Вперёд, к Марсу!

Вячеслав Бучарский

«Вперёд, к Марсу!»

Аннотация


 

12. Учёный совет на орбите

      Много уже раз облетел наш караван «РК-ОК»  Землю, двигаясь наравне с Луной, прежде чем мы на ученом совете  решили, что же нам  делать далее  и что предпринимать.

      - Открытое нами для расселения колоний  пространство  между Землей и Луной, - сказал, открывая  заседание  в кают-компании ракеты  командор Ньютон, - имеет один важный недостаток:  отсутствие достаточного количества материалов  для построек.  А доставка  материала с Земли – плохой бизнес. Логистика, так сказать, очень уж  дорогая получается!..

      - Можно бы доставлять материалы с Луны, - заметил бизнесмен Франклин. - Это обойдется в десятки раз  дешевле...  Но Луна неудобна для поселений и работ,  как это выяснили  побывавшие  там  бортинженер Ивановский,   библиограф Фиалка  и геолог Норденшельд...

      - Я вижу выход в том, чтобы перевести колонию в область малых планет, ютящихся между орбитами Марса и Юпитера, - объявил командор.  - Только одно возбуждает некоторые сомнения: температура там  неприемлемо низковатая...  По закону Стефана-Вина  можно вычислить:  при черной поверхности тела и при самых благоприятных условиях на расстоянии Марса температура составляет близко к сотне градусов  тепла…  Марс в полтора  раза дальше от Солнца, чем Земля…   Даже на двойном расстоянии от  Солнца там температура порядка  тридцати градусов Цельсия.

Математик и астрофизик Лаплас напомнил собравшимся  о легендарных законодателях 19-го и 20-го веков  в области звёздной термодинамики.

…Австрийский физик  Й. Стефан (1835— 1893), анализируя экспериментальные данные (1879 год),  и Л. Больцман, применяя термодинамический метод (1884 год), решили эту задачу лишь частично,  установив  зависимость  энергетической светимости  от температуры. Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры.

Закон Стефана — Больцмана, определяя зависимость  светимости  от температуры, не дает ответа относительно спектрального состава излучения черного тела. Все кривые имеют явно выраженный максимум, который по мере повышения температуры смещается в сторону более коротких волн.

Немецкий физик В. Вин (1864—1928), опираясь на законы термо-  и  электродинамики,  установил зависимость  длины волны , соответствующей максимуму функции , от температуры по шкале Кельвина.  Длина волны, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости  черного тела, согласно этому  закону  обратно  пропорциональна  его термодинамической температуре.

 Смещение положения максимума функции  по мере возрастания температуры происходит  в область  коротких  длин волн.  Закон смещения Вина объясняет,  почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее  преобладает длинноволновое излучение (например, переход  белого каления  в  красное  при остывании металла).

Несмотря на то, что законы  Стефана — Больцмана  и  Вина играют в теории теплового излучения важную роль,  они являются частными законами, так как не дают общей картины распределения энергии по частотам при различных температурах.

Следующая строгая попытка теоретического вывода зависимости принадлежит английским ученым Д. Рэлею и Д. Джинсу, которые уже в 20-м веке применили к тепловому излучению методы статистической физики, воспользовавшись классическим законом равномерного распределения энергии по степеням свободы.

- Да, но уже на удалении Юпитера температура около сотни  градусов ниже нуля… - напомнил Ньютон. - Таким образом находим,  что температура  на среднем расстоянии между Марсом и Юпитером близка к трём десяткам градусов  холода...

      - Температуру  можно увеличить с помощью термодинамических зеркал, - отвечал с убеждённостью астроном и планетолог  Лаплас.

      - Это приемлемо применительно к нам для наших путешествий, - согласился командор. - Но не для колонистов,  где нужны практические решения.  Мы-то, конечно, не будем терпеть холода благодаря  нашим ухищрениям  даже на расстоянии Сатурна...

      - Для колонистов, таким образом, - подтвердил американец Франклин, - удобнее всего поселиться в поясе,  близком к Марсу. Там, за ним, на удвоенном расстоянии от Солнца, сравнительно с Землей, наибольшая температура порядка тридцати  градусов  тепла...

      - А не лучше ли им строить поселения между Землей и Марсом,  или ближе к Солнцу - между орбитами Земли и Венеры? – предложил Лаплас.  - Один громадный астероид  уже найден между Землей и Марсом.

      - И то и другое возможно и хорошо,  если бы только в этих областях мы нашли вещество  в  виде значительных болидов или астероидов в несколько сот метров диаметром, - решил  Ньютон.  И добавил после продолжительной паузы: 

      - Это Эрос!..  Правда, вследствие эксцентричности своей орбиты, планетный «мальчуган»  иногда удаляется от Солнца далее Марса…  Можно воспользоваться его массой. Но ведь это такая громадина!..  Вообще-то  астероиды меньше 10 километров в диаметре, сто лет назад  не могли  быть открыты тогдашними астрономами… А они  должны быть, - продолжал Ньютон, обтерев лоб кружевной перчаткой.  - В самом деле, выйдите в поле: каких камней вы более заметите - крупных или мелких?..   Конечно, мелких,  и чем они мельче,  тем больше их число.  То же самое мы должны найти и в безграничных пространствах Вселенной…   Действительно, крупных планет всего десять,  если не считать спутников. Маленьких же планеток,  или астероидов,  под тысячу.  А уж болидов  и так назывемых  аэролитов  бесчисленное множество…   Стало быть и малых планеток – косяки.  

