Ирина Радунская - Безумные идеи
Специалисты говорят: в ядерном реакторе используется дефект массы, то есть разность между массой исходных и конечных продуктов деления. Эта разность превращается на атомных электростанциях в электрическую энергию. Так атомное ядро в соответствии с теорией относительности служит человеку.
Взбесившиеся звезды
Теория относительности предсказала возможность космического омоложения. Она помогла и ответить на вопрос о том, доведется ли когда-нибудь человеку действительно испытать космическое омоложение. Сможет ли он по своему желанию путешествовать в будущее и какой мир привидится ему из окон машины будущего?
...Редкий человек не мечтает, не фантазирует, не заглядывает за пределы возможного. И при этом рождается нечто, что не существует, но должно существовать, если понадобилось людям. Это «нечто» приходит, когда знание настигает мечту.
А бывает, что разум вторгается за пределы фантазии, куда даже и ей трудно добраться. Тогда его находки поражают сильнее, чем самая смелая мечта...
Как-то разговор зашел о космических путешествиях. Душой его был известный ученый, человек, тонко понимающий шутку и ценящий силу этой острой приправы ума, любящий пошутить и сам. Сначала он молчал, прислушиваясь, а потом задумчиво заметил:
– Помню, как-то на отдыхе у меня с соседом возник спор о том, какой мир откроется глазам космонавтов. Под впечатлением этого разговора я взялся за карандаш и бумагу. Они, знаете, часто мирят мечту и действительность. И вот что мне увиделось.
Изумительный, призрачный мир откроется астронавтам. При скоростях ракеты, близких к скорости света, все звезды небосвода дружно «перекочуют» в область неба впереди корабля. Сзади «останутся» лишь немногие. Звезды и планеты, мимо которых пролетит корабль, будут казаться не круглыми, а вытянутыми в его сторону наподобие огурцов, поворачивающимися и меняющими свои очертания. Удивительный пейзаж привидится человеку не на миг, а, чтобы не ошибиться, минут на двадцать возле каждой звезды... Почему? В этом повинны такие законы природы, как аберрация и параллакс. В простейшем виде аберрация проявляется, когда капли отвесного дождя прочерчивают наклонные линии по окну движущегося поезда. Зная скорость падения капель и измерив угол наклона их следов, можно даже определить скорость поезда. Влияние параллакса проще всего обнаружить, быстро взглянув на близкий предмет сперва одним, а затем другим глазом. При этом кажется, что предмет слегка повернулся.
А цвет звезд? Когда мимо нас проносится поезд – простите за надоевший пример, но он самый понятный, – голос его внезапно меняется, хотя на самом деле тон гудка остается постоянным. Это известный акустический эффект Доплера. Так и ближайшая звезда, мимо которой промелькнет ракета, будет «менять» свой цвет. Но этого мало. Звезды в передней части небосвода, кажущиеся нам красными, станут ярко-белыми, а некоторые перестанут быть видимыми, так как почти все их излучение перейдет в область рентгеновых и ультрафиолетовых лучей. Некоторые из звезд, оставшихся в «задней» части небосвода, тоже «исчезнут» из-за того, что их свет превратится в инфракрасные лучи и даже в радиоволны. Эти сюрпризы оказываются неотвратимыми следствиями оптического эффекта Доплера.
Но увидит ли все это пассажир фотонной ракеты? В состоянии ли он будет что-либо видеть? И... возможна ли вообще фотонная ракета?
Озадачив собеседников и весело рассмеявшись, Сергей Михайлович Рытов на секунду остановился, вынул ручку, чтобы пояснить свою мысль, а у присутствующих, наверно не в первый раз в течение рассказа, снова возникло сомнение: не шутка ли все это?
А если не шутка, то уместны ли эти вопросы сегодня, когда человек уже преодолел земное тяготение и по несколько суток проводит в космическом полете, когда его первые ракеты уже совершили почетный круг вокруг Луны и Солнца, когда, наконец, полеты к далеким звездным мирам на повестке дня и ученые во всем мире думают о создании сверхскоростных фотонных ракет?
Уже известны десятки проектов космических кораблей, написаны толстые книги, пересыпанные расчетами, снабженные схемами, чертежами, рисунками завтрашних разведчиков космоса. И вдруг: возможны ли фотонные ракеты?
