Начальная школа

Русский язык

Литература

История России

Всемирная история

Биология

География

Математика

Глава 5. Ближайшие окрестности

Мы как-то увлеклись большими масштабами и совсем забыли о том, что находится у нас под носом. Это очень по-русски – думать о вечном и глобальном, не замечая разбросанных игрушек под самым носом.

Давайте же скосим глаза на кончик носа и посмотрим, что находится вот буквально рядом, вокруг нас. К родному дому присмотримся. К любимой нашей Солнечной системе. Пробежимся, так сказать, галопом по планетам. А то Вселенную познали, а что в хозяйстве делается, не знаем. Однако не беспокойтесь за масштаб!

После наведения порядка внутри собственного дома, мы вновь, раскинув руки, отправимся в полет по Вселенной и поговорим о том, откуда она вообще взялась. Но сейчас все же придется на время отвыкнуть от галактических просторов, взять в руки лупу и изучить то, чем намусорено вокруг.

А намусорено немало! В нашей Солнечной системе девять планет… Ой, виноват! Восемь! Последнюю планету – Плутон – астрономы недавно разжаловали из планет за малый размер, ну и ладно, меньше учить.

Вкратце мы планеты уже перечисляли в начале книжки и даже вскользь упомянули, как они возникли. Теперь пришла пора неприятных пыльных подробностей. Потому начнем мы рассказ о планетах с их образования из газо-пылевого облака. Но заход сделаем издалека с повтора пройденного материала.

Итак…

Ранняя Вселенная состояла, как мы помним, из водорода с небольшой примесью гелия. Под действием гравитации газ стягивался и концентрировался в направлении случайных уплотнений, образуя первое поколение огромных толстых звезд. Время их жизни было совсем небольшим – сотни миллионов лет, – поскольку крупные звезды быстро сгорают. Большинство этих звезд превратилось в черные дыры, раскидав газовую оболочку с первыми наработанными химическими элементами по космосу.

Из этой межзвездной пыли начало формироваться второе поколение звезд, поменьше габаритами. Наша Солнечная система собралась из гигантского облака космической пыли и газа, оставшегося после взрыва сверхновой. Об этом говорит наличие тяжелых элементов у нас в системе и в наших телах.

Постепенно сгущающееся и вращающееся вокруг своей оси, это облако космической пыли и газа по виду напоминало не шар, а сплюснутое с двух сторон зернышко чечевицы, пузатенькую стеклянную линзу или галактику. В нем постепенно возникали более плотные образования – сначала хлопья слипшейся космической пыли, состоящей из разных химических элементов, потом сгустки, которые начали притягивать к себе окружающее вещество, и чем больше был сгусток, тем сильнее он притягивал.

Между тем в центре газо-пылевого облака, где была наибольшая концентрация вещества, давление (из-за гравитационного сжатия) и температура (из-за давления) все росли и росли – до тех пор, пока не достигли такой величины, при которой началась термоядерная реакция. Звезда зажглась! И ее мощное излучение начало интенсивно выметать вокруг себя пыль и легкий газ подальше. И чем легче были химические элементы, тем легче их уносило солнечным ветром подальше от новенькой звезды. Самый легкий элемент у нас, как вы знаете, водород. Именно поэтому самые большие и самые дальние планеты Солнечной системы представляют собой газовые гиганты. А тяжелые элементы, типа железа и других металлов, вынесло в меньшей степени. Поэтому ближайшие к Солнцу планеты представляют собой, как уже говорилось, ржавые металлические шарики, покрытые слоем окислов и шлаков. Понятно, что на близкой к Солнцу Земле есть и легкие элементы, но их меньше в процентном отношении, чем на дальних планетах. И наоборот, на дальних планетах меньше тяжелых элементов (в процентном отношении).

Постепенно-постепенно вся пыль и газ оседали на ближайших к ним молодых протопланетах, очищая пространство и опрозрачнивая его. Затем настал черед планетам собирать сгустки покрупнее – метеориты. Это был этап метеоритной бомбардировки. Следы этой бомбардировки прекрасно видны на Луне в виде кратеров, которые там из-за отсутствия атмосферы и ветров прекрасно сохраняются миллионами и миллиардами лет.

Все описанные события происходили примерно 4,5 миллиарда лет назад. Понятно, что это был очень долгий процесс, но считается, что возраст Солнечной системы (то есть окончание процесса ее формирования) именно таков.

В результате получилось то, что получилось. И мы сейчас на результат внимательно посмотрим, начав процесс разглядывания с первой, то есть ближайшей к Солнцу планеты.

Меркурий – первая от Солнца планетка. Я столь легкомысленно назвал ее «планеткой», потому что Меркурий – самая маленькая планета Солнечной системы, ее диаметр менее 5000 км. Меркурий, названный в честь древнеримского бога торговли, находится от Солнца на расстоянии 58 миллионов километров. Его открыли несколько тысяч лет назад, об этой планетке знали еще древние шумеры.

Меркурий вращается вокруг своей оси довольно медленно. Если земные сутки составляют 24 часа, то меркурианские – аж 59 земных суток. За это время Меркурий почти полностью успевает облететь вокруг Солнца – меркурианский год равен 88 земным суткам. Вот так вот: день и ночь на Меркурии длятся почти по полгода (меркурианских)!

Атмосферы на Меркурии практически нет, поскольку своим слабым тяготением эта планетка удержать приличную газовую оболочку не может, а если бы и могла, ее бы все равно «сдуло» мощнейшим солнечным ветром[3].

Поверхность Меркурия, как и поверхность Луны вся изрыта кратерами от метеоритной бомбардировки. Самый большой кратер диаметром в 1500 км называют Бессейн Калорис, он образовался от удара огромного астероида около 100 км в поперечнике. Взрыв при ударе был таким, что аналогичную воронку могли бы оставить миллион триллионов тонн обычной взрывчатки – тротила. Чтобы перелететь такой кратер на самолете, понадобилось бы два часа, а проехать на поезде – больше суток.

Днем температура на Меркурии из-за близости светила поднимается до 450 градусов по Цельсию. А ночью опускается до минус 180 градусов. До Меркурия долетело два автоматических зонда, которые и рассмотрели этот бесполезный кошмар вблизи.

Поскольку планетка небольшая, сила тяжести там втрое меньше, чем на Земле. Слегка упитанный мальчик массой в 100 кг весил бы на Меркурии около 40 кг[4].

Венера – вторая по счету планета. Названа в честь древнеримской богини красоты. Ее иногда поэтически называют Утренней звездой, хотя никакая это не звезда, а планета, то есть светит отраженным светом. Но светит ярко из-за близости к Солнцу, поэтому ее часто можно увидеть даже утром на голубеющем небе, когда обычные звезды уже не видны.

Венера по размерам похожа на Землю, лишь немного поменьше. Ее отделяют от Солнца 108 миллионов км. Вокруг своей оси Венера кружится тоже медленно, поэтому венерианские сутки составляют 243 земных суток. А венерианский год – 225 суток. То есть сутки на этой планете длятся дольше года. Кстати, и вращается Венера в противоположную сторону, нежели остальные планеты Солнечной системы.

Атмосфера на Венере есть, и она довольно плотная, но дурная – состоит, в основном, из углекислого газа и азота. Говорят, что дышать в ней нельзя. Это неверно – дышать в ней можно, но недолго, потому что быстро умрешь: необходимого нам для жизнедеятельности кислорода там нет. Плюс облака из серной кислоты, жара в 480 градусов и давление в 90 раз выше, чем на Земле, то есть раздавит раньше, чем задохнешься или сваришься. А из-за плотного облачного слоя даже днем у поверхности планеты царит вечный полумрак.

Очень неприятное место!

Венеру мы знаем довольно хорошо, туда слетало больше 40 автоматических зондов. Поэтому никто и не предлагает: «Давайте колонизируем Венеру!» Нет, все только и говорят о том, чтобы полететь на Марс. На Марсе-то, конечно, попроще будет… А на Венере даже автоматика не выдерживает. Севшие на ее поверхность зонды прожили только пару часов, после чего вышли из строя из-за негуманных условий на этой планете.

Несмотря на то, что на Венере есть горы, высота которых достигает 11 км, поверхность планеты, в основном, равнинная, но зато весьма «прыщавая», покрытая тысячами вулканов и вулканчиков, которые гноятся жидкой лавой, и эти реки раскаленной лавы тянутся порой на тысячи километров.

Что там делать, ума не приложу!

