; они летели туда, куда дул ветер. Кибальчич же хотел придумать такую летательную машину, которую можно было бы направлять по желанию в любую сторону.

Кибальчичу, как и всякому отданному под суд, был назначен защитник. Незадолго до суда защитник посетил его в заключении и с удивлением увидел, что революционер «был погружен в изыскание, которое он делал о каком-то воздухоплавательном снаряде; он жаждал, чтобы ему дали возможность написать свои математические изыскания об этом изобретении. Он их написал и представил по начальству».

Перед казнью Кибальчич просил, чтобы составленное им описание изобретения было показано сведущим людям. «Если моя идея, – писал он, – после тщательного обсуждения учеными специалистами будет признана исполнимой, то я буду счастлив тем, что окажу громадную услугу родине и человечеству. Я спокойно тогда встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мною, а будет существовать среди человечества, для которого я готов был пожертвовать своей жизнью».

Отправка почтовой ракеты в гористой местности в Австрии. Ракета несет с собой письма, которые таким образом быстро доставляются соседнему почтовому отделению, расположенному за непроходимым ущельем

Но Кибальчича казнили, никому не показав его записки. Тотчас после казни пакет с описанием изобретения был спрятан полицией в секретном месте. А так как полиции было мало дела до летательных машин, то мысль Кибальчича долго оставалась для всего мира совершенно неизвестной. Тридцать шесть лет пролежал пакет с изобретением Кибальчича в тайниках царской полиции. И только в 1917 году, когда царская власть была низложена, пакет был открыт, и содержание его сделалось известным.

Революционер Николай Иванович Кибальчич. Он первый высказал мысль, что можно ракету превратить в летательную машину

В чем же состояло изобретение Кибальчича? Как предлагал он устроить летательную машину?

То, что придумал Кибальчич, было совершенно ново. Его летательная машина не походила на воздушные шары того времени. Не похожа она также на самолеты и воздушные корабли наших дней. Занимаясь много и усердно взрывчатыми веществами, Кибальчич придумал способ использовать их, чтобы приводить в движение летательную машину.

Вот как представлял он себе устройство такой машины. На рисунке (с. 91), в верхнем углу, дается не подлинный чертеж, сделанный Кибальчичем, – тот чертеж был бы вам непонятен, – а дополненный различными подробностями, облегчающими понимание. Вы видите на рисунке платформу, на которой укреплены две стойки. Они поддерживают открытый металлический сосуд, подвешенный между ними. Сосуд обращен дном вверх, а узким отверстием вниз. В сосуде имеется медленно сгорающий порох. Когда порох зажигают, образуется внутри много горячего газа, которому тесно в сосуде. Стремясь раздаться во все стороны, газ напирает на стенки сосуда и частью вытекает через отверстие вниз. Вы уже знаете, что должно произойти: напор газа на боковые стенки одинаков, но давление на верхнее дно сосуда сильнее, чем давление вниз, потому что вытекающая струя ни на что не давит; поэтому машина должна увлекаться вверх, если только она не слишком тяжела.

В каком виде могла бы осуществиться придуманная Кибальчичем летательная машина.

Вверху отдельно пояснено устройство машины Кибалышч, заключенный в крепости, незадолго до казни изложил свой проект ракетной летательной машины

Описывая свою машину, Кибальчич указывал на то, что она сможет не только подниматься вверх, но и лететь в любую сторону, куда захочет направить ее команда. Для этого надо будет только поворачивать цилиндр закрытым концом в сторону движения. Ракета всегда летит в сторону, противоположную той, куда вытекает газ.

Во времена Кибальчича не умели еще строить никаких управляемых летательных машин. Вот почему, вероятно, Кибальчич совершенно не упоминает о другой замечательной особенности придуманной им машины – о том, что она могла бы летать не только в воздухе, но и в пустоте. Кибальчич знал это, конечно. Он не принадлежал к тем людям, которые ошибочно считают, будто ракета в полете отталкивается струей газа от воздуха под нею. В его записке приводится совершенно правильное объяснение полета ракетной машины. Ему должно было быть поэтому ясно, что придуманная им машина не нуждается для полетов в окружающем воздухе и может даже вылететь за атмосферу. Если Кибальчич об этом не упоминает, то, очевидно, потому, что не время было говорить о полетах за атмосферу, когда не умели еще хорошо летать в самой атмосфере.

