Рядом с Жюлем Верном

Брандис Евгений Павлович

Из пушки на луну

 

 

I. «Можно ли в этой точке подпрыгнуть?»

Первым человеком, испытавшим состояние невесомости в свободном орбитальном полете, был, как известно, Юрий Гагарин. 12 апреля 1961 года – дата его исторического полета – знаменует начало непосредственного проникновения человека в космос.

Что такое невесомость, сейчас знает каждый. Но еще в середине нашего века это было понятие умозрительное, существовавшее скорей лишь в теории, интересное узкому кругу специалистов. К примеру, во втором издании БСЭ термин «невесомость» отсутствует (том 29 на букву «Н» вышел в свет в 1954 году, за три года до запуска в СССР первого искусственного спутника Земли).

Между тем эффект исчезновения тяжести фантасты предвидели с давних времен. Едва ли не впервые он был предугадан в причудливой книге «Сон, или Астрономия Луны», изданной на латинском языке в городе Франкфурт-на-Майне в 1633 году. Автор этого сочинения – немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571–1630), убежденный последователь Коперника, открывший три фундаментальных закона движения планет вокруг Солнца. Он написал свой «Сон» еще совсем молодым, продолжал над ним долго работать, но так и не успел напечатать. Рукопись, найденная в бумагах ученого, была опубликована его сыном.

Фантастический рассказ о полете на Луну ученика Тихо Браге, юного астронома по имени Дуракотус, сопровождается обширными комментариями, которые в несколько раз превышают по объему описание самого путешествия и жизни героя на Луне.

Космическая фантазия основана на математических выкладках. Кеплер удивительно точно вычислил расстояние между Землей и Луной, верно описал лунный рельеф (горы и впадины), движение Земли, заметные наблюдателям с якобы «неподвижной» Луны, объяснил, почему невозможно увидеть обращенное в противоположную сторону лунное полушарие и так далее. Комментарии вместе с фантастическим «Сном» представляют собой научный трактат, полный гениальных догадок, перемешанных с суеверными измышлениями. Ведь тот же Кеплер служил астрологом у германского полководца Валленштейна и составлял для него гороскопы.

Что касается путешествия на Луну Дуракотуса и его спутников, то увлекают их за собой всемогущие демоны. Любопытно, что в истолковании Кеплера «демоны» – есть не что иное, как «науки, которые раскрывают причины вещей. Эта аллегория, – замечает автор, – была внушена мне греческим словом «daimon» (демон, гений, дух), которое происходит от «daiein» (знать, ведать)». Первое ощущение от стремительного полета – возросшая сила тяжести. Человеческое тело искривляется и чуть ли не выворачивается наизнанку, как если бы им выстрелили из пушки. Демоны усыпляют путников и так их удобно укладывают, чтобы толчок распределился равномерно по всему телу. В полете возникают новые осложнения: ужасный холод и затрудненность дыхания в безвоздушной среде. Но демоны знают, как уберечь путешественников.

Когда большая часть пути осталась позади, «магнетические силы» Земли и Луны уравновесились взаимным притяжением, и Дуракотус в этой точке пространства оказался как бы во взвешенном состоянии, словно вовсе не имел тяжести. Каждая частица, заключенная в его теле, поясняет автор, влеклась сама по себе вместе со всей телесной массой.

С этой минуты начинается свободное падение на Луну. Демоны опережают путников и движутся перед ними, чтобы не дать им разбиться о лунный грунт.

Таким образом, Иоганн Кеплер, пусть и в наивной форме, почти 350 лет назад сумел предусмотреть «перегрузки» человеческого организма при «старте», состояние невесомости во время полета (правда, лишь на одном небольшом отрезке) и «амортизацию» от удара при спуске на Луну.

Пассажиры цилиндро-конического вагона-снаряда, сделанного из легчайшего металла, драгоценного по тем временам алюминия, испытывают блаженное состояние невесомости. Роман «Вокруг Луны». Художник Э. Байяр.

Приводнение лунного снаряда Жюля Верна и спасение пассажиров моряками. Роман «Вокруг Луны». Художник Э. Байяр.

Позднее Исаак Ньютон в своем главном труде «Математические начала натуральной философии» (1687), опираясь на законы движения планет, открытые Кеплером, разработал основы небесной механики. Это и позволило определить скорости, необходимые для превращения снаряда в искусственный спутник Земли, для полета в пределах Солнечной системы и выхода в бесконечное пространство Вселенной (первая, вторая и третья космические скорости).