Земля – третья планета от Солнца. Принадлежит людям. Так во всяком случае они думают. Единственная (насколько нам сейчас известно) планета зараженная жизнью. Довольно влажное место, где развелось всякой всячины!

Диаметр – около 12 тысяч километров. Сутки – 24 часа, год – 365 дней с копейками. Две трети поверхности планеты покрыты соленой водой. Суша также частично покрыта водой, только менее соленой – озерами и густой сетью рек и речушек. Вода также депонирована в виде огромных ледовых шапок, сосредоточенных на полюсах и в некоторых горных районах. Кстати, самая высокая гора планеты – Джомолунгма (второе название Эверест) – возвышается на 9 км.

Когда 4 миллиарда лет тому назад на Земле зародилась жизнь в виде первых примитивных одноклеточных – цианобактерий, они в качестве продукта выделения выбрасывали в атмосферу кислород и вскоре отравили этим едким газом всю атмосферу, после чего стали вымирать, буквально задыхаясь в собственных нечистотах. Однако, появление новой живой конструкции, которая как раз потребляла кислород в качестве полезного продукта, позволило разрешить этот неприятный кризис. Одной из эволюционных разновидностей указанных живых конструкций являемся мы с вами – дышим кислородом да радуемся. И потому нам кажется, что Земля – это чудесное местечко, где можно жить и получать удовольствие от конфет и мороженого.

Земля имеет естественный спутник, которому обитатели планеты дали имя Луна.

Луна – хорошая штука. Во-первых, выглядит богато. Во-вторых, пригодится: ученые люди говорят, что там можно добывать гелий-3 в качестве топлива для термоядерных электростанций, которые человечество думает понастроить в XXI веке в изобилии. В-третьих, близкое расположение Луны позволило людям в середине прошлого века слетать туда и немного походить по ее поверхности. Это единственная другая планета, где нам пока удалось побывать. До Луны всего 300 тысяч километров с хвостиком – одна световая секунда.

Луна всегда повернута к нам одной стороной, вторую ее сторону мы смогли увидеть, только когда запустили вокруг Луны искусственные спутники. Ничего интересного там не оказалось… Когда-то Луна вращалась вокруг своей оси побыстрее и с Земли можно было увидеть ее обратную сторону, правда некому было – людей тогда на планете еще не было. Но потом приливные силы затормозили вращение Луны, и старуха зависла к нам одной стороной.

Честно говоря, почти ничего приятного Луна из себя, конечно, не представляет. Металлизированный в серединке и каменный снаружи шарик без атмосферы весь побитый метеоритами и астероидами. Дневная сторона Луны разогревается под Солнцем до 120 градусов по Цельсию, а ночная охлаждается до минус 170. Дышать нечем. Лунный день длится две недели, лунная ночь тоже две недели.

Одна радость – лететь недалеко и там легко прыгать, потому что сила тяжести невелика, она в шесть раз меньше земной. Астронавты, которые высадились на Луне, именно этим и начали в первую очередь заниматься – скакать да прыгать. Собственно, никаких других дел у них там и не было – флажок поставить, сфотографироваться да попрыгать.

Вы можете подпрыгнуть на 30 сантиметров в высоту? Конечно! И много сил это у вас не отнимет. Так вот, сделав такое же небольшое усилие, на Луне вы взлетите на высоту в 2 метра. И потом медленно оттуда опуститесь. То бишь есть смысл не только полезные ископаемые там добывать, но и развивать туризм – чтобы люди летали на Луну попрыгать. Правда, гулять по Луне придется в скафандрах, а жить в герметичных отелях с искусственной атмосферой, зато будет возможность полюбоваться на красивую голубую Землю, которая висит в лунном небе, не заходя. Сколь романтично!

А как было бы прикольно поплавать в бассейне при низкой гравитации! И, кстати, не только поплавать. Одев небольшие ласты, напоминающие гусиные лапы, там по поверхности воды можно было бы быстро бегать. В христианской мифологии Иисус Христос ходил по воде. На Луне каждый может побыть в роли Христа. Интересно также, что брызги в лунном бассейне будут подниматься выше и падать медленнее, а человек в скоростных ластах, разогнавшись в воде сможет выпрыгнуть из бассейна на манер дельфина. Это ли не прекрасно?

Думаю, нужно поторопиться со строительством лунных отелей. А уж потом думать о покорении Марса.

Марс – четвертая планета. Ее еще называют Красной планетой – за характерный красный цвет, который она имеет. Марс, названный в честь древнеримского бога войны, играет для человеческой культуры совершенно особую роль. К Марсу на протяжении последних столетий было приковано внимание человечества. Никто никогда не горел желанием колонизировать Венеру, земные писатели-фантасты почти ничего про полеты туда не писали. А вот число марсианских литературных путешествий просто зашкаливает. Почему?

А давайте внимательнее присмотримся к этой планете. Расстояние от Солнца 230 миллионов километров. Марс – мелкая планета, его диаметр 6800 км. Там довольно холодно – в среднем минус 40 градусов. То есть морозно, но, в принципе жить можно, у нас в Якутии зимой до минус 70-и доходит!.. Зато днем на экваторе может прогреть до плюс двадцати. Это уже совсем неплохо! Только дышать нечем: атмосфера из углекислого газа такая разряженная, что всерьез на нее рассчитывать не стоит: атмосферное давление на Марсе – 1 % от земного.

У Марса два небольших спутника – Фобос и Деймос, что переводится с греческого, как Страх и Ужас. Хотя, честно говоря, ничего страшного и тем более ужасного эти спутники из себя не представляют. Так, просто большие куски камня, которые без дела болтаются вокруг Марса. Никакого проку.

Водоемов на Марсе нет, когда-то были, но давно высохли. Однако лед, заметенный песками, кое-где остался, например, в полярных шапках.

На Марсе располагается самая высокая в Солнечной системе гора – Олимп высотой в 21 км. А еще на Марсе найден гигантский ударный кратер от падения очень крупного астероида. Кратер воистину потрясает – он примерно 10 тысяч километров в диаметре. Если бы на Землю упал астероид такого размера и оставил такой кратер, с цивилизацией на нашей планете можно было бы распрощаться. Бай-бай!

Так почему же Марс так притягивает к себе взоры человечества, которое упорно строит планы по его колонизации? Это культурный след, друзья мои, не более того. Дело в том, что во второй половине XIX века астроном Джованни Скиапарелли обнаружил на Марсе каналы. Точнее, длинные причудливо пересекающиеся линии, которые он принял за каналы. А раз есть каналы, значит, их кто-то прорыл для орошения! Значит, на Марсе существует цивилизация! И понеслось – газеты, литераторы, фантазии…

Один из самых первых и известных романов о нападении марсиан на Землю написал английский фантаст Герберт Уэллс, он так и назывался – «Война миров». Марсиане там представлены в виде осьминогов, довольно противных на вид. Но самое смешное, что в 1938 году в США сделали радиоспектакль по книге Уэллса, перенеся действие романа в Америку. Радиопостановка была выполнена в виде серии репортажей о вторжении марсиан, которые убивают землян тепловыми лучами, а земное оружие против них плохо действует. И больше миллиона радиослушателей поверили в нашествие марсиан! Люди баррикадировали двери, забирались в подвалы, заряжали двустволки, готовились к эвакуации… И, надо отдать должное простодушным, но героическим американцам, многие тут же организовывали отряды вооруженной самообороны, приходили к полицейским участкам и предлагали свою помощь в борьбе с инопланетянами за родную Землю. А в России бы ждали приказа начальства… Из крупных американских городов потянулись многокилометровые автомобильные пробки с эвакуирующимися. Многие люди клятвенно заверяли, что они сами видели вспышки марсианского оружия и даже ощущали в воздухе запах отравляющих марсианских газов. Весьма впечатлительная публика! И когда по случайному совпадению на электростанции в городке Конкрет случилась авария и вырубило свет, жители были уверены: электростанцию разбомбили отряды наступающих марсиан, а кто же еще виноват в отсутствии света?

История была такая шумная, что Адольф Гитлер на одном из своих выступлений даже упоминал ее как пример загнивающей западной демократии. Однако ничего лучше демократии люди для организации своей жизни все равно не придумали.

