Константин Циолковский - Промышленное освоение космоса

Прежде всего нужен кислород для дыхания; мы берем его очень много для взрывания; могли бы взять еще больше, чтобы хватило и для дыхания на известный промежуток времени.

Чистый кислород едва ли годен для человека даже в разреженном против обыкновенного состоянии. Действительно, в таком случае давление его на тело окажется недостаточным и могут открыться кровотечения от чисто механических причин.

Вернее всего употребить смесь кислорода с каким-нибудь газом, безвредным для дыхания, — азотом, водородом, но не углекислотой, препятствующей выделению углекислого газа из легких и кожи животного и отравляющей его. Смесью из 20% кислорода и 80% азота под давлением от 1000 до 500 мм ртутного столба дышать хорошо. Азот предпочтительнее водорода, потому что он не представляет опасности взрыва.

Разумеется, отделение для пассажиров должно быть герметически закрыто и достаточно крепко, чтобы выдержать давление газов не больше 1 кг/см 2на стенки камеры, когда последняя подымается в разреженные слои атмосферы и за ее пределы. Удлиненная рыбообразная или птичья форма ракеты, выгодная для легкости рассечения воздуха, способствует сохранению газов, а также вообще крепости ракеты, выдерживающей в продолжение взрывания десятикратное утяжеление.

Но мало иметь смесь кислорода и азота; надо еще подбавлять кислород, превращающийся в углекислоту, и уничтожать или, точнее, отделять продукты дыхания: углекислоту, аммиак, излишнюю влажность и пр. Есть множество веществ, поглощающих углекислоту: пары воды, аммиак и т. д. Поэтому необходим запас и этих веществ. Конечно, если путешествие совершается в течение нескольких минут или часов, то такие запасы, с присоединением завтрака, не могут обременить ракету. Но другое дело, если придется путешествовать недели и годы или совсем не возвращаться, тогда от предлагаемых средств придется отказаться.

Для существования в течение неопределенно долгого времени без атмосферы планеты можно воспользоваться силою солнечных лучей. Как земная атмосфера очищается растениями при помощи Солнца, так может возобновляться и наша искусственная атмосфера. Как на Земле растения своими листьями и корнями поглощают нечистоты и дают взамен пищу, так могут непрерывно работать для нас и захваченные нами в путешествия растения. Как все существующее на земле живет одним и тем же количеством газов, жидкостей и твердых тел, которое никогда не убывает и не прибывает (не считая падения метеоритов), так и мы можем вечно жить взятым нами запасом материи. Как на земной поверхности совершается нескончаемый механический и химический круговорот веществ, так и в нашем маленьком мирке он может совершаться. С научной точки зрения возможность сказанного несомненна; теперь посмотрим, насколько оно осуществимо в будущем, может быть, и очень отдаленном.

По Ланглею, один квадратный метр поверхности, нормальной к направлению солнечной энергии, получает в минуту количество солнечной энергии, выражаемой тридцатью калориями. Это значит, что один килограмм воды, разлитый на один квадратный метр поверхности, освещенной перпендикулярными к ней солнечными лучами, нагревается в минуту на 30 °C, если пренебречь потерей тепла от лучеиспускания, теплопроводности и пр.

Переводя эту тепловую энергию в механическую, получим 12 720 кг-м. Таким образом, в сутки на расстоянии Земли от Солнца получим 18 316 800 кг-м, или 43 200 ккал. (В секунду получим 0,5 ккал, или 212 кг-м, т. е. непрерывную работу почти в 3 л. с).

По Тимирязеву, при физиологических опытах с растениями утилизируется до 5% солнечной энергии, что составит 2 160 ккал в сутки, запасенных в корнях, листьях и плодах растений.

С другой стороны, по Лебону, килограмм муки содержит почти вдвое больше энергии, так что суточный запас потенциальной энергии растения соответствует 0,5 кг муки, или почти килограмму хлеба.

Тот же дар Солнца, утилизируемый на одном квадратном метре поверхности, непрерывно освещаемой солнечными лучами, можно выразить одной из следующих величин: четырьмя килограммами моркови, пятью килограммами капусты, 2/3 кг сахару, более 0,5 кг рису.

В упомянутых опытах пятипроцентная экономия накопилась во всех частях растения. В плодах же, конечно, будет ее меньше. Опыты эти были поставлены в возможно благоприятные условия, но наша искусственная атмосфера и питание растений могут быть в условиях еще более благоприятных. По Тимирязеву, поле в лучшем случае утилизирует в 5 раз меньше, т. е. около 1% солнечной энергии. Отсюда видно, что искусственные условия оказываются даже в 5 раз выгоднее.

Обратимся к непосредственному указанию практика. Десятина или приблизительно гектар (10 000 м 2) дает в год до 25 000 пудов бананов, что соответствует 0,11 кг в день на 1 м 2площади сада.

Но ведь на Земле облака, на Земле толстый слой воздуха и паров воды, поглощающих много энергии; на Земле — ночь и наклонное направление лучей Солнца; количество углекислого газа в воздухе также, как показывают опыты, неблагоприятное (наиболее благоприятное для растений, по Тимирязеву, 8%, между тем как в воздухе нет и одной десятой процента). Приняв во внимание сказанное, придется по крайней мере удесятерить дары Солнца и принять производительность одного квадратного метра в нашем искусственном огороде не менее как в 1,1 кг бананов в день. Хлебное дерево, по Гумбольдту, почти так же производительно, как и банан.

Выходит из предыдущего, что уже достаточно для питания человека.

Но кто мешает захватить нам оранжерею с громадной поверхностью в упакованном виде, т. е. в малом объеме! Когда круговое движение вокруг Земли или Солнца установится, мы собираем и выдвигаем из ракеты наши герметически закрытые цилиндрические ящики с разнообразными зачатками растений и подходящей почвой. Солнечные лучи польются через прозрачные покровы оранжереи и приготовят для нас с баснословною быстротою наш роскошный стол. Они дарят нам и кислород и мимоходом очищают почву и воздух от животных выделений. Тяжести ощущать там ни предметы, ни люди не будут, и потому крепость сосудов с растениями будет предназначаться лишь для борьбы с упругостью содержащихся в них газов. Главные из них: углекислота и кислород. Углекислый газ составляет в земной атмосфере не более одной двухтысячной ее объема. Азот и другие газы также играют роль в питании растений, но и их плотность, как и плотность кислорода, которого они (по Тимирязеву) потребляют в 20 раз меньше, чем углекислоты, может быть без вреда для растений чрезвычайно мала.

Итак, атмосфера наших оранжерей может быть настолько разрежена, что давление газов на их стенки будет в 1000 раз меньше, чем давление воздуха на уровне океана.