По прошествии двух с половиной столетий после появления кеплеровского «Сна» Жюль Верн подарил читателям свою знаменитую лунную дилогию – «С Земли на Луну» (1865) и «Вокруг Луны» (1870).

Пока что ограничимся разговором о невесомости. В «нейтральной точке», по мнению писателя, повторившего гипотезу Кеплера, оба притяжения – лунное и земное – должны взаимно уравновеситься. Вследствие этого «вагон-снаряд» должен «потерять всякий вес». Произойдет это из-за различия масс обеих планет на 47/52 части всего пути.

«Состояние равновесия лунного и земного притяжения, – утверждает Жюль Верн, – продолжалось не более часа». И вот как описывается эффект невесомости: «…различные предметы, оружие, бутылки, брошенные и предоставленные самим себе, словно чудом держались в воздухе…Вытянутые руки не опускались, головы качались на плечах; ноги не касались пола снаряда…Мишель вдруг подпрыгнул и, отделившись на некоторое расстояние от дна снаряда, повис в воздухе…» («Вокруг Луны», гл. 8).

Сочинения французского романиста на протяжении многих лет не выходили из поля зрения Льва Николаевича Толстого. «Романы Жюля Верна превосходны! – сказал он в 1891 году студенту, впоследствии известному физику А. В. Цингеру. – Я их читал совсем взрослым и все-таки помню, они меня восхищали. В построении интригующей, захватывающей фабулы он удивительный мастер. А послушали бы вы, с каким восторгом отзывался о нем Тургенев! Я прямо не помню, чтобы он кем-нибудь так восхищался, как Жюлем Верном».

Знакомство началось с романа «Вокруг Луны». Толстого заинтересовала гипотеза «мира без тяготения». Дневниковая запись – «Читал Верна» (17 ноября 1873 года) – сопровождается полемическими заметками: «Движение без тяготения немыслимо. Движение есть тепло. Тепло без тяготения немыслимо».

Больше всего Толстого озадачило шутливое предположение Мишеля Ардана, что если бы удалось избавиться от пут тяготения в земных условиях, то было бы достаточно «только усилия воли, чтобы по своей прихоти взлететь в пространство».

В тот же день Толстой поделился своими сомнениями с критиком H. H. Страховым: «…меня поразило то место, где они, вступив в нейтральный пункт между Луной и Землей, находятся вне закона тяжести, но все-таки двигаются. Как они это делают?… Ни ноги, ни руки, ни крылья, ни поплавки, ни змеиные позвонки не производят движения. Если они двинутся, то только непосредственным действием воли движения, т. е. чудом…»

Толстой в чудеса не верил. Под свежим впечатлением романа Жюля Верна он обратился к трудам по физике, но нигде не нашел ответа, действительно ли в состоянии невесомости возможны произвольные движения. Не удовлетворили его и письма H. H. Страхова, который объяснял, что кошка, выброшенная из окна, делает в воздухе параболу и падает на ноги. Значит, «движения возможны независимо от силы тяготения». Толстого и это не убедило, и тогда Страхов сослался на учение об инерции и привел выдержки из «Математических начал натуральной философии» Ньютона.

Спустя шесть лет, в 1879 году, Лев Николаевич заметил в одном из писем к А. А. Фету: «У Верна есть рассказ Вокруг Луны. Они там находятся в точке, где нет притяжения. Можно ли в этой точке подпрыгнуть? Знающие физики различно отвечали».

По-видимому, великий писатель так и не нашел разгадки мучившей его проблемы. Жизненный опыт человека, привыкшего к конкретному мышлению, противился умозрительной возможности движений в состоянии невесомости по собственной воле, хотя невесомость саму по себе он, как видно, не отрицал.

Еще при жизни Жюля Верна гений русской науки К. Э. Циолковский сформулировал принципы исследования мировых пространств реактивными приборами, изложил свои мысли о возможности проникновения человека в космос, об искусственном спутнике Земли, об условиях жизни при отсутствии тяготения.

«Стремление к космическим путешествиям заложено во мне известным фантазером Ж. Верном, – писал Циолковский. – Он пробудил работу мозга в этом направлении. Явились желания. За желаниями возникла деятельность ума. Конечно, она ни к чему бы не повела, если бы не встретила помощь со стороны науки».

«Калужский мечтатель», оторванный от научных центров, разрабатывал в провинциальной глуши пионерские идеи «звездоплавания», но не мог предать их широкой гласности. Эту миссию возложил на себя известный популяризатор точных наук Я. И. Перельман, один из немногих энтузиастов, сумевших оценить в полной мере прозорливость старшего современника. В 1915 году он выпустил книгу «Межпланетные путешествия», столь же «преждевременную» в царской России, как и грандиозные замыслы Циолковского.

