С ростом начальной скорости дуга, по которой летит снаряд, будет все больше и больше вытягиваться. При горизонтальной скорости около восьми километров в секунду снаряд, летящий в плоскости, которая проходит через центр земного шара, будет двигаться вокруг Земли и станет маленькой луной, спутником нашей планеты.
Так случилось с незадачливыми артиллеристами из романа Жюля Верна «500 миллионов Бегумы». Они не попали в избранную ими цель на Земле потому, что снаряд их вылетел из пушки со слишком большой скоростью, и своим выстрелом подарили планете крошечную искусственную луну.
Но это было лишь в фантастическом романе. На деле победителем из первой схватки с тяжестью вышла все же ракета, только особого устройства — об этом немного позже. Именно она позволила достигнуть «первой космической» скорости и создать спутники Земли.
Из-за действия сил земного тяготения спутник не сможет сойти со своего замкнутого пути и умчаться в глубины мирового пространства. Он не сможет и упасть на Землю — его удерживает центробежная сила, появляющаяся при вращении. Сила эта уравновешивает земную тяжесть. В результате не полное освобождение от власти земного притяжения, но первый шаг к нему — движение вокруг планеты.
Если скорость возрастает, орбита спутника — эллипс, один из фокусов которого совпадает с центром земного шара, будет изменяться. При начальной скорости в 11,2 километра в секунду корабль полетит по параболе. Однако притяжение Солнца не даст ему удалиться по этой незамкнутой кривой в бесконечность, а сделает его самостоятельным небесным телом, но уже не спутником Земли, а ее братом, таким же, как и она, спутником Солнца, членом солнечной семьи. И здесь победителем вышла ракета — она одолела земную тяжесть и вышла из-под власти Земли. Первый советский ракетный корабль, достигнув второй космической скорости — свыше 11 километров в секунду, уже совершает свое путешествие во вселенной.
Наконец, достигнув скорости 16,7 километра в секунду, снаряд, полетевший в сторону движения Земли по орбите, освобождается не только от власти родной планеты, но и от власти Солнца. Он покинет солнечную систему и отправится к другой звезде.
Достижение таких скоростей теперь тоже реально для современной техники. «Советская техника имеет реальные предпосылки для того, чтобы забросить тела типа первых американских спутников в межзвездное пространство, удалить их из сферы солнечного притяжения», — пишет член-корреспондент Академии наук СССР А. Ильюшин.
На разных планетах сила тяжести различна. На Юпитере она придавила бы человека, так что он мог бы двигаться лишь с большим трудом. На малых планетах — астероидах — прыжок поднимет человека на несколько сот метров или даже унесет в межпланетное пространство. Чтобы освободиться от власти Луны, надо иметь скорость около 2,5 километра в секунду, от власти Марса — 5, Венеры — 10,3 километра в секунду.
Мы не знаем еще природы тяготения — силы, действующей во всей вселенной, хотя наука и идет по пути раскрытия ее сущности. Выдумкой романистов остается до сих пор «броня», позволяющая укрыться от силы тяжести. Правда, в иностранных журналах можно в последнее время прочитать сенсационные статьи о невесомых самолетах, о «гравипланах», которые будто бы могут уменьшать свой вес или терять его совсем. За дымовой завесой сенсаций пока еще нельзя разглядеть, где кончается вымысел и начинается правда. Вероятно, работы по управлению этой вездесущей силой природы ведутся. Но это и все, что пока можно сказать. Пока ощутимые плоды приносит другой способ борьбы.
Уничтожить тяжесть нельзя, но бороться с нею можно. В борьбе за преодоление силы земного притяжения нашим средством будет скорость.
Когда же борьба закончится успехом, когда космический корабль вырвется из-под власти планеты, двигатель ему будет не нужен. Инерция понесет его через просторы вселенной к другим мирам. Не тратя ни капли горючего, корабль пролетит миллионы, десятки миллионов километров.
Подчиняясь законам всемирного тяготения, он может направиться по заранее рассчитанным путям к Луне или планетам, сможет побывать в любом уголке солнечной системы.
Циолковскому было шестнадцать лет, когда он придумал центробежную машину для подъема в мировое пространство. Ему показалось, что он сделал великое открытие: нашел дорогу к звездам. Юноша всю ночь бродил по Москве, переживая восторг открытия.
