Стрибок у ніщо (вид. 1969)
— Та-та чи й захоче Цандер справді передати нам свої знання? — висловив сумнів Маршаль. — Він же чудово розуміє, як це може бути невигідно для нього.
— Мовчіть, коли вас не питають! — грубо обірвав його Стормер.
Того ж дня — нескінченного “небесного нічного дня” з сяючим Сонцем на темному зоряному небі — відбувся перший урок зореплавання.
Побоювання Маршаля ніби не справджувалися. Цандер дуже уважно і терпляче ставився до своїх учнів.
— Ну що, почнемо свій перший урок? — сказав він. — Постараюся дати вам спочатку загальні поняття. Чому ми вирушили в подорож на ракеті, а не на літаку? Бо літак може літати тільки в атмосфері. Повітря підтримує крила літака; його гребний гвинт, пропелер, своїми лопатями відштовхує повітря назад і тим надає машині поступального руху вперед. Тут, як і в ракеті, відбувається віддача за законом, установленим Ньютоном: діюча сила завжди викликає рівну їй силу протидії.
— Отже, літак теж можна вважати реактивним двигуном? — спитав Блоттон.
— Так, але з реакцією непрямої дії. Що це значить? У ракеті гази, що виходять, безпосередньо штовхають її в напрямі, протилежному виходу газів; а в літаку енергія бензину з допомогою мотора рухає пропелер, який, таким чином, є… ну… комісіонером…
— Комісіонером? — здивувався Стормер, почувши знайоме слово.
— Уявіть собі, без комісіонера не обходиться і літак, і це дуже погано. Комісіонери — це завжди накладні витрати. Отже, літак може літати тільки в повітрі. Вже на висоті трохи більшій ніж десять кілометрів він “почуває” себе погано. В розрідженому повітрі пропелер уже не може тягти так, як у щільній атмосфері. До того ж і самому літаку треба “дихати” киснем, бо без нього неможливе згоряння пальної суміші в циліндрах його мотора. При нестачі кисню мотор починає задихатися, доводиться ставити спеціальні насоси-компресори для стискання і надування рідкого атмосферного повітря в циліндри. А в безповітряному просторі літак і зовсім не полетить. Навіть якщо сконструювати спеціальний герметичний мотор, літак усе одно не зрушив би з місця. Здавалося б, для польотів над атмосферою — в порожньому просторі — існує непереборна перешкода. Але ж і політ на апаратах, важчих за повітря, вважався неможливим. І неможливе стало можливим. Людський розум знайшов спосіб літати в порожнечі за допомогою реактивних двигунів, що діють за принципом віддачі. В безповітряному просторі ракети летять навіть краще, ніж в атмосфері, яка є перешкодою для руху і уповільнює політ. Як же діє ракета?
— Гази, натрапляючи на опір повітря, відштовхуються од нього, — сказав Пінч.
— Дуже поширене і зовсім помилкове твердження, — зауважив Цандер. — Ну, а в безповітряному просторі?
Пінч знизав плечима.
— Питання складніше. Ви вистрілили з рушниці й відчули поштовх у плече. Віддача. Гармата при пострілі відкотилася назад. Віддача. Поставте гармату на рейки — вона силою віддачі відкотиться назад. Подивимося, що відбувається в стволі рушниці і гармати під час вибуху пороху. При вибуху утворюються гази, які з великою силою тиснуть в усі боки. Запам’ятайте, в усі боки. Тиск газу на бокові стінки ствола урівноважений, бо кожному удару частинки газу в одну стінку відповідає такий самий удар в протилежну стінку. Замкова частина ствола закрита. А протилежний кінець, з якого вилітає куля, відкритий. Природно, що в цьому напрямі гази, не натрапляючи на перешкоду, витікають вільно. Таким чином, утворюється різниця тисків: у бік виходу з ствола тиск найменший, а в бік замка — найбільший. Ясно, що в цей бік замка, назад, і буде віддача. З цієї ж причини летить і звичайна феєрверкова ракета. Зробіть ракету велетенських порівняно з піротехнічною розмірів, в якій могли б вміститися люди, пальне та інше, — і ваш “Ноїв ковчег” готовий. Зрозуміло?
— Цілком, навіть без вищої математики, — обізвався Стормер.
— Так, але без математики ви нічого не зробите. Ви могли б вибухнути разом з ракетою при першому ж досліді.
— Досліди я можу доручити іншим, — поквапливо відповів Стормер.