      - Поэтому можно надеяться, - сказал астроном Лаплас, - что мы встретим множество малых планет ближе или дальше орбиты Земли.

      - Итак, господа, - сказал в заключении командор Ньютон, -  мы  прежде всего и направим туда наш межпланетный линкор «КЭЦ-2017» по орбите Земли кругом Солнца.

Вся команда учёных, заседавших в каюте Ньютона, с этим вполне согласилось.

                                                *  *  *

    …На следующие земные сутки наш командор сообщил на планёрке:

  - Мы уже почти свободны от притяжения Земли,  так как тут сила её тяготения в несколько тысяч раз меньше, чем у поверхности.  Сейчас  мы проходим по нашей траектории около  километра в секунду.  Если же скорость дойдет до полутора километров, мы удалимся навеки от земного шара...

      - Но при этом у нас останется  орбитальная скорость вращения Земли вокруг Солнца, - заметил Лаплас. - Мы её приобрели, когда стартанули  из Гималаев.  Так что не должен наш караван «КЭЦ-2017» упасть на наше светило, а уж мы постараемся  двигаться вокруг него, подобно Земле.

      Я, Владислав Ивановский, как главный бортинженер комплекса РК-ОК, должен был уточнить:

- Это значит, что для нашего каравана  РК-ОК  – ракетный корабль и оранжерея космическая -  нужна прибавочная скорость,  не превышающая полкилометра в секунду...  А это для нас пустяки!  Расход взрывчатых веществ будет почти незаметный...

     Наш бизнесмен Франклин меня уточнил:

 - Затем,  чтобы не встретиться с Землей,  двигаясь по одной с ней орбите,  мы будем  удаляться от Солнца по спирали…

- Расход топливных газов опять будет очень незначительный, - ободрил нас  командор  Ньютон. - Но как мы решим вопрос: приближаться к Солнцу или удаляться от него?..

Меня увлекала перспектива побывать на Эросе-планете. И потому я высказал предположение, что лучше удаляться от Солнца.

- Температура и здесь чрезмерна, - доказывал я, -  но мы ее можем довести без зеркал до 150 градусов  Цельсия, а, главное,  у нас будет больше шансов встретить на пути к Эросу, потом к  Марсу другие планетоиды  и астероиды  пусть даже менее 10 километров  в диаметре.

      Так и решили, послав на Землю коротенькую лазерную весточку  за подписью Ньютона:  «Благополучны!  Думаем направиться сначала по эклиптике,  а потом несколько далее  от Солнца,  в надежде найти массы вещества, достаточные для постройки колоний между орбитами Земли и Марса.  Привет Галилею, Гельмгольцу и другим нашим товарищам в Координационно-вычислительном центре в Гималайском замке».

Получена была и ответная телеграмма с пожеланием успеха.

                                      *  *  *

… Мы потихоньку разгоняли наш караван «КЭЦ-2017» тягой двигателей.  Притяжением Луны можно было совершенно пренебречь, тем более, что её масса почти что в сто раз  менее  массы Земли. Относительная тяжесть появилась, но в таком малом напряжении, что почти не замечалась. Однако видимые размеры Земли и Луны заметно уменьшались.  Суток через 10 угловой диаметр Земли уменьшился вдвое; ужалась в размере и Луна.

      - Теперь мы имеем скорость, - объяснил астроном Лаплас, - которая совершенно освобождает нас  от притяжения Земли  и ее спутника...

      Земля все умалялась и походила уже скорее на яркую звезду, чем на планету. Фазы Земли и Луны без телескопа казались одинаковы:  если Земля была с четверть,  то и Луна тоже.

      Температура на корпусе  нашего «линкора»  понижалась очень медленно и пока незначительно.  Но, увеличив черную её поверхность, обращенную к Солнцу,  мы,  согласно закона  Стефана-Вина  увеличили температуру  на корпусе.

Оранжерея, то есть комплекс  ОК, покорно следовала за ракетой КЭЦ-2017  и доставляла экипажу всё необходимое. Благодушие  наших космоплавателей нисколько не нарушалось. Они так же безмятежно кушали, спали, работали, музицировали и купались в бассейне,  как и ранее,  когда еще не расставались с Землей.

Монтажники нередко покидали ракету через шлюзовые люки, надев скафандры, в эфирное пространство.  Небо по-прежнему было черным, как чернила. С одной стороны блистало Солнце, с другой - множество мертвых, но разноцветных звезд.

Узор созвездий нисколько не изменился. Млечный Путь по-старому разделял небесную сферу на две половины;  звезд в нем было много-много и гораздо меньше тумана...  По-прежнему были видны бродячие звезды, т. е. планеты. Крупные астероиды были видны без телескопа и выделялись своим движением среди неподвижных звезд. Лунных ночей, конечно, уже не было. Реактивная  сила толкала наш межпланетный лункор  по направлению его движения и потому должна была бы его ускорять. Но выходило  наоборот:  движение замедлялось,  зато караван РК-ОК удалялся от Солнца. Это было подобно движению санок, бегущих в гору;  хотя лошадь  и тянет их, а скорость все-таки уменьшается.

© Вячеслав Бучарский
Дизайн: «25-й кадр»