«Межпланетным путешествиям» Перельмана суждено было выдержать много изданий, донести гениальные идеи Циолковского до широкого круга читателей, воспламенить мечтою о «звездоплавании», подкрепленной научными доказательствами, сотни и тысячи юных умов, среди которых были и первые конструкторы советских космических кораблей.

А годом раньше Перельман поместил в популярном журнале «Природа и люди» (1914, № 24) научно-фантастический рассказ «Завтрак в невесомой кухне», написанный в качестве дополнительной главы к роману «Вокруг Луны».

Ученый поправляет писателя: «Подробно рассказывая о жизни пассажиров внутри летящего ядра, Жюль Верн упустил из виду, что пассажиры, как и вообще предметы внутри каюты, во все время путешествия были абсолютно невесомы! Дело в том, – продолжает автор, – что, подчиняясь силе тяготения, все тела падают с одинаковой скоростью; сила земного притяжения должна была, следовательно, сообщать всем предметам внутри ядра совершенно такое же ускорение, как и самому ядру. А если так, то ни пассажиры, ни остальные тела в ядре не должны были давить на свои опоры; уроненный предмет не мог приближаться к полу (то есть падать), а продолжал висеть в воздухе; из опрокинутого сосуда не должна была выливаться вода и т. д. Словом, внутренность ядра должна была на время полета превратиться в маленький мир, совершенно свободный от тяжести».

Тем самым опровергается кеплеровская гипотеза «нейтральной точки». Невесомость наступает немедленно, как только снаряду сообщают космическую скорость (не менее восьми километров в секунду).

Произвольные движения внутри снаряда не вызывают сомнений, только «пассажирам» нелегко к ним приспособиться. На вопрос Л. Н. Толстого: «Можно ли в этой точке подпрыгнуть?» ответ однозначен: «Да, можно!»

Художественной популяризацией идей Циолковского с тех пор занимались многие фантасты (среди них – Александр Беляев), подробно и достоверно изобразившие состояние невесомости задолго до выхода человека в космос.

 

II. Впереди века

Фантастика устремлена к будущему. Изображенные Жюлем Верном «чудеса техники» всегда опережают действительность. События же отодвинуты в недавнее прошлое или происходят в то самое время, когда книга выходила в свет. Герои – современники автора, а их дела и свершения по условиям времени невозможны. Тем самым читатель соприкасается с будущим и находит его в настоящем.

Первая часть дилогии «С Земли на Луну» – полный юмора антивоенный памфлет – публиковалась в газете в 1865 году, вскоре после того, как в Соединенных Штатах закончилась четырехлетняя гражданская война. Герои романа, члены балтиморского «Пушечного клуба», не желают примириться с наступлением «мертвого сезона». «Неужели никогда не возникнут международные осложнения, которые позволят нам объявить войну какой-нибудь заморской державе!» – сокрушается математик Мастон. Но поскольку военные действия прекратились и новых пока не предвиделось, бравые артиллеристы, по предложению председателя клуба Барбикена, решают соорудить гигантскую «Колумбиаду» и сделать мишенью… Луну. Единственная цель выстрела – продемонстрировать успехи баллистики. Как мы помним, сумасбродному французу Ардану этого показалось недостаточно, и он выступает инициатором первого полета в космос.

Для науки нет ничего невозможного. «Рано или поздно такое путешествие будет совершено», – заявляет автор устами Ардана.

Трудно говорить о прогнозе, «рассчитанном» на сто лет. Речь может идти о догадках, вернее, о редкостной интуиции. Без преувеличения, гениальную интуицию Жюль Верн проявил в лунной дилогии, избрав полуостров Флориду местом старта алюминиевого цилиндро-конического «вагона-снаряда» с тремя пассажирами, заставив их испытать эффекты невесомости, увидеть обратную сторону Луны, вернуться по эллиптической орбите на Землю и упасть в Тихий океан, в четырехстах километрах от берега, где их вылавливает американский корвет.

Межпланетный фантастический поезд, летящий по трассе Земля – Луна. Роман «Вокруг Луны». Художник Э. Байяр.

Напомню общеизвестные факты. Корабли «Аполлон» стартовали с Восточного космодрома США (мыс Канаверал во Флориде, обозначенный на географической карте, приложенной к первому изданию «С Земли на Луну»).