— А проте політ на “Ковчезі” ви не доручили іншим? Для польоту на ракеті в безповітряному просторі треба зробити багато надзвичайно складних розрахунків, — пояснював Цандер. — Треба підрахувати насамперед, яка потрібна сила, щоб перебороти опір атмосфери І, головне, земне тяжіння. Атмосфера — це величезна перешкода, але все-таки незрівнянна з земним тяжінням — цим невидимим ланцюгом, який приковує нас до Землі. Опір атмосфери зменшує швидкість добре обтічної ракети при польоті через повітряний шар приблизно на одну двохсоту частину. Засобом подолання земного тяжіння є швидкість. Підраховано, що при початкових швидкостях, менших восьми кілометрів за секунду, тіло, кинуте з Землі, впаде назад на Землю; при швидкості вісім кілометрів обертатиметься навколо земної кулі, як супутник, а швидкість від восьми до одинадцяти кілометрів примусить його літати навколо Землі по еліпсу, то наближаючись, то віддаляючись, як періодична комета. Тільки при швидкості понад одинадцять кілометрів тіло, кинуте з Землі, остаточно подолає земне тяжіння і полетить назавжди у світовий простір. Щоб досягти такої швидкості, треба витратити величезної потужності енергію, яку дає пальне. І для зореплавання постає нове питання — про найбільш легке і енергомістке пальне. Адже пальне само має вагу. Витрачається воно поступово. Отже, у момент відльоту доводиться надавати швидкості і самому пальному. Це треба врахувати. Далі, пального можна взяти тим менше, чим досконаліший двигун, чим вищий його коефіцієнт корисної дії. Найдосконалішими щодо цього є двигуни так званої прямої дії, до яких належать реактивні.
— Але ж усі ці труднощі вже подолані, всі питання розв’язані, все підраховано, — заперечив Стормер. — І нам, можливо, не доведеться займатися такими обчисленнями. Нас цікавить практика керування ракетою…
— А саме ця практика й неможлива без тривалої підготовки, — відповів Цандер. — Розрахунки потрібні не тільки під час підйому, але й у польоті, а також при посадці. Не забувайте, що земне тяжіння зменшується із збільшенням відстані, але ніде не зникає. На ракету в польоті діє не тільки тяжіння Землі, але й Місяця, і Венери, і Сонця, змінюючи напрям польоту. Астронавігація потребує безперервних розрахунків. Інструменти дають лише матеріал для обчислень. Я користуюся і акселерометрами, що показують величину прискорення польоту, і жироскопами, що реєструють зміни в напрямі, і вовчками, тобто тими самими жироскопами, що контролюють напрям керма, за кутовими розмірами планет і Сонця мені доводиться обчислювати відстань од них до ракети і самовизначатися. Мені треба обчислювати витрати пального і звідси — зменшення загальної маси ракети, вплив цього на швидкість та інше. Щоб висадитися на планету, треба знати її положення на орбіті і зв’язати з швидкістю та напрямом руху ракети. Всяка помилка призведе до марної витрати пального — в найкращому разі. Звичайно, керування ракетою добре автоматизовано, І навчитися пускати в дію дюзи або припиняти вибухи, змінювати напрям ракети не так уже й важко. Повернути штурвал може й дитина. Але куди прийде корабель, керований таким капітаном?
— Одне слово, ніхто, крім вас трьох, не може впоратися із завданням? — спитав Стормер.
— З цим завданням може впоратися і кожен з вас, якщо тільки оволодіє потрібними знаннями, — відповів Цандер.
— І в-ви їх дасте нам? — спитав Маршаль.
— Я зроблю все можливе, щоб передати їх вам. Решта залежить од вас.
— Отже, за таблицю множення?
— За логарифми, без яких не ступити й кроку, за аналітичну геометрію, за диференціальне та інтегральне числення.
— І за практичний досвід, звичайно? — спитав Стормер.
Йому хотілося якнайшвидше взяти бика за роги.
— Ну, звичайно, потім, — відповів Цандер.
XI. “Тррр — і готово…”
Цандер почав навчати пасажирів. Він був не з тих, хто оберігав монополію своїх знань, і охоче ділився ними з усіма, коли мав вільний час. Але саме ця сумлінність не подобалася пасажирам, особливо Пінчу. йому здавалося, що Цандер надто багато приділяє уваги теорії на шкоду практиці. Пінчу скоріше кортіло добратися до “кнопок і важелів”. Він цілими годинами просиджував у капітанській рубці, стежачи за рухами Цандера.