Свою мысль о летательной машине Кибальчич не считал доведенной до конца. Он хорошо понимал, что она нуждается в проверке и в испытании на деле, или, как говорят, «на опыте». Он писал: «Я не имел достаточно времени, чтобы разработать свой проект в подробностях и доказать его осуществимость математическими вычислениями». Эта работа была выполнена позднее другим замечательным русским изобретателем – Константином Эдуардовичем Циолковским.

Ракетный корабль Циолковского

Описание машины, придуманной революционером Кибальчичем, пролежало, мы знаем, почти сорок лет в тайниках царской полиции. А тем временем другой русский изобретатель, учитель Циолковский, пришел к сходной мысли. Хотя он не мог ничего знать об изобретении Кибальчича, ум его направился по тому же пути. Он тоже придумал летательную машину, устроенную наподобие ракеты. Мысль свою Циолковский разработал математически, т. е. сделал все относящиеся к ней расчеты. Он доказал этими расчетами то, что осталось недоказанным у Кибальчича, а именно, что если заряд ракетной машины достаточно велик, то она непременно должна подняться и полететь. Все дело лишь в том, чтобы машина несла с собой большой запас горючих веществ и чтобы струя газа вытекала из ее трубы с значительной скоростью.

Чем больше выгорело заряда и чем больше скорость вытекания газов, тем бóльшую скорость развивает ракетный корабль.

Чтобы отлететь от Земли совсем и добраться до Луны, нужна, мы знаем (с. 77), скорость не меньше одиннадцати километров в секунду. Циолковский доказал точным расчетом, что ракетный корабль может достигнуть такой большой скорости; он вычислил даже, сколько для этого понадобится сжечь горючего вещества и какого именно вещества.

Советский изобретатель Константин Эдуардович Циолковский. Он первый выполнил расчеты для будущего ракетного корабля

Кибальчич предлагал заряжать ракетную летательную машину так же, как заряжаются все ракеты, – порохом. Однако все мы знаем, что порох – вещество очень ненадежное. С ним опасно иметь дело даже при изготовлении маленьких ракет. Подумайте, насколько же опасно заряжать порохом большую летательную машину, целый ракетный корабль. Такому союзнику нельзя доверить жизнь путешественников. Но чем же его заменить?

Чем следует заменить порох, указал Циолковский. Он первый обратил внимание на то, что порох – не единственное и вовсе не самое лучшее вещество для заряжения ракет. Гораздо лучше действует так называемый «гремучий газ». Гремучий газ есть смесь кислорода (газа, которым мы дышим) и еще другого газа – водорода. Если эти газы сильно охладить и сжать, то они превращаются в жидкости. Такие жидкости можно взять с собою на ракетный корабль в отдельных баках, а для сжигания смешивать их небольшими порциями. Водород отдельно от кислорода не взрывается, кислород сам по себе тоже не может взорваться, – поэтому такой заряд безопасен для ракетного корабля. Чтобы ракетный корабль мог покинуть земной шар, он должен иметь громадный запас горючего вещества. Порох в столь значительном количестве, наверное, взорвался бы еще раньше, чем корабль двинулся бы в путь. Малейшее сотрясение такого порохового заряда, даже давление собственного веса, легко может вызвать взрыв, уничтожить не только самый корабль, но и опустошить все далеко кругом него.

Кроме гремучего газа, для заряда ракетного корабля пригодны и такие горючие жидкости, как спирт, нефть, бензин и др., – конечно, в смеси с кислородом⁹. Все они должны работать в ракете лучше, чем порох, надо только придумать хорошее устройство для их сжигания. Порох имеет, правда, одну выгоду: он сгорает чрезвычайно быстро, почти мгновенно. Оттого и говорят про порох, что он не горит, а взрывается. Это очень важная выгода для стрельбы, но при движении ракеты быстрота сгорания заряда не нужна и безусловно вредна для здоровья пассажиров.

