Физика и жизнь. Законы природы: от кухни до космоса - [15]

Секрет этого «фокуса» – в наличии фиксированной массы газа (в бутылке) и возможности регулировать разность давлений внутри бутылки и снаружи, где действует атмосферное давление. Если яйцо перекрывает горлышко бутылки снаружи, объем газа внутри бутылки будет фиксированным. При повышении температуры внутри бутылки давление в ней тоже повышается и горячий воздух начинает проникать наружу, просачиваясь вдоль боков яйца (если вы уложили его сверху на горлышко). Когда яйцо снова охладится, давление внутри бутылки снизится (так как объем воздуха остается фиксированным) и яйцо провалится внутрь, поскольку давление снаружи теперь выше, чем внутри бутылки. Вы можете заставить яйцо проваливаться в бутылку и вываливаться из нее, просто нагревая и охлаждая воздух в бутылке с фиксированным объемом.

Высокие давления в паровом двигателе управляемы и стабильны, что идеально подходит для толкания поршней и вращения колес. Но это еще не все. Зачем транжирить энергию на промежуточных стадиях между газом и колесами? Почему не предоставить возможность горячим газам, находящимся под высоким давлением, приводить в движение ваше транспортное средство непосредственно? Именно по такому принципу всегда работали ружья, пушки и фейерверки, хотя ранние их образцы были весьма ненадежны. Но к началу XX столетия появились новые технологии и родились новые честолюбивые замыслы. Были разработаны первые ракеты – самый совершенный двигатель прямого действия среди когда-либо придуманных человеком.

Технологии, необходимые для создания ракетных двигателей, достигли более или менее приемлемой степени надежности только после Первой мировой войны, но лишь к 1930-м годам вы могли запустить ракету, которая, скорее всего, полетит в нужном направлении и не упадет кому-нибудь на голову. В большинстве случаев. Подобно многим другим новым технологиям, изобретатели ракетных двигателей научились запускать ракеты еще до того, как кто-либо смог предложить идеи относительно их практического применения. А из питательного бульона естественной человеческой изобретательности возникло нечто совершенно новое, очень современно звучащее и заведомо бесперспективное: ракетная почта.

В Европе идея ракетной почты и ее практическая реализация стали возможны исключительно благодаря стараниям одного человека – Герхарда Цукера. В то время ракетами занимались несколько изобретателей, но Цукер выделялся среди них редкостным упорством и неиссякаемым оптимизмом, которые помогли ему пережить бесконечную череду неудач и разочарований. Этот молодой немецкий изобретатель был буквально одержим ракетами, а поскольку военные не заинтересовались его изобретением, он постарался найти ему применение в гражданском секторе. Ему казалось, что человечество отчаянно нуждается в доставке почты ракетами: действительно, на то время более быстрый способ трудно было представить, к тому же он должен был понравиться людям своей новизной и необычностью. Поначалу в Германии терпимо относились к неудачам ранних экспериментов Цукера, но потом терпение немцев лопнуло и ученому пришлось перебраться в Великобританию. Здесь он нашел единомышленников и поддержку среди филателистов, которым идея ракетной почты понравилась не только своей оригинальностью, но и перспективой появления множества новых почтовых марок, посвященных данному способу доставки почты. Одним словом, будущее казалось Цукеру обнадеживающим. После испытания, проведенного в Гэмпшире, в июле 1934 года Цукер отправился в Шотландию, чтобы проверить возможность пересылки почты с помощью ракеты между двумя островами, Скарп и Харрис.

Ракета, сконструированная Цукером, не отличалась особой сложностью: ее корпус представлял собой большой металлический цилиндр длиной около метра, внутри которого находилась узкая медная трубка с соплом на конце, заполненным плотно упакованным порошкообразным взрывчатым веществом. В пространстве между внутренней трубкой и наружным цилиндром размещались письма. Передняя часть ракеты имела конусообразную форму и была снабжена пружиной, вероятно, призванной обеспечить мягкое приземление ракеты. На схематическом изображении ракеты тонкий слой между трубкой, из которой должны были вырываться раскаленные газы, и отделением, где находились легко воспламеняющиеся письма, был обозначен как «асбестовый защитный слой, предотвращающий возгорание почтовых отправлений». Ракета укладывалась на специальную наклонную опору (стартовый стол). В момент запуска электрическая батарея должна была обеспечить поджигание взрывчатого вещества в ракете, сгорание которого приводило бы к образованию большого количества раскаленного газа, находящегося под высоким давлением. Молекулы этого раскаленного газа, движущиеся с высокими скоростями, бомбардировали бы изнутри передний конец ракеты, увлекая ее вперед, при этом на задний конец ракеты эквивалентное давление не оказывалось бы: раскаленный газ просто вырывался бы через сопло в атмосферу. Такой дисбаланс давлений мог обеспечивать очень быстрое движение ракеты вперед. Горение взрывчатого вещества продолжалось бы не более нескольких секунд, которых вполне бы хватило для перелета ракеты с одного острова на другой. Где и как именно приземлится ракета, было делом второстепенной важности. Тем не менее это стало одной из причин проведения испытания в относительно безлюдной местности Шотландии.