К другим планетам - Клушанцев Павел Владимирович. Страница 2
Да и мы сами почувствуем что-то неладное. Кровь прильет к голове. Мы почувствуем, что висим головой вниз, почувствуем, что находимся уже не под Луной, а над Луной.
Придется перевернуться. И нам покажется, что перевернулся весь мир.
Луна была над головой, теперь стала под ногами. Зато Земля стала над головой.
Продолжая лезть по лестнице все в ту же сторону, мы будем теперь уже не «подниматься на Луну», а «опускаться на Луну». И, конечно, на вопрос, где низ, мы теперь, не колеблясь, ответили бы: низ — это Луна, она у нас под ногами!
Так вот что такое «низ» и «верх» в космосе?
«Низ» и «верх» могут довольно быстро поменяться местами. Все зависит от того, какое небесное тело нас сильнее притягивает. А мы, почувствовав, куда нас тянет, по привычке сейчас же повернемся в эту сторону ногами и скажем, — там низ.
Итак, мы знаем, куда падают предметы в космосе.
Теперь посмотрим, как они падают.
Вернемся к нашей первой лестнице, которая шла не к Луне, а в другую сторону, просто в космическое пространство. Поднимемся по ней примерно на такую же высоту, на какой движется Луна.
Остановимся и… выпустим чемодан из рук.
Луны близко нет, она сейчас находится по ту сторону Земли, и ее притяжение здесь незаметно. Зато притяжение Земли хоть и очень слабое, все же чувствуется. Чемодан медленно, точно нехотя, двинулся в сторону Земли. Словно мы положили его на воду в тихую речку с еле заметным течением, и он медленно поплыл от нас.
Как всякий падающий предмет, чемодан начнет постепенно разгоняться. За минуту он уже успеет «провалиться» на несколько метров и будет опускаться к Земле со скоростью человека, идущего вниз по лестнице. Для космоса с его просторами это все равно что стоять на месте.
Но вот прошел час, а скорость чемодана достигла всего лишь скорости едущего автомобиля! Он пролетел только 25 километров. Это из 380 000!
Все еще ничтожно мало.
Через двое суток падения чемодан разгонится до скорости артиллерийского снаряда, и все же будет пройдена только четвертая часть пути!
А чемодан летит все быстрее и быстрее. Он летит уже пятые сутки! И все время наращивает скорость!
И вот, наконец, Земля близко. До ее поверхности осталось всего несколько сот километров.
Знаете, какая скорость теперь у чемодана?
Вы не поверите — 11 километров в секунду!
И вот с такой колоссальной скоростью наш чемодан приближается к Земле. Что же теперь будет? Вдруг он попадет в город, в дом? Покалечит людей!
Не бойтесь. Над нами надежная крыша — атмосфера. Она не позволяет предметам быстро двигаться.
Наш чемодан врезается в атмосферу, как метеорит.
Он начинает вязнуть… тормозится…
Вспомните, как вы, купаясь, забегаете с берега в воду. Чем глубже, тем труднее бежать.
На вид воздух так прозрачен, а пробить его нет сил. И чемодан, точно ударившись о невидимое препятствие, разваливается и сгорает. На месте чемодана остается тающее дымовое облачко.
Видите, как интересно падают предметы в космосе?
Падают по нескольку дней. Падают медленнее перышка и быстрее артиллерийского снаряда. Падают и разбиваются… о воздух.
Все это надо знать, если мы хотим выбраться в космос.
Вот об этом мы теперь и поговорим.
Ведь никакой лестницы в космос на самом деле нет и никогда не будет. И воздуха там нет, чтобы держаться на крыльях.
Как же выбраться в космос и удержаться там?
Пока из самых больших пушек, построенных человеком, снаряды вылетают со скоростью не больше 1 -2 километров в секунду. А здесь нужно 8!
Представьте себе эту скорость. Мчаться со скоростью 8 километров в секунду — это значит за три секунды пересечь из конца в конец такой город, как Ленинград, или за полторы минуты домчаться от Ленинграда до Москвы!