21 декабря 1968 года к Луне был направлен космический корабль «Аполлон-8» с космонавтами Фрэнком Борманом, Джеймсом Ловел-лом и Уильямом Андерсом. Первыми из людей они увидели, как Земля, постепенно уменьшившись, превратилась в одно из небесных тел. Спустя трое суток после старта, на высоте около ста тридцати километров над лунной поверхностью, корабль перешел на окололунную орбиту. Проделав восемь витков, космонавты включили маршевый двигатель и перевели корабль на трассу полета к Земле. 27 декабря кабина экипажа вошла со второй космической скоростью в земную атмосферу и после аэродинамического торможения опустилась на парашютах в заданном районе Тихого океана.

Все этапы полета к Луне, кроме высадки экипажа, были проделаны также «Аполлоном-9» (март 1969 г.) и «Аполлоном-10» (май 1969 г.). И, наконец, в июле 1969 года пилотируемый космический корабль «Аполлон-11» впервые совершил посадку на Луну. Советский космонавт К. П. Феоктистов так определил историческое значение этого полета:

«Думаю, что естественное стремление к самоутверждению свойственно не только отдельным людям, но и коллективам, и человечеству в целом. Высадка на Луну – это акт самоутверждения всего человечества… Но, конечно, значение высадки на Луну не исчерпывается одним только эмоциональным аспектом этого события. Я бы хотел подчеркнуть техническое и научное значение успешной высадки на Луну» («Известия», 1969, 22 июля).

Успешное завершение программы «Аполлон» ознаменовалось полетом одиннадцатого и последнего пилотируемого корабля «Аполлон-17» (декабрь 1972 г.).

Карта Флориды, приложенная автором к отдельному изданию лунной дилогии. Стонз-хилл, место старта вагона-снаряда с экипажем из трех человек, находится неподалеку от обозначенного на этой карте мыса Канаверал, где ныне расположен американский космодром.

Одновременно сложнейшие задачи изучения Луны и доставки на Землю лунного грунта решаются советскими автоматическими станциями и управляемыми с огромного расстояния самоходными аппаратами. «Луноход-1» (ноябрь 1970 – январь 1971 г.) проработал одиннадцать лунных дней, пройдя по лунной поверхности 10,54 километра. «Луноход-2» (1973 г.) за четыре месяца работы прошел 37 километров, передав на Землю 86 панорамных и более 80 000 телевизионных снимков лунной поверхности.

Во второй половине XIX века подобные способы космических исследований нельзя было даже и загадывать.

Но вернемся к роману Жюля Верна.

По странному совпадению, заметил американский космонавт Фрэнк Борман, «Аполлон-8», имеющий приблизительно такие же размеры и вес, как и снаряд Барбикена, облетел Луну тоже в декабре месяце и приводнился в четырех километрах от точки, указанной романистом. (Заметим в скобках: высота снаряда «Колумбиады» 3,65 метра, вес – 5547 килограммов. Высота капсулы «Аполлона» 3,60 метра, вес – 5621 килограмм).

Не только число участников перелета, место старта и финиша, траектория, размеры и вес алюминиевого цилиндро-конического снаряда, но и сопротивление атмосферы, регенерация воздуха и даже телескоп с пятиметровым диаметром на вершине Лонгспик в Скалистых горах, по параметрам и разрешающей способности удивительно похожий на тот, что ныне установлен в Маунт-Паломарской обсерватории (Калифорния), – все это предусмотрено в романе, опередившем реальные возможности больше, чем на сто лет!

Любопытно еще одно совпадение. Герои романа, огибая Луну, наблюдают на обратной стороне извержение вулкана. Вулканическую деятельность на Луне впервые зарегистрировал советский астроном Н. А. Козырев. Полученный им спектр вспышки в кратере Альфонса позволил заключить, что она означала извержение газа.

Отсутствие топлива, энергию которого можно было бы регулировать, заставило Жюля Верна воспользоваться самым сильным из известных в то время взрывчатых веществ – пироксилином. И вместе с тем «вагон-снаряд» имеет ракетную установку для амортизации удара, если бы произошло «прилунение»: «И в самом деле, ракеты, имея точкой опоры дно снаряда и вылетая наружу, должны были вызвать обратное движение снаряда и тем самым до некоторой степени замедлить скорость его падения. Правда, этим ракетам пришлось бы гореть в безвоздушном пространстве, но кислорода им хватило бы, потому что он заключается в самих ракетах».