И, кстати, обратите внимание! Это 1938 год, и у американцев в семьях уже столько автомобилей, что они создают на автострадах многокилометровые пробки. А в это время в сталинской России не то что о личных автомобилях люди не мечтали, но крепостные крестьяне (т. н. колхозники) даже личной свободы и паспортов не имели! Так что, детишечки, когда вырастете, не голосуйте за сильного лидера с твердой рукой, а то будете славить очередного вождя и махать кайлом, а в это время в свободном мире люди будут наслаждаться радиоспектаклями…

В общем, долгое время считалось, что на Марсе есть жизнь, и даже когда выяснилось, что никаких каналов (как и жидкой воды) на Марсе нет, и переплетение линий на планете всего лишь оптический обман, иллюзия, сложившаяся из-за недостатка разрешающей способности телескопов, все равно по инерции люди до сих пор относятся к Марсу с трепетом и желают его колонизировать.

А зачем?

В прежние времена колонизировали новые земли, потому что старых не хватало: население росло. Но в современном мире в развитых странах нет проблемы с перенаселением, напротив, там недостаток населения из-за низкой рождаемости. Если уж и приспичило кому-то зачем-то чего-то колонизировать, колонизируйте вон пустыню Сахару! Там тоже невыносимые условия для жизни, но там хотя бы дышать можно! И лететь никуда не надо.

При этом нельзя сказать, что Марс бесплоден и на нем никогда не было жизни. Возможно, была, как и обширные водоемы, где жизнь зародилась, но не успела развиться во что-то более-менее приличное, а погибла вместе с рано умершей, иссохшей планетой, потерявшей магнитное поле, воду и атмосферу. Сейчас следы бактерий на Марсе усиленно ищут с помощью автоматических марсоходов.

И поскольку люди – существа неуемные, может, вопреки логике, они все-таки соберутся полететь на Марс. Хотя, конечно, проще запускать туда автоматику: ей не надо дышать, кушать, какать, пи́сать и иметь кучу иных сложностей, которые везде тащит с собой человек, как существо живое и потому проблемное. Однако мечты такие – попасть на Красную планету – живы, поэтому давайте к Марсу все-таки присмотримся поближе. Вдруг будущий вождь и узурпатор, за которого вы неудачно проголосуете, отправит вас туда в ссылку!

Марсианские сутки практически такие же, как на Земле – 24 часа 40 минут. Это приятно. Марсианский год, поскольку планета находится дальше от Солнца, длится дольше, чем у нас – 686 дней. Марс, как и Земля, имеет наклон оси вращения. А это значит, что там есть смена времен года, что забавно, хоть и бесполезно. А еще любопытно, что на Марсе, похоже, как и сейчас на Земле, идет процесс глобального потепления: по некоторым данным там тоже тают полярные шапки.

Глобальное потепление – не тема нашей книги. Поэтому советую вам подойти к папемаме и в лоб спросить: «Так, друзья мои! Я уже взрослый, и пришла вам пора рассказать мне про глобальное потепление!»

А мы с вами покидаем Красную планету и попадаем в…

Пояс астероидов. Да, именно так – вместо следующей планеты у нас почему-то целое кольцо вокруг Солнца, состоящее из каких-то разнокалиберных обломков. Есть тут обломки каменные, а есть железные. Есть маленькие, мусорные совсем, а есть гигантские астероиды, настоящие минипланетки, но не круглой, а неправильной формы.

По поводу возникновения этого безобразия существуют две гипотезы.

Первая: сей космический мусор есть недосформировавшаяся планета. Окончательно сформироваться ей не дали мощные гравитационные силы Юпитера, которые вносили возмущение и не дали мелкоте скучковаться в единый шар.

Вторая: здесь когда-то была планета, но потом развалилась, и мы теперь видим обломки. Этой гипотетической планете даже дали название – Фаэтон. А развалился он то ли под действием приливных сил Юпитера, то ли по другой какой причине. Возможно, мы с вами сможем сделать выбор между этими двумя точками зрения, если поближе присмотримся к поясу астероидов.

Совокупная масса астероидов невелика и составляет всего 4 % от массы Луны. Причем, половина этой массы сосредоточена в четырех самых больших астероидах пояса – Церере, Весте, Палладе и Гигее. Из них только самая большая – Церера, с диаметром в 950 км – является круглой по форме и напоминает настоящую планетку, остальные – кривые и неровные валуны, то есть выглядят именно так, как мы представляем себе астероиды. Возможно, кругленькая Церера была спутником развалившегося Фаэтона. Кстати, два неровных булыжника, вращающиеся вокруг Марса (Фобос и Деймос), быть может, приблудились из пояса астероидов, были захвачены тяготением Марса и им навечно «приватизированы».

Кругленькую красивую Цереру (названную в честь римской богини плодородия) астрономы относят к карликовым планетам, а некрасивые и неровные тела помельче – к астероидам. Астероидов в поясе – миллионы, самые крупные из перечисленных (не считая Цереры) имеют размер прядка 400 км, остальные гораздо мельче. Именно из пояса астероидов к нам иногда залетают «камушки», которые мы называем метеоритами. Метеориты – дело веселое, ученые их обожают, ищут и изучают, если, конечно, они успевают долететь до земли, не сгорев в атмосфере. Мелкие-то сгорают и их называют метеорами, а те, что покрупнее, долетают, и их называют метеоритами. Крупные метеориты, оставляющие в атмосфере яркий огненный след, кличут болидами. И это все прекрасно и интересно. Кошмар наступает, когда на Землю падает не метеорит, а астероид, то есть огромное космическое тело. Это, дети мои, форменная катастрофа!

Считается, что крупный астероид, упавший на Землю миллионы лет назад, погубил динозавров, а это были совершенно прелестные существа. И если такого размера штуковина завтра свалится еще раз, мы все погибнем. Одно утешает – подобного рода столкновения космических тел случаются довольно редко. Но все равно на Земле идут разговоры о том, что пора нам устроить глобальную систему защиты от астероидов, чтобы их отслеживать и сбивать с курса (или разрушать) при помощи ядерных или термоядерных ракет. Увы, разговоры идут, а воз и ныне там, никакая система глобальной безопасности пока не создана.

Кстати, раньше, лет двести назад, ученые, которые смеялись над религией и знали, что небо – это никакая не «твердь», как написано в Библии, а просто воздух, считали, что никакие камни с неба падать не могут: откуда им там взяться? И потому все разговоры о падающих с неба камнях полагали суевериями темных крестьянских масс. Однако потом, под влиянием фактов и находок «камни с неба» были официальной наукой признаны.

Из чего же они сделаны, эти камни с неба?.. Метеориты бывают железные и каменные. И это интересный факт, который наводит на некоторые мысли. Если бы астероиды постепенно лепились из хаоса газо-пылевой туманности, где все химические элементы в зонах формирования планет были равномерно перемешаны, эту равномерную мешанину элементов и представляли бы собой метеориты. Но мы видим, что произошла сепарация (разделение) вещества на железо и камень. А такого рода сепарация происходит как раз в планетах, где под действием гравитации и тепла идет геологическая эволюция и металлы уходят к центру, а сложные и более легкие окислы (камни) «всплывают» как шлак наверх. Собственно, планеты земной группы и представляют собой металлические шарики, покрытые коркой сложных окислов. И если такую планету разломать на мелкие кусочки, мы как раз и получим отдельно каменные куски, отдельно чисто металлические – как в метеоритах, прилетающих к нам из пояса астероидов. Так что мне больше нравится гипотеза развалившегося Фаэтона, а не недоделанного.

Кстати, крайне любопытную гипотезу по поводу несчастного Фаэтошки выдвинул доктор геолого-минералогических наук В. Ларин. По его небезосновательному мнению, газо-пылевое вещество в зоне формирования Фаэтона содержало большое количество кислорода и углерода. Настолько большое, что планета на четверть состояла из карбонатов, то есть соединений разных металлов, углерода и кислорода (или, как говорят химики, солей угольной кислоты). А карбонаты имеют свойство разлагаться при повышении температуры, выделяя углекислый газ. Высокое давление сдерживает этот распад, повышая температуру разложения карбонатов. Внутри планеты давление всегда большое, поэтому какое-то время она сопротивляется. Но рано или поздно радиогенное тепло прогревает внутренности планеты. (Поясню юным читателям: радиогенное тепло – это тепло, которое образуется в результате радиоактивного распада некоторых неустойчивых тяжелых металлов в таблице Менделеева.) И рано или поздно в результате нагрева температура добирается до точки разложения карбонатов. Внутри планеты начинает активно выделяться углекислый газ, распирающий породы. Появляются первые трещинки, которые снижают давление в районе разломов, что вызывает еще большее выделение распирающего углекислого газа. Процесс нарастает лавинообразно. И как результат – планета разлетается, словно бутылка перебродившего шампанского. Очень красивая гипотеза!