Как представляет себе Циолковский примерное устройство будущего ракетного корабля

Ракетный корабль, придуманный Циолковским, одинаков по замыслу с летательной машиной Кибальчича. Но по внешности оба изобретения мало походят одно на другое. У Кибальчича – платформа с двумя стойками, которые поддерживают большой цилиндр с порохом. Теперь посмотрите на рисунке (с. 95), как Циолковский представляет себе свой ракетный корабль.

Часть оболочки корабля на рисунке снята, чтобы видно было внутреннее устройство. Вдоль корпуса корабля, внутри него, идет труба, расширяющаяся к наружному, открытому, концу. Через эту трубу должен вытекать горячий газ при горении заряда. В узкий конец трубы особыми насосами будут накачиваться жидкий кислород и какая-нибудь горючая жидкость (жидкий водород, бензин и т. п.); здесь они смешиваются и зажигаются. Вместилища для обеих жидкостей очень велики; они, как вы видите, занимают бóльшую часть небесного корабля. Циолковский рассчитал, что при меньшем заряде ракетный корабль не может получить нужной скорости. Газ, образующийся от горения, вытекает через широкий конец трубы наружу и в то же время напирает в сторону узкого конца, заставляя всю ракету лететь в этом направлении.

В передней части ракетного корабля Циолковского будет устроена каюта. Она должна быть обставлена и оборудована примерно так, как каюты подводных лодок или гондола стратостата. Мы еще будем беседовать об этом после.

Вы, вероятно, хотите узнать, чем же отличается такой ракетный корабль от пушечного снаряда, придуманного Жюлем Верном. Мы знаем уже, что полет людей в пушечном ядре невозможен: пассажиры в нем должны погибнуть. Почему же считается возможным полет в ракетном корабле? Ведь и он должен покинуть Землю с огромною скоростью – одиннадцати километров в секунду. Разница здесь не в величине скорости, а в том, как она получается. Сама по себе большая скорость для человека не вредна, мы даже ее не чувствуем, как бы велика она ни была; вредно лишь быстрое нарастание скорости. Пушечный снаряд получает свою скорость почти сразу; нарастание скорости здесь чрезвычайно быстрое, – чувствуется сотрясение, гибельное для всякого живого существа. Ракетный корабль, наоборот, получает свою скорость понемногу: он начинает движение плавно и увеличивает скорость постепенно, пока не доведет ее до огромной величины. Такое незаметное нарастание скорости переносится людьми без вреда для здоровья.

Вот первая выгода ракетного корабля, какой нет у пушечного снаряда. Другая выгода не менее важна. Отправиться на Луну мало – надо и назад вернуться. Безвозвратный полет лишен смысла, даже если бы и нашлись люди, которые готовы были бы потерять жизнь ради такого путешествия. В пушечном ядре возвратиться нет возможности. В ракетном же корабле это вполне возможно. Нужно только захватить с собою настолько большой запас горючих веществ, чтобы не расходовать его целиком при отправлении в путь. Корабль должен спуститься на Луну с некоторым запасом горючего, который и послужит для обратного путешествия.

Вот почему будущий ракетный корабль – самая подходящая летательная машина для путешествия на Луну. Летчикам нужно будет, конечно, иметь в своей каюте все необходимое для жизни: воздух, питье, еду, даже тепло и свет в виде электрического отопления и освещения. Перелет на Луну и обратно должен отнять около двух недель. Запас питья и еды для нескольких человек на две недели не очень обременит корабль. Воздух для дыхания брать в полет особо не придется: на корабле ведь будет большой запас кислорода для горения, а кислород и есть то, что расходуется при дыхании. Электрическое отопление нужно будет пускать в дело не все время: бóльшую часть пути корабль будет купаться в солнечных лучах, которые согреют его достаточно. Как бы не пришлось, наоборот, терпеть чрезвычайный жар! Мы знаем, что воздухоплаватели, поднимавшиеся в стратосферу, где воздух охлажден до 50 градусов мороза, страдали иногда от жары, а не от холода. Впрочем, и против этой беды будет под рукой хорошее средство: жидкий кислород так холоден, что понадобится лишь разбрызгать в каюте немного этой жидкости – и воздух ее станет прохладным.

