Константин Циолковский - Промышленное освоение космоса

Когда соединили одной и той же проходной камерой оранжерею и ракету, то дело упростилось. Всякий, одетый в скафандру, сначала попадал в соединительную камеру с газом ракеты, потом газ этот перекачивался в жилую ее часть, отворялась дальнейшая дверь, и человек попадал в оранжерею. Если он затем хотел из оранжереи уйти в эфирное пространство, то переходил в особую оранжерейную камеру с двумя дверями: из нее начисто удалялись в оранжерею газы и пары; наконец, отворялась дверь в эфирное пространство и желающий вылетал на свободу.

Мы в среде кажущегося отсутствия тяжести

Вообразим себя с разными маленькими захваченными нами телами и орудиями где-нибудь в Солнечной системе, подальше или, лучше, поближе Земли. Все наши тела имеют секундную скорость в 25–30 км и потому вращаются вокруг Солнца, как Земля или Марс. Расстояние их от Земли и планет так велико, что движение наших тел близко к простому круговому и планеты для них как бы не существуют, то есть действует больше Солнце. Мы не чувствуем этого бешеного движения. Мы находимся в безграничной пустыне, которая в миллиарды раз обширнее пространств Земли. Мы в абсолютной пустоте (условно). Бесчисленные звезды и несколько планет можно разглядеть, только отвернувшись от Солнца. Надо еще несколько минут дожидаться, чтобы зрачок успел расшириться. Эфирное безгазное пространство нас должно моментально убить. То же обязательно должно сделать и Солнце, лучи которого, не ослабленные и не обезвреженные атмосферой, смертельны. (Хотя и не в такой степени, как отсутствие кислорода и давления. Не сразу произойдет солнечный удар и смерть. Покорчится еще немного человек). Но допустим, что ни того, ни другого нет. Пусть мы останемся живы и здоровы. Будем наблюдать все нас окружающее.

Механическое действие небесных тел, их притяжение, силу мы замечать не будем, как бы их масса и притяжение велики ни были. Оно будет иметь влияние на ту кривую, которую мы описываем в Солнечной системе, но на наше отношение к нашим сравнительно (по отношению к межпланетным расстояниям) маленьким телам никакого влияния не окажет. Действительно, силы притяжения всех небесных тел, слагаясь, дают равнодействующую силу. Ввиду отдаленности планет и солнц, она имеет одну и ту же величину и направление для всех наших сравнительно незначительных тел (размеры их все же могут достигать тысяч верст). Все они двигаются под влиянием этой силы в одну сторону, с одинаковой скоростью и с одним ускорением. Вследствие этого взаимное положение их не изменяется, то есть остается таким же, каким было и несколько дней тому назад. Если, например, они были в относительном покое, то останутся в таком покое надолго. Если были в относительном движении, то это движение, конечно, изменит их пространственное расположение, но так, как будто никакие планетные силы на них не влияют. Только спустя очень долгое время скажется влияние планет и, главным образом, Солнца. Итак, мы долго не будем в состоянии заметить действие самых могущественных солнц, если отнесем наблюдение только к нашим сравнительно небольшим телам. Они будут как бы предоставлены самим себе, собственным своим силам. Они могут притягиваться между собою под влиянием взаимного тяготения. Но массы их так малы в сравнении с планетными, что мы пока этим ничтожным притяжением пренебрежем. Они могут притягиваться или отталкиваться, если наэлектризованы или намагничены, также под влиянием собственного или внешнего лучеиспускания, но мы пока оставим в стороне все эти малые или большие силы; последние могут не действовать или быть ослаблены, каковы силы электромагнитные. Тела могут склеиваться, сцепляться и т. д. Живые тела могут проявлять свои мускульные силы, делать гримасы, смеяться, принимать разные позы, делать разные движения, мыслить. Но мы все это пока оставим. Самого главного, к чему мы привыкли на Земле, — тяжести, веса, падения мы не заметим.

Начнем с описания самых простых механических явлений.

Явления механические. Общая картина движения и столкновения тел. Инерция. Почвенник. Относительность явлений

Собственно, мы будем рассматривать явления при полном отсутствии сил тяготения. И все же это будет почти точным выражением тех наблюдений, которые мы можем видеть в нашем уголке Солнечной системы. Поправки сделаем потом. Вот общая картина.

Вокруг меня находятся разные тела. Некоторые касаются друг друга, некоторые нет. Одни из них совсем неподвижны (говорим про относительные движения); другие не приближаются и не удаляются, но вертятся как волчки или карусели; третьи удаляются; четвертые приближаются, проходят мимо, как пешеходы, и уходят далее; пятые, двигаясь поступательно, еще и вращаются, как колеса парохода или бегущего локомотива; шестые, вращаясь, производят еще и дрожащие движения, которые постепенно переходят в обыкновенное вращение вокруг воображаемой оси, двигающейся параллельно самой себе; седьмые сталкиваются со мной и дают толчок тем более сильный, чем скорее было движение тела. Иные сталкиваются между собою, отражаются друг от друга и идут совсем в другие стороны. Некоторые из них после толчка останавливаются. Другие приобретают большую скорость. Все движущиеся предметы в конце концов исчезают из глаз, потому что уходят по прямому направлению неизвестно куда. Неподвижные же тела, если и вращаются, торчат перед глазами в одном направлении и в одном относительном положении. Скорости всех движущихся тел бесконечно разнообразны. Движение иных обнаруживается только через час или день, а другие промелькнули как тени и нельзя их было рассмотреть — так быстро они движутся.

В полном блеске тут проявляется известный закон инерции: всякое маленькое тело, вернее, материальная точка, вечно сохраняет свое состояние покоя или свое состояние движения. Для изучения можем взять маленький не вращающийся шарик. Если он будет относительно нас в покое, то этот покой никогда не нарушится без влияния внешних сил. Если он находится в движении, то и движение не нарушится и не изменится, то есть не изменится ни скорость движения, ни его направление. Это так естественно, что кажется иначе и быть не может. В самом деле, отчего бы тело (без причины) могло сворачивать со своего пути, то есть двигаться по кривой линии, отчего бы оно могло останавливаться, прийти само собой в движение, ускорить или замедлить свой бег? Кажется, ясно! Несмотря на это, древние считали самым естественным и совершенным движением круговое. Они же думали, что есть предметы, склонные к остановке, к лени, отчего и произошло неправильное название этого свойства (инерция, значит, косность, лень). Твердое тело состоит из системы материальных точек, взаимное положение которых не меняется. Взаимное положение частиц жидких и газообразных тел, также сложных действующих машин, наоборот, постоянно меняется. Но закон инерции применим и к системе материальных точек или тел, то есть не к ней, а к ее центру инерции. Заметим, что центр инерции совпадает с центром тяжести в среде сил, параллельных и равных (с постоянным вектором).