Юпитер – главный бог в древнеримской мифологии, пятая по счету и самая большая планета Солнечной системы. Расстояние от Солнца до Юпитера – 780 миллионов километров. Сутки здесь длятся 10 часов, а год – 12 земных лет.

Диаметр Юпитера – 140 тысяч километров. Размеры этого газового гиганта можно визуально понять, представив следующую картинку – если бы Солнце было шаром диаметром в 2 метра, то пропорционально уменьшенная Земля стала бы размером с рублевую монетку, а Юпитер – с футбольный мяч.

Газовым гигантом я назвал Юпитер не зря. Он действительно представляет собой газовый шар. То есть одна сплошная атмосфера. Или почти одна: имеет ли Юпитер твердое ядро размером, например, с Землю, неизвестно. Я не удивлюсь, если никакого твердого шарика внутри Юпитера не окажется, потому что Юпитер – это самая настоящая «недозвезда», для возгорания которой не хватило массы, но состав-то у этой массы абсолютно звездный – водород и немного гелия. Впрочем, поскольку наша Солнечная система сгустилась из газо-пылевого облака, оставшегося после взрыва сверхновой (о чем мы можем судить по наличию элементов тяжелее железа), в составе Юпитера, как и в составе Солнца такие элементы есть. И в Юпитере эти тяжелые элементы могли опуститься к центру тяжести и образовать-таки твердое ядрышко. Кроме того, сам водород в центре планеты из-за огромного давления может образовать твердое ядро, превратившись в так называемый металлический водород. В земных условиях такой водород, превратившийся в металл, получить неимоверно трудно, нужны гигантские давления, но в 2016 году в одной американской лаборатории мизерное количество водорода на несколько микросекунд все-таки удалось превратить из газа в металл. А вот внутри Юпитера водород может в неимоверных количествах быть металлом сколь угодно долго.

Если бы масса исходного газо-пылевого облака была больше, Солнечная система имела шанс стать двойной звездой – так, если вы не забыли, называют системы из двух звезд, кружащихся друг вокруг друга. Кстати, двойных звезд во Вселенной больше, чем одинарных. А бывают и тройные! И у таких систем тоже есть планеты. Выйдешь эдак поутру из дома, а на небе – три солнца!..

Но наш Юпитер в звезды не вышел. Причем, нельзя сказать, что ему «чуть-чуть не хватило». Не чуть-чуть! Был бы он раз в 80 тяжелее, вспыхнул бы. А так нет, извините, мелковат. Но при этом излучает Юпитер все равно больше, чем получает от Солнца, правда, в радиодиапазоне.

Еще одна интересная особенность Юпитера – красное пятно. Оно так и называется – Большое Красное Пятно. Сие образование было открыто астрономами еще в XVII веке. Пятно овальное и огромное – 40 тысяч километров по большой оси овала и 14 тысяч – по малой (напомню, диаметр Земли всего 12 тысяч километров). Большое Красное Пятно – это устойчивый вихрь, крутящийся в атмосфере Юпитера. Крутится он там вот уже сотни или тысячи лет. А почему имеет красный цвет, никто точно не знает. Скорость ветра в этом урагане достигает 500 км/ч.

У Юпитера просто уйма спутников – 67 меленьких планеток кружатся вокруг этого гиганта. Наибольший интерес у ученых вызывает Европа. Этот спутник Юпитера немного поменьше нашей Луны, и покрыт толстым слоем льда, под которым, как надеются ученые, есть жидкий океан, а в нем, быть может, найдется какая-нибудь примитивная жизнь в виде бактерий. Толщина льда на Европе составляет от 10 до 30 км, глубина океана – около 100 км, а весь объем воды вдвое превышает объем земных океанов (максимальная глубина земного океана – 11 км, а средняя – около 4 км). Полностью океан на Европе не промерзает благодаря приливным силам Юпитера, которые слегка «мнут» Европу и из-за этого немного разогревают воду у нее внутри.

Еще один интересный спутник Юпитера – Ио. Он примечателен тем, что здесь весьма развитая вулканическая активность. Вулканы Ио выбрасывают серу на высоту до 300 км, а вся поверхность планеты залита лавовыми полями.

Еще два спутника Юпитера – Ганимед и Каллисто, как считается, наполовину состоят из замерзшей воды. При этом Ганимед – самый большой спутник в Солнечной системе, он больше планеты Меркурий.

Остальные спутники Юпитера я даже перечислять не буду – это, по сути, астероиды.

Сатурн, названный так в честь римского бога земледелия – одна из самых приметных планет Солнечной системы. И знаменит он своим кольцом, точнее кольцами, придающими Сатурну столь характерный вид. Эти кольца – рой сотен тысяч ледяных метеоритов и метеоритиков, кружащихся в вечном танце вокруг планеты. И благодаря им выглядит Сатурн просто шикарно. Это самое настоящее украшение Солнечной системы! И если вдруг прилетят инопланетяне и захотят купить или обменять Сатурн, просите за него столько золота, сколько весит само украшение и ни тонной меньше!

Сатурн – такой же газовый гигант, что и Юпитер, только размер у него чуток подгулял – 120 тысяч км в диаметре против 140 тысяч у Юпитера. Доподлинно неизвестно, есть ли у Сатурна твердое каменное или железное ядро, но вот состав сатурнианского газа практически идентичен солнечному и юпитерианскому – водород с небольшой добавкой гелия и совсем крохотной примесью других газов и соединений. В центре же планеты располагается уже привычный нам металлический водород.

Сатурн находится на расстоянии 1 миллиарда 430 миллионов километров от Солнца. Сутки здесь длятся десять с половиной часов, а сатурнианский год – 29 с половиной земных лет.

На Сатурне, как и на Юпитере, дуют сильнейшие ветра и возникают ураганы и периодические вихри – например, каждые 30 лет на планете образуется Большое Белое Пятно – огромный вихрь, выделяющийся на желтоватом планетном диске в виде пятна белого цвета.

Помимо этого периодически возникающего белого пятна на полюсе Сатурна исследователи обнаружили гигантскую «гайку» – огромное шестиугольное образование, на котором можно было бы разместить несколько таких планет, как Земля. Столь причудливым образом на полюсе Сатурна расположились облака, под воздействием сложно циркулирующих атмосферных потоков.

Поразмыслив, чувствую себя обязанным сказать еще пару слов о кольцах Сатурна, ибо они вызывают у людей какие-то совершенно неадекватные восторги. Как я уже упомянул выше, кольца эти состоят из пыли и мелких кусочков льда. В телескоп они выглядят исчезающе тонкими, поскольку их ширина многократно превосходит толщину. Ширина колец достигает 80 тысяч километров, а толщина – около километра.

Возможно, этот ледяной мусор, расположившийся вокруг Сатурна кольцом – остатки его развалившихся, разрушенных приливными силами спутников. Мусора очень много и он, по преимуществу, весьма мелок – в 2004 году долетевший до Сатурна и пролетевший через щель между его кольцами автоматический исследовательский зонд «Кассини» получил несколько десятков тысяч уколов от ледяных микрометеоритов, но все они, по счастью, не оказали на аппарат фатального воздействия.

Одним из 62 спутников Сатурна является Титан. Он вызывает у земных астрономов повышенный интерес, поскольку довольно крупный (второй по величине спутник в Солнечной системе), имеет достаточно плотную азотную атмосферу и состоит из скальных пород и покрывающего их льда. Температура на поверхности Титана минус 180 оС. Здесь идут дожди из метана, текут метановые реки, а метановый снег покрывает вершины невысоких гор. Метан, если вдруг кто забыл, это природный газ, который горит в наших плитах на кухнях. Его химическая формула СН4, то есть молекула метана состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода. В земных условиях метан представляет собой газ, но при жутких морозах Титана он превращается в жидкость и даже твердое вещество. То есть ведет себя как вода на Земле, которая в наших условиях может быть твердой (снегом и льдом), может быть жидкостью, а может быть газом (паром).

Жидкие углеводороды (метан) заполняют ручьи, озера, моря и другие углеводоемы Титана, лижущие прибоем скалы из водяного льда. И возможно, по северным метановым морям этого странного холодного мира плавают куски метанового льда. Правда, чтобы не тонуть, метановый лед должен быть довольно пористым… Есть предположение, что под ледяной поверхностью Титана может содержаться очень соленая жидкая вода, замерзнуть которой не дают мощные приливные силы Сатурна, раскачивающие и тем самым подогревающие воду. И если лед здесь играет роль скал, то жидкая «подземная» (точнее, подтитановая) вода в этом царстве холода как бы выполняет роль земной магмы – каменного расплава. Метановый прибой обкатывает здесь ледяную гальку, а «пляжи» Титана покрыты слоем мелких водяных льдинок, играющих там роль песка. Именно на такой песок сел наш земной зонд «Гойгенс», посланный изучать Титан.

