К другим планетам - [6]
Прежде всего надо найти в космосе опору, от которой отталкиваться.
Циолковский долго не мог решить эту задачу. Но в конце концов решил ее!
Циолковский рассуждал так. Если в космосе нет опоры, я возьму ее с собой. Возьму и там в космосе оттолкнусь от нее.
А что значит - «взять опору с собой»?
Сейчас поймете.
Возьмите самую легкую лодочку и сядьте в нее, взяв с собой большой камень. Но не слишком большой, а такой, который вы можете сильно бросить, метров на 10. И надо, чтобы вода была тихая и чтобы ветра не было.
Пусть лодка стоит неподвижно. Теперь бросьте камень назад, за корму, изо всей силы.
Лодка двинется и тихонько пойдет в обратную сторону, носом вперед, как будто вы от чего-то оттолкнулись.
От чего вы оттолкнулись? От воды? От берега? Конечно, нет. Вы оттолкнулись от камня, который вы швырнули.
Такой способ движения называется реактивным.
Конечно, двигаться по Земле или по воде реактивным способом обычно нет смысла. Здесь гораздо выгоднее отталкиваться прямо от земли или от воды, которые всегда есть около нас.
Но в пустоте это единственный способ.
Чтобы еще лучше понять реактивное движение, представьте себе такой пример.
Вот вы, играя на воде, толкнули своего товарища, и оба поплыли в разные стороны.
Потом вы толкнули с той же силой своего маленького брата. Вы чуть сдвинулись с места, а он отплыл далеко.
Потом вы толкнули опять с той же силой своего дядю - большого грузного мужчину. Он почти не тронулся с места, а вы поплыли далеко назад.
Кто же кого толкнул? Что все это значит?
Это значит вот что. Совершенно неважно, кто кого толкнул. Важно, кто тяжелее. Кто бы из двоих ни толкал другого, все равно всегда оба разлетятся в разные стороны. Но тот, кто тяжелее, - отлетит меньше, а тот, кто легче, - отлетит больше.
Возьмите, например, ружье. Когда ружье стреляет, то пуля и ружье разлетаются в разные стороны. Но пуля, как более легкая, летит быстрее и дальше. А ружье - более тяжелое, да еще упирающееся в ваше плечо, - совершает только рывок назад.
Мы называем это «отдачей».
При этом очень важна сила, с которой вы бросаете предмет, скорость, С которой он отлетает от вас.
Ведь бросив пулю рукой, вы никакой «отдачи» не заметите, так она будет мала. А выстрелив ту же пулю из ружья, вы ощутите сильный толчок.
Поэтому, если уж использовать «отдачу» для движения в космосе, то надо там не бросать тяжести руками, а стрелять ими. Как можно сильнее. Это выгоднее, потому что тогда можно брать с собой меньше тяжестей.
Вы спросите какие же в космосе тяжести? Ведь чемодан, который мы подняли по нашей воображаемой лестнице на высоту, равную расстоянию до Луны, стал весить не больше спичечного коробка. Пудовая чугунная гиря становится там перышком.
Это очень существенный вопрос. Но вы напрасно беспокоитесь.
Дело в том, что, когда предметы удаляются от Земли, вес их действительно уменьшается очень сильно. Но сами предметы ведь не становятся меньше и не становятся пустыми.
Количество вещества, из которого они сделаны, остается то же самое.
Говоря научным языком, «масса» предметов остается та же самая.
А для «отдачи», для реактивного движения имеет значение именно масса, именно количество вещества, а вовсе не вес.
Ведь отталкивая на воде своего товарища или брата, или дядю, вы ощущали ногами их массу, а не вес. Вы же не поднимали их вверх.
На воде они для вас были вообще как бы невесомы. Но вы ясно чувствовали, что маленького брата вам легче сдвинуть с места, а дядю труднее. Это именно потому, что брат имеет маленькую массу, а дядя - большую.
И куда бы в космос вы ни подняли своего «массивного» дядю, вам будет одинаково трудно сдвинуть его с места, хотя бы он весил там не больше мышонка, потому что масса его всюду остается одинаковой.
Какие же предметы можно использовать в космосе для «отдачи»?
Оказывается, для «отдачи» можно использовать и твердые предметы, и жидкости, и даже газы.
И здесь Константин Эдуардович Циолковский вспомнил про ракету. Обыкновенную, давно известную пороховую ракету.
Вы знаете, как устроена пороховая ракета?
Пороховая ракета - это прочная картонная трубка, с одного конца закрытая, а с другого открытая. Внутри она плотно набита смесью пороха с углем.
Если порох поджечь, он не взрывается, потому что смешан с углем и плотно утрамбован, а горит в течение нескольких секунд.
При горении пороха образуется очень много горячих газов. Им тесно. Они стремятся расшириться, ищут выход. Выход только один - через отверстие.
Если бы отверстие было заткнуто пробкой, газы выбили бы ее, выстрелили бы этой пробкой, как пулей. Но пробки нет. Газы со свистом, с огромной скоростью вылетают в отверстие.
Но ведь газы, образовавшиеся при сгорании пороха, весят ровно столько же, сколько весил сам порох, набитый в ракете.
Сгорел один килограмм пороха - значит, вылетел один килограмм газов.
Значит, из ракеты вылетел назад один килограмм вещества.
Безразлично, вытолкнем ли мы из ракеты какой-нибудь сильной пружиной самый порох или в течение нескольких секунд вылетят газы, получившиеся из этого пороха. Отдача будет одинаковая.
В обоих случаях ракета полетит вперед.
Только в первом случае она получит сразу резкий толчок вперед, а во втором разгонится постепенно.