Скажем теперь несколько слов о самом Циолковском. Этому замечательному человеку, прославившемуся рядом изобретений, теперь более семидесяти пяти лет. В 1932 г. вся советская общественность чествовала его в день 75-летия. Циолковский родился в очень бедной трудовой семье, которая не в состоянии была дать ему даже начального школьного образования. Свои обширные познания он приобрел без всякой помощи со стороны, путем самостоятельного чтения книг. Сорок лет был он учителем, а все свободное время употреблял на ученые исследования и размышления над своими изобретениями. Эти изобретения Циолковского относятся к самолетам, к воздушным кораблям и к ракетному летанию. Он делал расчеты самолетов раньше, чем была построена за рубежом первая летательная машина. Точно так же опередил он западных ученых в расчете воздушных кораблей. Придуманный им образец воздушного корабля с металлической оболочкой имеет много важных преимуществ по сравнению с существующими дирижаблями: дирижабль Циолковского должен оказаться дешевле, безопаснее и долговечнее нынешних воздушных кораблей. Но самое удивительное из всего придуманного Циолковским – его план перелета на Луну в ракетном корабле, о котором я сейчас рассказал.

Долгие годы никто не ценил работ Циолковского, не признавал важности его изобретений и не оказывал ему никакой поддержки. Признание и помощь пришли только после революции, когда советская власть и общественность оценили его заслуги.

Циолковский безвыездно живет в городе Калуге и, несмотря на преклонные годы, неустанно занят работами над своими изобретениями. Я получил от него много важных указаний, которыми воспользовался, между прочим, и при составлении этой книжки¹⁰.

1.Напоминаем, что текст написан в 1910-е гг., когда многие астрономические открытия еще не были сделаны, а уже полученные цифры и понятия нуждались в серьезной корректировке. Тем не менее при переиздании данной книги мы не будем исправлять автора – читатель, уже знакомый с «Занимательной астрономией», без труда определит, какие представления Я. П. оказались со временем ошибочными (прим. ред.).

2.Если не считать Солнца и Луны, которые древние также называли планетами.

3.Вследствие вытянутости орбиты Меркурия, Солнце на его небе не остается вполне неподвижным для каждой точки его дневной поверхности, а совершает в течение «года» (т. е. 88-дневного периода) боковые колебания по дуге в 47 градусов.

4.Иван Тихонович Посошков (ок. 1652–1726) – первый русский экономист-теоретик, публицист и изобретатель, автор социально-экономического трактата «Книга о скудости и богатстве» (прим. ред.).

5.Как доказал пулковский астроном Г. А. Тихов, полярные пятна Марса – скорее ледяные, нежели снеговые образования.

6.Таблица на соседней странице приведена без корректировки – так, как она была опубликована в издании 1919 г. Любознательный читатель может самостоятельно определить, как представляла себе нашу Солнечную систему передовая научная мысль того времени, и какие изменения внесли в эти данные сто лет астрономических наблюдений, вооруженных современными научными и техническими средствами (прим. ред.).

7.Хауторн Чарльз Грей (1889–1927) – американский летчик, достигший высоты 12 944 м в открытой гондоле; погиб от недостатка кислорода (прим. ред.).

8.Кроме таких шаров с инструментами-самописцами пользуются также шарами, инструменты которых сами сообщают о своих показаниях особыми радиосигналами. Это – изобретение советского ученого П. Молчанова.

9.Порох для горения тоже нуждается в кислороде, но он содержит его в себе самом (в селитре; черный порох есть смесь серы, угля и селитры).

10.Кто желает больше узнать про жизнь Циолковского, тот может прочесть о ней в книжке Я. И. Перельмана «Циолковский, его жизнь и научные труды».

Darmowy fragment się skończył.