Из-за наклона оси вращения на Титане существует смена времен года, причем, в его южном полушарии лето более теплое, чем в северном, потому что, когда в южном полушарии лето, Сатурн находится ближе всего к Солнцу, а когда лето в северном полушарии, Сатурн вместе с Титаном отлетают от Солнца. В этом и состоит причина более теплых лет на юге. «Более теплых» в условиях Титана, означает «немного менее морозных».

Что интересно, в этом царстве вечных жестоких морозов, где вода играет роль скальных пород, а функцию жидкости выполняет сжиженный газ (метан), обнаружены криовулканы. Греческое слово «крио» означает «холод, мороз». То есть речь идет о холодовых вулканах, которые, в отличие от земных, извергают не расплавленный камень (лаву), а расплавленную воду. Которая на поверхности быстро застывает ледяными потеками. И если земные вулканы извергают, кроме лавы, водяной пар, то криовулканы на Титане – «метановый пар», то есть газ метан. Последний в атмосфере Титана охлаждается, конденсируется и выпадает метановым дождем.

Кстати, Титан – не единственный спутник Сатурна с криовулканами, они обнаружены и на Энцеладе. А также на спутнике Нептуна – Тритоне, но о последних поговорим в свое время.

Уран, названный в честь греческого бога неба, – наша седьмая планета по удаленности и третья по размерам. Атмосфера голубоватого Урана привычно состоит из водорода и гелия (с примесью метана), но центр планеты – ледяной и сделан из твердых воды, метана и аммиака. Аммиак, дети мои, ужасно вонючее вещество с химической формулой NH3 (подглядев в таблицу Менделеева, вы поймете, что молекула аммиака собрана из одного атома азота и трех атомов водорода). Раствор аммиака в воде под названием «нашатырный спирт» дают понюхать упавшим в обморок: из-за резкой, бьющей по мозгам вонючести этого вещества человек сразу приходит в себя. И начинает гадливо морщиться в ужасе вращая глазами. В земных условиях аммиак – газ, но в морозных условиях Урана он становится твердым. Температура на Уране – минус 220 градусов.

Уран располагается на расстоянии 2 миллиардов 800 миллионов километров от Солнца. Сутки на Уране длятся 17 часов, а один год – 84 земных года. Ось вращения Урана наклонена к плоскости эклиптики (напоминаю: это плоскость, в которой вращаются все планеты), причем, наклонена очень сильно – так, что Уран вращается практически «лежа на боку» да еще слегка «башкой вниз». Поэтому смена времен года, а также дня и ночи там происходит очень необычно. Уран надолго подставляет Солнцу то полюса, то экваториальные области, то средние широты. Причем, когда под солнце подставлены полюса, на противоположном полюсе начинается долгая ночь, длящаяся целые земные десятилетия!

В атмосфере Урана дуют сильнейшие ветры и бушуют длительные грозы. Планета имеет 27 мелких спутников.

Нептун – последняя по счету и четвертая по величине планета Солнечной системы. Названа в честь римского бога морей. Открыли его, как говорится, на кончике пера. Дело в том, что тяготение Нептуна вносит возмущение в траекторию движения Урана. Вот эти несоответствия фактически наблюдаемого положения Урана с теоретически предсказанными и позволили астрономам задуматься: а нет ли за Ураном еще одной планеты, которая могла бы вносить коррекцию в уранианскую орбиту, а? Если есть, то, согласно расчетам, искать ее надо там-то и там-то! Направили телескопы в нужные участки ночного неба и после непродолжительных поисков нашли тусклую светящуюся точечку. Так в 1846 году был открыт Нептун.

Нептун и по размерам, и по составу похож на Уран – водородно-гелиевая атмосфера с примесями метана и аммиака, твердое ядро из льдов воды, метана и аммиака. И цвет Нептуна, как и Урана, голубоватый. Этот цвет планетам придает содержащийся в их атмосферах метан. Там тоже дуют сильнейшие ветра, скорость которых может достигать 2000 км/ч. Этим ураганам Нептун обязан появлению в своем южном полушарии Большого Темного Пятна – не очень устойчивого урагана, который, в отличие от юпитерианского Большого Красного, существующего сотни лет, продержался в атмосфере Нептуна всего пять лет и бесследно рассосался. Ничуть не жалко.

Расстояние от Солнца – 4,5 млрд км. Немало! Сутки на Нептуне длятся 15 часов, а год – почти 165 земных лет, то есть не так давно исполнился всего один годик (нептунианский) со дня открытия Нептуна.

Диаметр планеты составляет 50 тысяч километров, ось вращения наклонена, поэтому на планете происходит смена времен года – ужасающий зимний мороз сменяется просто страшным морозом в летний период. Ну и в связи с большим расстоянием от Солнца и, соответственно, длинным периодом обращения, зима, лето и осень там длятся лет по тридцать.

У Нептуна 14 спутников, самый большой из которых Тритон. Скорее всего Тритон не сформировался вместе с Нептуном из космической пыли и газа, а приблудился и был захвачен тяготением Нептуна позже. Об этом говорит его обратное вращение (он крутится в противоположную сторону, нежели все остальные спутники). Кроме того, Тритон медленно по спирали приближается к Нептуну и через каких-нибудь сто миллионов лет будет разрушен приливными силами, часть осколков бомбардирует Нептун, а часть останется на орбите, осколки измельчатся столкновениями друг об друга и их рой постепенно растащит по всей орбите, образовав такое же прекрасное яркое кольцо, как у Сатурна! Кстати, у Юпитера, Урана и Нептуна тоже есть кольца, но такие малозаметные и невзрачные, что я не счел для себя приличным рассказывать о них.

А пока Тритон не развалился, ученые его старательно изучают, и уже намеряли там самую низкую в Солнечной системе температуру – минус 235 градусов по Цельсию. На Тритоне тоже есть криовулканы, исторгающие холодное вещество.

Плутон, названный в честь римского бога подземного царства – девятый по счету объект, вращающийся вокруг Солнца. Раньше он считался планетой, но в 2006 году был разжалован в так называемые карликовые планеты. Этот термин был придуман совсем недавно, чтобы навести порядок среди небесных жителей. Карликовые планеты – это «прапорщики» – и ни солдаты, и ни офицеры. Они занимают промежуточное положение между астероидами и настоящими планетами. Карликовыми планетами признаны пока пять объектов Солнечной системы – Церера в поясе астероидов, Плутон и еще три планетушечки, находящиеся за орбитой Плутона – Эрида, Хаумеа и Макемаке. Три последние примерно одинаковы по величине и почти равны Плутону (последний лишь немного крупнее их, диаметр Плутона составляет 2300 км).


i 032

Здесь показаны сравнительные размеры разных спутников Солнечной системы и Плутона. Ну, посудите сами, разве может такой клоп претендовать на звание планеты? Не зря его разжаловали! Хотя, надо сказать, не все на планете Земля легко приняли разжалование Плутона. В Америке, например, были даже демонстрации против лишения Плутона звания планеты, люди выходили на улицу протестовать с плакатами «Спасите Плутон!» Людям было очень жалко терять целую планету. И их можно понять: они всю жизнь привыкли жить с девятью планетами, а тут одну у них украли, оставив восемь. Тут заплачешь!



Мы долгое время ничегошеньки не знали о Плутоне, пока в 2015 году к нему не подлетел автоматический зонд и не рассмотрел эту козявку поближе. Ну, про «ничегошеньки» это я преувеличил, конечно, но зондик нам действительно помог рассмотреть Плутон с близкого расстояния. Впрочем, не будем забегать вперед…

Итак, бывшая планета, а ныне карлик Плутон имеет очень вытянутую орбиту, то подлетая к Солнцу на расстояние 4,5 млрд км, то отлетая от него на расстояние 7,5 млрд км. Причем орбита эта не только аномально вытянутая, но она еще и не лежит в плоскости эклиптики, то есть в той плоскости, в которой вращаются остальные планеты. В чем тут причина, пока неизвестно. Может быть Плутон вообще «не наш», а случайный гость, захваченный Солнечной системой в безбрежных просторах космоса.

Открыт был Плутон так же, как Нептун – на кончике пера. И открыт относительно недавно – в 1930 году. Его сначала вычислили по тем возмущениям, которые он вносил в движение Урана, а потом нашли в предсказанном месте.