Жюлю Верну не пришло в голову сделать ракетный двигатель душой межпланетного перелета. Для героев романа это только лишь вспомогательное средство. Писатель, конечно, понимал, что его проект нереален. Участь пассажиров «вагона-снаряда» была бы плачевной из-за чудовищных стартовых перегрузок в момент выстрела. Такое фантастическое допущение понадобилось для развития действия. «Ошибка» Жюля Верна вскоре стала столь же классической, как и его роман. Еще Анатоль Франс заметил по этому поводу в «Книге моего друга» (1885): «Простодушные мальчики, поверив на слово Жюлю Верну, воображают, что на Луну действительно можно попасть в пушечном ядре…»

Я. И. Перельман в русских изданиях, выходивших под его редакцией, произвольно, хотя и очень удачно, озаглавил роман «Из пушки на Луну» и подробно разобрал ошибку Жюля Верна в специальном очерке, приложенном к прославленной книге.

И вот теперь выясняется, что артиллерийский допуск Жюля Верна на новом уровне техники выглядит не столь уж ошибочным.

Предложен проект «составной пушки»: стволы вкладываются друг в друга наподобие «матрешек» и при последовательном выстреливании скорости складываются, давая в сумме космическую. Таким способом можно выводить на орбиту спутники, а в перспективе использовать дальнобойные орудия в безатмосферной среде.

Время отметает ошибки, либо подтверждает чутье художника, которое, по словам Чехова, стоит иногда мозгов ученого. Но где та грань, когда вымысел переходит в прогноз?

Интересны предположения писателя об огромных материальных затратах, которые потребует космический перелет, и возможном международном сотрудничестве. Изобретательность и деловитость американцев стимулируется инициативой француза. Благодаря Мишелю Ардану экипаж «вагона-снаряда» становится американо-французским. Проект воплотился в жизнь, потому что «Пушечный клуб» решил «обратиться ко всем государствам с просьбой о финансовом соучастии». Самый живой отклик обращение встретило в России. «Россия внесла огромную сумму – 368 733 рубля. Этому не приходится удивляться, принимая во внимание интерес русского общества к науке и успешное развитие, достигнутое астрономией в этой стране благодаря многочисленным обсерваториям, главная из которых (подразумевается Пулковская. – Евг. Б.) обошлась государству в два миллиона рублей». Всего же на операцию «Колумбиада» было израсходовано – по калькуляции «Пушечного клуба» – 5 446 675 долларов!

Сумма громадная, учитывая многократную девальвацию доллара за истекшие сто с лишним лет, но совсем незначительная по сравнению с реальной стоимостью осуществления программы «Аполлон»: 25 миллиардов долларов.

Во что будут на деле обходиться космические исследования, Жюль Верн, при всей его богатой фантазии, предвидеть, конечно, не мог.

«Вокруг Луны», как и первая часть дилогии, зиждется на строгих расчетах. Нужно было мотивировать возвращение снаряда, чтобы не дать ему затеряться в Солнечной системе. Когда он находится на невидимой стороне Луны, появление массивного небесного тела, с которым он едва не столкнулся, обеспечивает первую коррекцию. И затем, когда он вновь попадает в зону притяжения Земли, вспомогательные ракеты, все-таки введенные в действие Барбикеном, еще раз исправляют траекторию. А так как Жюль Верн избрал по наитию местом старта Флориду, то снаряд, совершив предначертанный путь, должен был приводниться именно на том участке, куда его привели безукоризненные вычисления Анри Гарсе. Совпадение траекторий вымышленного снаряда и запущенных спустя столетие реальных космических кораблей нельзя объяснять только случайностью. Гарсе опирался в своих вычислениях на «Математические начала» Ньютона.

Замысел лунной дилогии получил серьезное научное подкрепление. Интуиция соединилась с точным расчетом, основанным на законах небесной механики.

Тот же Фрэнк Борман позднее вспоминал, что, когда его жена, прочитав «С Земли на Луну», встревожилась за судьбу мужа, он, чтобы успокоить ее, посоветовал прочесть «Вокруг Луны».

Современная космонавтика, подтвердившая прозорливость Жюля Верна, внесла колоссальный вклад в науку, многократно превосходящий дальновидные прогнозы писателя. Вместе с тем нельзя забывать, что оба романа принадлежат к его лучшим творениям. Блестяще построенный сюжет, стиль, композиция, остроумные диалоги, неиссякаемый юмор – все до последних мелочей выполнено на уровне зрелого мастерства автора «Необыкновенных путешествий».

Издатель опасался, что дерзкий замысел вызовет возражения духовной цензуры.

Жюль Верн на это ответил:

– Барбикен же сказал перед полетом: «Пусть сохранит нас бог!» Разве этого недостаточно?