Уместны ли эти шутливые вопросы, ставящие под сомнение идею фотонных ракет, которым предстоит почти со скоростью света пересечь космические океаны, ракет, без которых полет к далеким звездным мирам просто невозможен для людей одного поколения, без которых, наконец, невозможно космическое омоложение?!
Каждый из слушавших профессора Рытова понимал, что ученого потянуло взяться за перо не просто желание узнать, какой космический пейзаж ожидает астронавтов, не стремление поспорить с авторами объемистых трудов о фотонных ракетах. Серьезное опасение за судьбу идеи фотонной ракеты заставило Сергея Михайловича поставить ее под обстрел формул и уравнений.
Вот почему слушатели, среди которых были и ученые с мировым именем, с интересом следили за нитью рассуждений рассказчика.
Смертоносные пылинки
Так увидит ли на самом деле пассажир фотонной ракеты все то, что рассказали ученому формулы? Послушаем дальше.
– Несомненно, что корабль, летящий почти со световой скоростью, будет с такой же скоростью налетать на атомы межзвездного водорода и на частицы космической пыли, которые по сравнению с его скоростью практически неподвижны. И хотя их в мировом пространстве очень мало – на один кубический сантиметр приходится едва ли один атом водорода, – при такой скорости они будут с огромной силой налетать на межзвездный корабль, вызывая в его обшивке целый ряд микроскопических катастроф, перерастающих в ливень разрушений.
Протоны, эти миниатюрные снаряды, которые по своей силе могут быть сравнимы с атомными бомбами, конечно, в масштабах микромира, будут вдребезги разбивать атомы и даже ядра атомов металлического корпуса ракеты. Ведь теория относительности доказала, что нет никакой разницы между тем, какое из сталкивающихся тел движется по инерции относительно Земли или какого-либо третьего тела, а какое неподвижно относительно них. Важно лишь относительное движение. Именно поэтому неподвижные протоны будут разрушать ядра атомов оболочки корабля так же, как протоны, получаемые в крупнейших ускорителях, разрушают ядра атомов мишени. При этом будет выделяться мощное излучение, гораздо более опасное для организма человека, чем самые жесткие рентгеновы лучи.
Расчеты, проведенные на основе теории относительности, подсказали профессору Рытову, что для защиты от действия этого излучения придется сделать стенки корабля не менее двухметровой толщины!
Преграда ли это для людей, преодолевавших и не такие препятствия? Нет. Опасность облучения не делает невозможным полет на фотонной ракете, хотя и очень его осложняет.
Гораздо коварнее космическая пыль. Эти ничтожные частицы уже умерших или еще не рожденных миров представляют для фотонных ракет страшную опасность.
При гигантских скоростях полета пылинка с массой всего в тысячную долю грамма во время соударения с корпусом ракеты превратится в снаряд разрушительной силы. Подсчет показал, что при ударе одной подобной пылинки выделится такое количество тепла, которое способно превратить в пар 10 тонн железа. А ведь корпус ракеты, летящей со скоростью, близкой к скорости света, будет ежесекундно сталкиваться с пылинками, находящимися внутри цилиндра длиною около 300 тысяч километров!
Беспощадные выводы, подсказанные точными математическими расчетами, намного усложняют проблему создания фотонных ракет. Рассказ Рытова вызвал дискуссию, страстные споры, горячий обмен мнениями. Одни ученые высказывали первые соображения о материалах, из которых должна быть сделана обшивка ракеты, чтобы спасти проблему, другие предлагали расчищать от космической пыли пространство перед ракетой. В результате мнения сошлись на том, что хотя эта расчистка принципиально возможна, но потребует огромной дополнительной затраты энергии. Словом, решать проблему сверхскоростных ракет без учета таких «ничтожных» противников, как космические пылинки, нельзя.
Рассуждая о том, что может помешать фотонной ракете в ее полете, ученые не забыли обсудить и главный вопрос: каковы же технические перспективы создания такой ракеты? И пришли к довольно обескураживающим выводам. Расчеты были просты, но многозначительны. Решив положить в основу расчетов очень скромный вес ракеты – одну тонну и задав ракете скорость «всего» в 80 процентов от скорости света, ученые подсчитали, что энергия ракеты должна исчисляться пятнадцатизначной цифрой! А точнее – должна равняться 215000000000000 киловатт-часов.