Вращается вокруг своей оси Плутон медленно, сутки там длятся более шести земных суток. А год равен 247 земным годам.

Состоит Плутон из камня, водного льда и замерзшего азота. Есть на нем и горы высотой до 5 км, образованные из водного льда. Атмосфера тут очень разреженная, азотная с крохотной примесью метана. Когда Плутон подлетает поближе к Солнцу (а у него, мы помним, очень вытянутая орбита), там чуть теплеет и начинают испаряться полярные шапки из азота, что делает атмосферу немного плотнее.

У Плутона 5 спутников, крупнейший из которых Харон, он же единственный «настоящий», то есть круглый, остальные – просто астероиды неправильной формы.

Ничего хорошего про Харон я вам рассказать не могу, там холодно и скучно. И для того, чтобы хоть как-то развеселить этот мрачный холодный мирок, куда ни в жисть не забредет никакой космический турист, ученые, запустившие к Плутону зонд, сфотографировавший заодно и Харон, дали его объектам названия в честь героев разных фантастических и фантазийных книг и фильмов. Например, Мордором (нехорошая страна из книги «Властелин колец») назвали темное пятно неподалеку от северного полюса. В честь героини фильма «Чужие» Рипли и Дарта Вейдера из «Звездных войн» так же назвали разные горки и равнинки. Но думаю, туристическую отрасль Харона это не спасет.

Пояс Койпера. Да, за Плутоном есть еще кое-что! Точнее, сам Плутон является частью этого кое-чего, имя коему – пояс Койпера.

Поясом Койпера, названным так в честь американского астронома Джерарда Койпера, окрестили область за орбитой Нептуна, заполненную разнокалиберным космическим мусором, оставшимся после формирования Солнечной системы на самой ее окраине. После любого строительства остается мусор, не правда ли?

Отличие пояса Койпера от пояса астероидов только в том, что пояс астероидов узкий и астероиды там каменные и железные, а пояс Койпера в двадцать раз шире пояса астероидов, и кружатся в нем вокруг Солнца ледяные куски из смерзшихся воды, метана и аммиака. Куски эти разного размера и разной формы. Здесь, кроме Плутона, болтаются и три перечисленные выше карликовые планеты Солнечной системы (пятая, Церера, напомню, находится в поясе астероидов).

Открыт пояс Койпера был совсем недавно – в 1992 году.

Облако Оорта. Да, да и да! В Солнечной системе, кроме окраинного мусора есть кое-что еще, именуемое Облаком Оорта.

Облако названо так в честь голландского астронома Яна Оорта и, что интересно, до сих пор не открыто инструментально! Хотя никто из астрономов не сомневается в его существовании. Почему? И что это облако из себя представляет?

Да это просто вторая куча мусора на окраине, только большая и расположенная очень далеко! Если пояс Койпера – это мусор, оставшийся после строительства в углах квартиры, то облако Оорта – мусор, вынесенный за дверь. Пояс Койпера начинается на расстоянии 30 а.е.[5] от Солнца и заканчивается на расстоянии 55 а.е. А облако Оорта начинается на расстоянии 50 000 а.е. и заканчивается на отметке в 100 000 а.е. Сто тысяч астрономических единиц – это почти световой год. До ближайшей звезды, напомню, около 4 световых лет.

Ученые уверены в существовании этого облака космического льда, поскольку полагают, что именно оттуда в наши края прилетают кометы. Комета – это кусок космического льда подлетающий к Солнцу, огибающий его и снова улетающий в дальний космос. Поскольку комета – существо ледяное, при подлете к светилу ее начинает интенсивно испарять солнечным излучением, отчего образуется знаменитый кометный хвост, тянущийся на миллионы, десятки миллионов, а иногда и сотни миллионов километров. Такие хвостатые кометы люди наблюдали издревна и весьма пугались, принимая за зловещие знаки, предвестники беды.


i 033

Гравюра XVI века с изображением кометы



Обычно в книжках про астрономию много рассказывается о кометах, но я считаю кометы скучными кусками льда и на этом разговор о них решительно обрываю. И вам советую, если родители спросят, много ли вы почерпнули информации из этой книги о метеоритах да кометах, гордо подняв голову заявить:

– Мусором пусть занимаются дворники!

А мы с вами, завершив обязаловку с обзором окрестностей, вскоре займемся делами более глобальными – вопросом, откуда все взялось, как возник наш мир. Однако, прежде – небольшое, но весьма познавательное отступление о завоевании ближайшего космоса. Оттопчемся на окрестностях по полной!

Из пушки на Луну

Предупрежу сразу – все то, о чем будет говориться в этом разделе, касается именно ближайшего космоса, максимум – Солнечной системы. О том, чтобы на каких-то чудесных звездолетах полететь к другим звездам, даже речи нет. До этого мы еще не доросли и не скоро дорастем, если вообще дорастем…

Но с тех пор, как наукой были открыты каналы на Марсе (позже наукой же и закрытые), человечество задумалось: а как туда попасть, к нашим братьям по разуму? Ну или хотя бы до Луны долететь – посмотреть, живут там лунатики или нет?

Французский писатель XIX века Жюль Верн на волне этого интереса даже написал роман, в котором герои улетают на Луну при помощи пушки. Идея проста: сделать длинный ствол, способный разогнать большой снаряд до нужной скорости[6], направить ствол на Луну, самим сесть в этот снаряд, выстрелить – и вперед заре навстречу!

Затея героев романа, однако, весьма губительна: ускорение снаряда в момент выстрела будет таким, что космонавтов просто размажет по полу, и до Луны долетит одно только мокрое место.

Значит, нужен другой способ. И вы его, конечно, знаете – ракета! Реактивный принцип движения – давнее изобретение человечества. Небольшие ракеты столетиями использовались в качестве фейерверков, а также на войне – пороховыми ракетами воюющие стороны пуляли друг в друга.

Ракета – это просто трубка, заполненная горящим топливом и открытая с одного конца. Горячие газы вырываются из трубки назад, толкая ее вперед. Вот и вся хитрость. Но прошли тысячи лет с изобретения самого принципа реактивного движения, прежде чем огромные, сделанные на пределе технических возможностей человечества ракеты вынесли на околоземную орбиту первые спутники, первых собак и первого Гагарина, который помахал всем ручкой и сказал «Поехали!». Веселый был человек.

Случилось это знаменательное событие в 1961 году. Юрия Гагарина усадили в круглое стальное ядро, рабочие завинтили за ним люк болтами и потом запустили ракетой в небо. Шар с Гагариным пролетел вокруг Земли по баллистической траектории и упал вниз на парашютах. А Гагарин все это время смотрел из окошка и ничего не делал. До него точно так же летали собаки. Потом Гагарин шутил: «Не пойму, я первый человек в космосе или последняя собака». Он говорил, по сути, о бессмысленности риска. И прав был: не все собачки благополучно возвращались, поскольку чуть ли не каждый второй запуск ракеты заканчивался катастрофой. Но Советскому Союзу, как тогда называлась наша страна, очень хотелось обогнать американцев и первыми запустить в космос человека. И запустили, рискнув жизнью добровольца. То есть главная заслуга Гагарина состояла в том, что он согласился рискнуть жизнью с шансом брошенной монетки 50:50. И это еще хорошо, собак вообще не спрашивали…

Генеральным конструктором наших космических ракет был Сергей Королев – талантливый инженер, воспитанный на литературе девятнадцатого века, бредившей полетами на Марс и сам мечтавший о таком полете. К сожалению, жил он в очень тяжелое время и потому жизнь его была крайне тяжела. Королев рано умер из-за того, что здоровье его было сильно подорвано тюрьмами и пытками. Сам Королев выжил в сталинском ГУЛАГе[7] буквально чудом чудным, а если б не выжил, трудно сказать, что было бы с нашей космонавтикой и удалось бы нашей стране вывести первого человека в космос.

Самое поразительное, что до сих пор находятся малоумные люди, которые говорят, будто кровавый диктатор Сталин был хорошим дяденькой и весьма заботился о народе и науке. Что ж, давайте посмотрим на примере нашей тематики, как Сталин позаботился, скажем, о ракетостроении.

Целые научные школы были в его эпоху уничтожены, сильно пострадала, в частности, ленинградская астрономическая наука, и не только она. Не стало исключением и ракетостроение, которое бурно развивалось в нашей стране еще со времен царизма, но было буквально выкошено сталинскими палачами перед Второй мировой войной.