Это огромная скорость. И поэтому, чтобы наше «чудо» свершилось, мало большой пушки. Надо еще, чтобы не было атмосферы. Ведь с такой большой скоростью сквозь атмосферу двигаться нельзя. Наш снаряд завязнет в атмосфере и сгорит.
Поэтому нам придется представить себе, что мы установили нашу пушку где-то в верхних, самых разреженных слоях атмосферы на какой-нибудь воображаемой огромной горе высотой в несколько сот километров.
Вот теперь наш опыт удастся.
Снаряд действительно будет летать вокруг Земли с «круговой скоростью» по «круговой орбите».
Он останется в космосе и не вернется на Землю!
Неважно, что на самом деле нет ни такой горы, ни такой пушки. Они нам понадобились временно только для того, чтобы понять, как скорость может помочь удержаться в космосе.
Это самое главное в книжке!
Итак, в космосе нельзя удержаться, стоя на месте.
В космосе можно удержаться только двигаясь.
Самая маленькая скорость, с которой можно удержаться в космосе вблизи Земли, — это «круговая скорость» — 8 километров в секунду. С этой скоростью можно кружиться вокруг Земли.
Ну, а как быть, если мы хотим лететь дальше в космос, например, хотим долететь до самой Луны?
Возьмем пушку еще более сильную. Но теперь уже одну. Вверх стрелять нет смысла, если снаряд падает обратно.
Выстрелим! Скорость снаряда — 10 километров в секунду!
При такой скорости снаряду еще труднее заворачивать к Земле. Он, правда, все-таки заворачивает, но недостаточно. Снаряд «не поспевает» за изгибом поверхности Земли и поэтому отдаляется от нее.
Но, удаляясь от Земли, снаряд, как и всякий предмет, брошенный от Земли, то есть вверх, начинает лететь все медленнее. А когда полет замедляется, уже нетрудно и покруче завернуть.
Снаряд плавно поворачивает и начинает снова приближаться к Земле. Теперь, когда он летит к Земле, то есть вниз, он начинает разгоняться. Скорость его возрастает, и поворачивать становится все труднее. Поэтому «довернуть» до самой Земли снаряду так и не удается. Он проносится мимо Земли, полого огибая ее с той стороны, где стоит пушка. Интересно, что, пролетая около пушки, он снова будет иметь скорость 10 километров в секунду. Поэтому дальше он полетит опять по тому же самому пути, по той же орбите.
Орбита эта, как видите, не круговая. Она похожа на вытянутый круг. Такой вытянутый круг называется: «эллипс». А орбиту, имеющую такую форму, называют «эллиптической».
Очень важно вот что. Стоит совсем немного увеличить скорость при выстреле, так называемую «начальную скорость», и орбита вытянется очень сильно.
Смотрите, если при выстреле толкнуть снаряд чуть сильнее, он отправится в полет с начальной скоростью не 10, а 11 километров в секунду и полетит уже в несколько раз дальше, «дотянет» до половины расстояния, отделяющего нас от Луны.
Если теперь добавить самую крошечку, всего одну десятую километра, или 100 метров в секунду, то снаряд пролетит еще вдвое дальше и сможет долететь до Луны.
А при начальной скорости 11,2 километра в секунду снаряд улетит за Луну, дальше в космос. При такой скорости он уже не завернет обратно и никогда не вернется к Земле.
Поэтому скорость 11,2 километра в секунду называют «освобождающей скоростью» или «скоростью отрыва».
Брошенный с такой скоростью снаряд может стать искусственной планетой. Он будет кружиться вокруг Солнца, как Земля.
Чтобы добросить снаряд до Марса или до Венеры, нужно бросить его еще немного сильнее. Нужно, чтобы он полетел с Земли со скоростью около двенадцати километров в секунду. Но добросить — это ведь еще не значит попасть.
Предположим, что мы хотим попасть в Луну. Мы швырнули снаряд с начальной скоростью 11,1 километра в секунду.
Вылетев из пушки, снаряд летит в космос, удаляясь от Земли, как брошенный к небу мячик, все медленнее и медленнее. Приближается к Луне наш снаряд уже совсем, как говорят артиллеристы, «на излете». Скорость его уменьшилась в десятки раз, и он «плетется» не быстрее обычного самолета.