«Я был так взволнован, даже потрясен, что не спал целую ночь… и все думал о великих следствиях моего открытия, — вспоминал он. — Но уже к утру я убедился в ложности моего изобретения. Разочарование было так же сильно, как и очарование. Эта ночь оставила след на всю мою жизнь, и через 30 лет я еще вижу иногда во сне, что поднимаюсь к звездам на моей машине и чувствую такой же восторг, как в ту незапамятную ночь».
Однако Циолковский не сдался. Неудача не сломила его, а заставила настойчивее искать. Основа верна: только быстрое движение разорвет цепи тяжести, только достигнув космической скорости, можно навсегда освободиться из-под власти Земли и устремиться в глубины вселенной.
Но как получить такую скорость? Достижимы ли для человека «заветные» космические скорости, открывающие дорогу в межпланетное пространство? Этот вопрос мучает Циолковского. Он перебирает известные способы и отбрасывает их один за другим.
Может быть, пушка? Теоретически выстрел мог бы сообщить летательному аппарату нужную скорость. Но — увы! — люди в снаряде, выброшенном в мировое пространство исполинской пушкой, были бы раздавлены. Слишком резко увеличивается скорость снаряда, слишком силен толчок при выстреле. Даже при огромной длине ствола ускорение раздавит пассажиров.
Можно было бы добиться космической скорости с помощью электромагнитной пушки, которая не выбрасывает снаряд силой пороховых газов, а разгоняет его переменным магнитным полем гигантской катушки. Но и здесь удар снаряда о воздух при вылете из дула будет таким сильным, что человек его вряд ли перенесет. Кроме того, полетев в лишенном двигателя, неуправляемом снаряде, нельзя надеяться на возвращение.
Центробежная сила? И о ней мысль давно пришлось оставить, и она не поможет.
Проекты межпланетных сообщений с помощью гигантских метательных машин также неосуществимы. Лишь с ракетой — подлинным кораблем вселенной — связаны надежды на осуществление путешествия в космос.
Но прежде чем появилось верное решение, прежде чем были достигнуты, как вспоминал потом Циолковский, «результаты столь замечательные, что умолчать о них было бы недопустимо», творческая мысль ученого проделала долгий и сложный путь.
Надо было ясно представить себе сначала, какие условия придется встретить кораблю среди планет и звезд. Воздуха нет, безвоздушное пространство. Как двигаться в нем, если нет никакой опоры для движения? Движение невозможно без отталкивания. Пешеход отталкивается от земли, винт корабля — от воды, пропеллер самолета — от воздуха.
«Если опоры нет, ее надо взять с собой», — думает ученый. На листке бумаги возникает эскиз необычного аппарата.
«Снаряд для путешествия в свободном пространстве, который я сейчас опишу, будет служить для передвижения человека и различных предметов… без неподвижной опоры и по желаемому направлению», — написано сверху. Ниже — рисунок: шар с людьми, его толкает отдача, возникающая при стрельбе ядрами из пушки.
Конечно, такому шару до настоящего межпланетного корабля еще очень далеко. Это только идея, принцип, первоначальный набросок. Его Циолковский сделал в 1883 году в рукописи «Свободное пространство».
Через тринадцать лет ему неожиданно попалась брошюра с интригующим заголовком: «Новый принцип воздухоплавания, исключающий атмосферу, как опорную среду». Прочел — и разочаровался: расчетов никаких, принцип же был ему известен ранее. Впоследствии ученый вспоминал, что брошюра все же дала толчок мысли, подтвердила верность избранного пути. Он начал вычисления, серьезную работу.
В поисках аппарата, несущего опору для движения в себе самом, Циолковский останавливается на ракете. Но не сразу увидел он в ней прообраз будущего космического корабля.
Были и раньше люди, предлагавшие применить ракету для полета человека. Проект первого в мире порохового ракетного летательного аппарата принадлежит Кибальчичу. Известны и многочисленные изобретатели всевозможных воздухоплавательных приборов реактивного типа — прошлый век изобилует подобными примерами.
Идеям ракетного полета отдавали также дань поэты и писатели. Вспомним путешествие Сирано де Бержерака на Луну, описанное Ростаном, произведения Жюля Верна и многих других. Смутное сознание истины руководило ими. Истина же была не близко, и велика заслуга того, кто приподнял завесу времени и разглядел в игрушке, рассыпающей по небу разноцветные звездочки фейерверка, завтрашнего победителя тяжести, который раздвинет для человечества границы познанного мира.