Итак, товарищ Сталин и его клика позаботились об отечественном ракетостроении следующим образом…

Ракетный конструктор Воскресенский – посажен в тюрьму по ложному обвинению (далее для экономии места просто «посажен»).

Конструктор ракетных двигателей Глушко – посажен.

Ракетчик Артемьев – посажен.

Специалист по твердотопливным ракетам Лангемак, придумавший сам термин «космонавтика» – расстрелян.

Директор ракетного института Клейменов – расстрелян.

Один из основоположников отечественной космонавтики Раушенбах – отправлен в ссылку.

Конструктор Бартини, о котором сам Королев говорил, что без Бартини не было бы первого искусственного спутника Земли, – посажен.

Кондратюк, который рассчитал траекторию полета к Луне – посажен.

Директор института, где работал Королев, – посажен.

Замыкает этот скорбный список сам будущий генеральный конструктор наших ракет Королев, едва выживший в сталинских лагерях.

Полный разгром ракетной школы! Как видите, наша страна вышла в космос, скорее, не благодаря сталинской диктатуре, а вопреки ей – исключительно стараниями недобитых специалистов, оставшихся с царских времен. Из-за лютых репрессий отечественная школа ракетостроения сильно отстала, и уже после Второй мировой войны вышедший из тюрьмы Сергей Королев с завистью глядел на трофейные ракеты Фау знаменитого немецкого конструктора фон Брауна, чьими ракетами фашисты обстреливали Лондон, люто завидовал Брауну и учился у него, развивая немецкие идеи…

Разумеется, с тех пор наука и техника сильно продвинулись вперед, но мы и по сей день выходим в космос при помощи ракет.

– А разве могут быть иные способы? – спросите вы.

В общем-то да. Тем паче, что ракетные запуски имеют огромное количество недостатков. И один из главнейших – неимоверная дороговизна. Для того чтобы доставить на орбиту 1 килограмм груза, нужно потратить столько денег, сколько стоит легковой автомобиль. То есть захотел побаловать космонавта на орбите апельсином массой в 100 г, заплати несколько центов за сам апельсин и 1000 долларов за его доставку. Поэтому конструкторы борются за каждый грамм выводимой массы.

Понятно, что с такими ценами возможны лишь единичные запуски, а не массовая колонизация космоса. Да и слава богу! Потому что ракетные запуски весьма вредно влияют на земную экологию. Каждый запуск – это рана на теле планеты. После каждого запуска в озоновом слое земной атмосферы образуется дыра, что весьма неполезно для жителей планеты, поскольку озоновый слой защищает нас от жесткого излучения Солнца. А без защитного слоя резко вырастет заболеваемость такой страшной болезнью, как рак кожи.

Кроме того, само ракетное топливо – гептил – страшнейший яд, который в несколько раз токсичнее синильной кислоты. А синильная кислота, между прочим, боевое отравляющее вещество, химическое оружие, которое использовалось французами против немцев на фронте во время Первой мировой войны. Газом на основе синильной кислоты фашисты в концентрационных лагерях убивали заключенных. Даже микроскопические дозы гептила (включая его пары) губительно сказываются на здоровье – говорят, в местах, где производится гептил, или там, где падают отработанные первые ступени ракет с остатками топлива, рождаются желтые дети с поражениями печени, а люди чаще умирают от разных болезней. А утечек и испарений, как вы понимаете, совсем избежать нельзя. То есть массовые (а не как сейчас, единичные) запуски просто приведут нашу планету к экологической катастрофе, превратив ее в токсичную помойку. И, получается, хорошо, что каждый запуск так дорого стоит!

Конечно, не все ракеты летают на гептиле. Есть которые на керосине работают. Но и они не слишком полезны для экологии планеты.

Что же делать?

Конструкторы придумали более безопасные и дешевые – неракетные – способы преодолеть земное притяжение и выйти в космос. Правда, ни один из них пока не применяется в связи с технической сложностью. Но возможно, эти сложности найдут свое решение при кардинальном увеличении грузооборота Земля-Космос. Рассмотрим некоторые из этих гениальных и не очень идей.



Пушки. Прямо по стопам Жюля Верна, ей-богу!.. Вообще говоря, длинные суперпушки начали строить еще немцы больше ста лет назад во времена Первой мировой. И, конечно, не для выхода в космос, а для обстрела Парижа. И не пушки, а пушку – в одном экземпляре, с длиной ствола в 28 метров (с 9-этажный дом). Точность орудия была невелика и никакой особой роли в войне она не сыграла, разве что попугала парижан, убив несколько десятков человек. И не было бы причин ее упоминать, если бы не дальность стрельбы – 130 километров. Понятно, что это не вверх, а просто максимальная дальность при угле возвышения в 45 градусов, но граница космоса начинается с высоты в 100 км, и это уже вполне сопоставимые величины. Еще чуть-чуть и…

Во время Второй мировой войны технический немецкий гений соорудил проект Фау-3. Это не ракета, это пушка с длинным составным стволом длиной 124 метра (40-этажный дом). Таких пушек было изготовлено 50 штук, их стволы лежали в специальных шахтах-штольнях. Пушка была разгонной. Каждая из 32 секций составного ствола имела свои расположенные под углом пороховые каморы. Как только снаряд, движущийся по стволу, подлетал к очередной секции ствола, воспламенялись заряды этой секции, все более и более разгоняя снаряд. Здесь дальность (не высота) полета снаряда составляла уже 165 км. Из этих пушек немцы обстреливали Лондон. Как видите, немцев хлебом не корми, дай чего-нибудь обстрелять![8]

Следующим проектом пушки, уже реально способной достичь космоса, была спроектированная в 80-е годы прошлого века, но так и не построенная инженерами иракского диктатора Саддама Хусейна пушка «Вавилон». Пушка должна была стрелять своего рода ракетным снарядом, который, вдобавок к обычному заряду, расположенному в казенной части пушки, имел еще разгонный заряд в своей задней части. Последний, сгорая по мере движения, поддерживал в длиннющем стволе давление, нужное для разгона. Расчетная дальность стрельбы составляла 1000 км при калибре в 1 метр! Пушка теоретически могла выводить на орбиту спутники массой в 200 кг при цене за килограмм выводимого веса вдвое ниже, чем у ракет.

Однако более перспективными представляются пушки, в которых спутник разгоняется не пороховыми газами, а электромагнитным полем. По этому принципу разгоняется внутри корпуса электромотора (статора) его ротор, надетый на ось. В статоре расположены катушки с бегущим по кругу магнитным полем, которое, захватив полем магниты ротора, раскручивает его. Здесь то же самое, только ротор и статор не круглые, а «размотаны» в линию, и потому ротор-спутник не крутится, а мчится по прямым рельсам, наклонно направленным в небо. И по достижении первой космической скорости его выкидывает на орбиту. Эту гипотетическую конструкцию еще называют рельсотроном.

Разновидностью электромагнитной рельсовой пушки является Слингатрон – спиральная пушка-катапульта, ствол которой закручен, как раковина улитки и смотрит в небо открытым концом. Выводимый груз помещается в центр катапульты и начинает разгоняться по спиральным направляющим, все увеличивая скорость. Когда наконец скорость снаряда достигает первой космической, он пулей вылетает в небо. Сама установка при этом раскручивается вокруг своей оси, в результате чего и разгоняется по спиральному стволу наш шар с грузом.


i 034

Рельсотрон и слингатрон.



К сожалению, в результате центробежных сил капсула испытывает чудовищные перегрузки, которые не выдержит ни один прибор и никакой человек, но нехрупкие грузы (воду, кислород, топливо и пр.) таким образом можно будет недорого закидывать на орбиту.



Опора на воздух. А зачем стартовать в космос на ракете прямо с Земли, тратя кучу денег и уйму топлива? Давайте используем воздух, как опору!

Эта идея уже осуществляется – на самолете поднимаются как можно выше, опираясь тем самым на крыло, а не на дорогую реактивную струю. После чего от самолета отделяется небольшой спускаемый челнок с крыльями, который ракетным ускорителем доводится в космос. Дальше пустой ракетный ускоритель челнока отбрасывается. Таким образом мы используем всего одну ракетную ступень вместо двух или трех. Поболтавшись на орбите и поделав там дела, наш челнок-ракетоплан своим небольшим ракетным движком делает маневр, входит в атмосферу и садится на аэродром как обычный самолет. Лапочка…



Пращи. Что такое праща, все знают? Это древнейшее оружие для кидания камней в противника. Кожаный ремень складывается пополам, оба свободных конца берутся в руку так, чтобы один конец можно было отпустить в нужный момент. В петлю, то есть в место изгиба ремня заложен камень, который ремнем раскручивается над головой. Как только раскрутили достаточно быстро, один конец ремня в нужный момент отпускается, и освобожденный камень летит вперед с большой скоростью, поражая противника.


i 035

Ракетоплан.



