Артур Кларк - Черты будущего

Все это немного сбивает с толку — и виновата главным образом семантическая путаница. Вся беда в том, что у нас, обитателей земной поверхности, сложилась привычка пользоваться словами «тяжесть» и «вес» как синонимами. В обычных, земных условиях это практически ничем не грозит: где есть вес, там есть и тяжесть, и наоборот. Но все же это совершенно самостоятельные физические категории и каждая может существовать независимо от другой. В космосе так обычно и бывает.

В отдельных случаях их можно раздельно наблюдать и на Земле, что подтверждается экспериментом, который я опишу ниже. Предлагаю вам не проводить его, а лишь мысленно представить, но, если мои рассуждения вас не убедят, тогда смело вперед! Вас будет вдохновлять титанический пример Галилея, который тоже отказался вступить в теоретический спор и потребовал экспериментальной проверки. Но я заранее снимаю с себя всякую ответственность за возможные увечья.

Вам потребуются люк с быстро падающей крышкой (отлично подойдет один из тех, что применяют палачи на виселицах) и обыкновенные банные весы. Поставьте весы на крышку люка и станьте на них. Они, несомненно, покажут ваш вес.

Теперь, не сводя глаз со шкалы весов, попросите кого-нибудь из ваших знакомых (в несколько похожей ситуации Волумний сказал Бруту: «Мой повелитель, нельзя просить об этом друга» [9] Шекспир , Юлий Цезарь, акт V, сцена 5. — Прим. перев. ) освободить пружину, запирающую крышку люка, на которой вы стоите. Стрелка весов немедленно отскочит к нулю — вы будете невесомы, но при этом никоим образом не освободитесь от притяжения Земли, а полностью останетесь в сфере его воздействия, что не замедлите обнаружить долей секунды позже.

Но почему же вы оказались невесомы в таких условиях? Дело в том, что вес — это сила , а силу нельзя ощущать, если она не имеет точки приложения, если ей некуда, так сказать, упереться. Вы не можете ощущать силу, когда толкаете легко открывающуюся дверь; по той же причине вы не ощущаете веса, когда под вами нет опоры и вы свободно падаете. А космонавт, за исключением тех периодов, когда он включает двигатели своей ракеты, все время свободно падает. «Падение» может быть направлено вверх, вниз и даже в сторону, как это происходит с орбитальным спутником, который находится в состоянии «вечного падения» вокруг Земли. Направление здесь роли не играет; коль скоро падение свободно и ничем не сдерживается, всякий падающий предмет будет невесом.

Таким образом, вы можете быть в состоянии невесомости при каком угодно тяготении. Верно и обратное: для придания вам веса тяготение вовсе не обязательно. Изменение скорости, иными словами, ускорение, вполне его заменит.

Чтобы доказать это, воспроизведите в своем воображении опыт еще более невероятный, чем только что описанный мной. Отправьтесь со своими банными весами в отдаленнейшую точку между звездами, где гравитационное поле практически равно нулю. Плавая в межзвездном пространстве, вы снова будете невесомы: стоя на весах, вы увидите, что стрелка шкалы стоит на нуле.

Теперь прикрепите к нижней стороне весов ракетный двигатель и включите его. Платформа весов начнет давить вам на подошвы ног, и вы испытаете абсолютно убедительное ощущение весомости. Если тяга двигателя будет правильно рассчитана, она может придать вам посредством ускорения, которому вы подвергнетесь, точно тот самый вес, какой вы имеете на Земле. Если другие органы чувств не раскроют вам истинного положения вещей, вам будет казаться, что вы спокойно стоите на поверхности Земли, испытывая ее тяготение, а не летите где-то среди звезд.

Это ощущение «веса», порождаемое ускорением, хорошо знакомо нам; мы замечаем его в лифте, начинающем подъем, и в автомобиле, когда он быстро трогается с места или резко тормозит. Только в последнем случае эта сила направлена не вертикально, а горизонтально. С помощью простейших средств ускорения можно искусственно увеличивать вес почти неограниченно, и в повседневной жизни встречаются просто удивительные примеры приращения веса. Так, ребенок на качелях легко переходит от невесомости в верхней точке дуги качания, где качели на мгновение замирают, до утроенного веса в нижней точке. А когда вы прыгаете со стула или с забора, удар о грунт мгновенно увеличивает ваш вес в десятки раз.

Мы измеряем такие силы величиной ускорения силы тяжести, или g . Когда мы говорим, что человек подвергается воздействию 10 g, это значит, что он чувствует себя в десять раз тяжелее обычного. Однако, когда вес создается только посредством ускорения, притяжение Земли, то есть собственно сила тяжести, тут фактически ни при чем, и очень жаль, что одно и то же слово используется для характеристики явления, которое может быть вызвано двумя совершенно различными причинами.

Наиболее удобным способом создания искусственного веса является вовсе не ускорение прямолинейного движения, которое может за короткое время унести человека в бескрайние дали, за горизонт, а движение по кругу. Всякому, кто катался на карусели, известно, что быстрое круговое движение может создавать значительные силы. На этом принципе основана работа молочных сепараторов — кое-кто из нас, сельских парней, еще помнит их со времен детства. Новейшим вариантом этих машин являются гигантские центрифуги, используемые ныне при исследованиях в области космической медицины: вес человека шутя может быть увеличен на них в десять-двадцать раз.

Лабораторные модели способны на большее. Ультрацентрифуга Бимса, вращающаяся с колоссальной скоростью полтора миллиона оборотов в секунду (не в минуту!), создает ускорения величиной более одного миллиарда g . Уж здесь-то мы, во всяком случае, превзошли природу: крайне маловероятно, что где-либо во Вселенной существуют гравитационные поля, превосходящие по мощности земное поле больше чем в несколько сот тысяч раз. (Впрочем, когда-нибудь такие поля могут возникнуть — см. главу 9.)

Таким образом, создавать искусственный вес сравнительно несложно, и мы может делать это в своих космических кораблях и на космических станциях, когда нам надоест плавать внутри них. Плавное вращение воспринимается как неотличимое от тяжести, если не считать того, что «верх» будет направлен к центру корабля или станции, а не от центра, как на Земле.

Итак, мы можем имитировать гравитационные силы, но управлять ими, увы, не умеем. И, самое главное, мы не в силах гасить и нейтрализовать их. Подлинная левитация все еще остается мечтой. Пока что мы способны парить в воздухе, либо плавая в нем на аэростатах, либо используя механический принцип противодействия, то есть на самолетах, вертолетах, ракетах и реактивных устройствах для вертикального взлета (колеоптерах). Возможности первого способа ограниченны: он требует очень больших количеств дорогостоящих или огнеопасных газов; второй не только дорог, но и чрезвычайно шумен, а кроме того, не дает никакой гарантии от неожиданного «приземления». Нам, конечно, хотелось бы заполучить какое-нибудь приятное, чистенькое, скажем электрическое или атомное, средство нейтрализации тяжести, управляемое простым поворотом выключателя.