Вот такого рода огромные пращи и предлагается использовать, причем, не только для запуска груза на орбиту, но и в качестве транспорта, то есть для грузообмена между Луной и Землей.

Проще, конечно, запустить груз пращой с Луны, а не с Земли: там меньше сила тяжести, соответственно, меньше и первая космическая скорость, необходимая для выхода на орбиту, а значит проще раскрутить груз до этой скорости. Да и атмосфера на Луне не мешает, ведь в атмосфере запущенный с огромной скоростью груз может просто сгореть, если его как-то не защитить от трения о воздух. А вот если нам нужно отправить с Луны командированного специалиста обратно на Землю, и он крепкий парень, могущий выдержать шестикратные перегрузки (6g – обычно так записывается шестикратная перегрузка, и это означает, что тело космонавта будет весить в шесть раз больше, чем за Земле)… Так вот, для такого запуска потребуется длина пращи в 12 км. Длинновато? Можно и короче, но тогда перегрузки будут больше и человек не выдержит. А вот грузы выдержат.


i 036

Лунная праща.



А как, используя принцип пращи, долететь до Луны? Для этого существуют разные проекты, разработанные как в Америке, так и в России. Представьте себе крутящуюся пращу или просто спицу, летящую при этом по своей орбите вокруг Земли.


i 037

Праща, словно спица без колеса, «катится» по орбите, точнее, летит вокруг Земли, вращаясь.



Допустим, к этой раскрученной праще мы подвезли снизу груз на ракетоплане. Праща его цапнула и, совершив пол-оборота, метнула, увеличив тем самым скорость груза. Это значит, что груз перешел на более дальнюю эллиптическую орбиту – поближе к Луне. На этой орбите его уже ждет другая праща. Цапнула – перекинула на еще более вытянутую орбиту. И так все ближе и ближе к Луне. А возле Луны следующая серия пращей груз подхватывает и, подтормаживая, переводит на более близкие к Луне орбиты.



Космический лифт

Это придуманное давным-давно безракетное устройство могло бы нам помочь расшить самое узкое и проблемное место – вывод грузов с Земли.

Космический лифт представляет собой лифт в самом прямом смысле этого слова. Представьте себе геостационарный спутник, то есть такой спутник, который вращается вокруг Земли с той же скоростью, с которой вращается вокруг своей оси сама наша планета, поэтому все время висит над одной точкой планеты, например над Тамбовом. Вы были в Тамбове? Нет? Ну, тогда мысленно подвесьте спутник над тем местом, которое вам знакомо. Там мы устроим космопорт!

Для этого спускаем со спутника на Землю трос, на трос вешаем кабинку, которая по этому тросу будет ездить. И все! На лифте в космос! Возникает вопрос: а почему трос не падает вниз? А потому что он натянут и держится за счет центробежной силы. Вы тоже можете взять веревочку с привязанной гайкой или ту же пращу и раскрутить ее над головой – мягкая веревочка станет прямой и натянутой. А теперь мысленно пустите по ней лифт. При этом при подъеме лифту будут помогать ехать вверх центробежные силы.

Ловко?

Почему же столь гениальная в своей простоте идея до сих пор не реализовалась?

А потому что материалов столь прочных пока не придумали! Любой трос подобной длины просто разорвется под собственным весом. Есть, правда, у человечества надежда на так называемые углеродные нанотрубки – это такой очень легкий и прочный материал, который теоретически мог бы выдержать подобные нагрузки, ведь тут нужен материал намного легче и при этом в сто раз прочнее стали. Увы! Пока что нанотрубки из углерода мы производить в промышленных масштабах не умеем, ведутся только первые осторожные лабораторные исследования этого материала. Так что до космического лифта пока очень далеко.


i 038

Космический лифт.



Общепланетарное транспортное средство – пожалуй, самый удивительный и самый грандиозный из придуманных способов выхода за пределы земного тяготения. Изобрел его много лет назад наш соотечественник, талантливый инженер Юницкий. Несмотря на всю кажущуюся фантастичность и масштабность этого проекта, его можно построить уже при существующем уровне техники и не ждать никаких углеродных нанотрубок. Вот только затраты материалов будут сложновообразимыми.

Представьте себе герметичную трубу, опоясывающую Землю по экватору и лежащую на суше на неких эстакадах, а в океане – на понтонах. Труба может в силу своей хитрой конструкции немного, всего на несколько процентов удлиняться. Если она немного удлинится, то станет длиннее экватора (который 40 000 километров), то есть будет опоясывать планету, чуть-чуть вися над ней на небольшой высоте километров в 200. По сравнению с длиной трубы это ничтожная величина. Но это уже космос, это уже орбита!

Как кольцо работает… Вдоль всей трубы проходит вакуумированный канал, в котором на магнитном подвесе располагается ротор, разгоняемый магнитным полем. То есть мы имеем своеобразный электродвигатель размером с планету. Статор (неподвижная часть) – это сама труба с грузовым и пассажирским отсеками, а ротор (подвижная, крутящаяся часть) – та самая бесконечная магнитная лента в вакуумированном канале. Эта лента магнитным полем начинает раскручиваться внутри вакуумированного канала, из которого откачан воздух. Центробежная сила стремится растянуть ленту, она, растягиваясь, через магнитное поле толкает и растягивает трубу, в которой крутится. Таким образом все сооружение чуть-чуть растягивается, но этого «чуть-чуть» хватает, чтобы труба оторвалась от своих опор и поднялась в космос, а планета Земля оказалась окружена искусственным кольцом.

Далее, после выхода кольца на орбиту, происходит разгрузка, барахлишко развозится по орбитальным станциям, отправляется на Луну, а оттуда везут гелий-3 в качестве топлива для земных термоядерных станций. Загружают в орбитальное кольцо, после чего сажают его на Землю, на опоры.


i 039

Всемирное кольцо Юницкого.



Это ли не гениально? А масштабы какие!



Пусковая петля Лофстрома. По сути это кусок предыдущего проекта. По всему 40-тысячному экватору строить кольцо накладно, поэтому давайте возьмем только кусочек вакуумированной трубы примерно в 4 тысячи километров длиной, сложим пополам, выгнем в виде мостика на высоту примерно в 80 км и закольцуем так, как показано на рисунке. Это, пожалуй, единственный из перечисленных проектов, просчитанный экономически.

Наверное, потому, что придумавший его Лофстром – американец, а они люди практичные. Стоимость проекта – 10 миллиардов долларов, стоимость вывода на орбиту 1 кг массы в несколько раз ниже, чем на ракете. И окупится проект всего за год, если грузопоток будет постоянным и не менее 40 тысяч тонн в год. А если не скупиться на траты и вложить в проект втрое больше, то срок окупаемости вырастет до 5 лет, зато стоимость выводимого килограмма упадет до смешных 3 долларов – при условии, что общий поток грузов составит 6 миллионов тонн в год. И вот с этим как раз проблема!


Внутри сложенной пополам вакуумированной трубы движется в магнитном поле сам себе навстречу трос диаметром всего в 5 см со скоростью 12 км в секунду. Его движение обеспечивает жесткость всей конструкции – центробежная сила троса выпирает всю конструкцию горбом над планетой. И вот по этой, напоминающей мост, конструкции электромагнитным полем разгоняется спутник с небольшим ракетным двигателем (для маневров на орбите). На такой высоте сопротивление воздуха ничтожно, скорость можно развить большую и здорово сэкономить.



Нету пока у землян такого грузообмена с космосом. Наша самая тяжелая ракета «Протон» за последние 50 лет доставила на орбиту в совокупности 8 тысяч тонн груза. А всего человечество за полвека не доставило на орбиту и 100 тысяч тонн полезных грузов. Даже если считать грузы неполезные, то есть груз учитывать вместе с «грузовиками», то бишь вместе с ракетами, то получится, что люди запустили в космос за последние полвека примерно 1 миллион 700 тысяч тонн. Разделите на 50 и получите годовую загрузку. А тут речь о 6 миллионах за год, не за 50 лет!.. Ну нечего нам пока возить в таких количествах в космос!

С другой стороны, если появится дорога, появятся и желающие по дешевке закинуться на орбиту – те же туристы, например. И подобное удешевление может увеличить грузопоток в сотни раз.

 

Поиск

Информатика

Физика

Химия

Классному руководителю

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru