Фантасты

 Он стал поэтом. Для математика 
 у него не хватало воображения.

К. Гаусс

Писатель-фантаст меньше связан в своих вымыслах, чем ученый. Если и поругают, всегда можно сказать, что это дело вкуса, а читателям нравится, хочу и буду. Не потому ли многие ученые ударились в фантастику? Иван Ефремов, Айзек Азимов, братья Стругацкие, Кир Булычев...

Вот и Артур Кларк туда же. В рассказе "Солнечный ветер" он описывает гонки солнечных яхт - межпланетных кораблей, использующих световое давление. Реальны ли такие гонки? Дело за материалом для паруса: у Кларка "есть" материал, из которого можно сшить парус размером в квадратную милю и массой всего в тонну. А давление света? Возьмем значения тоже у Кларка - в этом ему можно верить - пять фунтов на эту самую квадратную милю. (Фунт - 453 г, миля - 1609 м.) Переведем в "нормальные" единицы - округленно 10_6 Па. Парус у героя Кларка - Джона Мертона - был не то в две квадратные мили, не то в пятьдесят миллионов квадратных футов - встречаются обе цифры, а они не очень точно согласуются. Поэтому округлим до 5 км².

Гонки по трассе Земля-Луна кончаются драматически. Вспышка на Солнце, угроза жизни яхтсменов, все рубят фалы, и их подбирает судейское судно - обычный реактивный корабль, имеющий надежную защиту.

Но Мертон, раз уж не удалось прославиться самому, решает прославить свой корабль "Диану". Он выставляет парус по ветру, заклинивает рули и покидает корабль. Потеряны не только паруса, потерян корабль, но Мертона утешает то, что это будет первый парусник, отправившийся в межзвездное путешествие.

А реальны ли расчеты Мертона? Действительно ли такой корабль может улететь из Солнечной системы?

Задача 72. При какой массе корабля вместе с такелажем (не забудем, что 2 тонны "съел" парус) "Диана" может уйти в межзвездный рейс? В момент высадки Мертона она уже находилась далеко от Земли, но расстояние до Солнца и скорость такие же, как у Земли.

Ну, а если масса побольше? Там у Мертона полно автоматики, механическая приводная система для уп-равления парусом. Он же ничего не успел снять с корабля, только сам высадился.

Задача 73. Как далеко улетит "Диана" при полной массе 33,33 тонны?

А как же все-таки обстоят дела у "реального" Мертона? Неужели неизвестна масса его корабля, неизвестно, правильны ли его расчеты? Ну, нет, это было бы не по-кларковски. Масса действительно не названа, а проверить Мертона все же можно. Мельком сказано, что свет разгоняет яхту с ускорением в одну тысячную "жэ", т. е. 9,8×10^-3 м/с². Значит, масса корабля чуть больше 5 тонн, и Мертон (а точнее - Кларк), конечно же, прав.

Еще один двигатель, который, видимо, не скоро будет построен, зато лихо работает в фантастике - фотонная ракета, которая движется, как популярно объяснил Высоцкий, "по световому лучу - без помощи, но при посредстве". Продукты сгорания топлива у такой ракеты - свет, фотоны. Конечно, горючее тоже в заметных количествах имеется пока только у фантастов - это антивещество. Нам такое горючее приятно тем, что у него гигантская удельная тяга, поскольку скорость истечения продуктов сгорания равна скорости света. Поэтому топлива надо совсем чуть-чуть, и при всех маневрах можно считать массу ракеты неизменной.

И вот такая ракета потеряла скорость неподалеку от массивной звезды. С антивеществом обращаться надо крайне осторожно, Поэтому оно хранится отдельными маленькими порциями, каждая порция в своем контейнере (из чего он сделан, об этом история умалчивает). Но расходовать каждую порцию антивещества приходится сразу целиком. У космонавтов остались две такие капсулы с горючим. Быстро-быстро работает электронный мозг и рекомендует скорее сжечь обе порции - этого в обрез хватает, чтобы перейти на круговую орбиту. А командор, вместо того чтобы скорее приводить в исполнение совет сверхкомпьютера, заставляет его считать что-то еще. Звездолет вот-вот неудержимо начнет падать на звезду. Команда нервничает, может вспыхнуть бунт. И командор включает двигатель. Готовых разорвать его на части членов экипажа перегрузка вдавливает в кресла. Но... командор сжег только одну капсулу. Пока члены экипажа приходят в себя от полученной встряски, командор объясняет свой план. Оказывается, одной порции как раз достаточно, чтобы попасть на орбиту, практически касающуюся поверхности звезды. И командор решил рискнуть - он в Институте Космических Пилотов разбирался с задачей 48 из нашей книги, любил порыться в старье, и понял: если не сгорим, то вернемся на Землю, уж очень ему не хотелось коротать остаток дней на чужбине. Возле самой звезды командор сжег вторую порцию, и слегка обгоревший корабль двинулся к Земле.

Короче: двух порций хватает, чтобы выйти на круговую орбиту, одной - чтобы пролететь по касательной к звезде. И все на пределе. Интересно,

Задача 74. Во сколько раз расстояние от корабля до центра звезды в момент назревания бунта превышало радиус звезды?

Задачу-то мы решили, но два обстоятельства вызывают сомнение в достоверности этой истории. Во-первых, надо ли было лететь по касательной, рискуя сгореть, и стартовать к Земле у самой поверхности звезды? Ведь в этом случае скорость получается больше параболической. А значит, вторую порцию можно было израсходовать немного раньше и все же улететь от звезды. Нельзя ли подсчитать,

Задача 75. На каком максимальном расстоянии от звезды можно было второй раз включать двигатель?

Во-вторых, вызывает сомнение, что пришлось задействовать компьютер, да еще сверхмощный Да такую задачку опытный звездолетчик решит в уме быстрее, чем успеет рассказать ее машине! Так что большего доверия заслуживают слухи о том, что подобная история случилась с кораблем более поздней конструкции: в его двигателе топливо можно делить как угодно. Просто двигатель уже под износился, и приходилось рассчитывать на те же два кратковременных пуска. И выяснилось, что в этом случае условия были уже совсем жесткими: только при оптимальном делении топлива на две порции и использовании второй порции в периастре удавалось на пределе ускользнуть, как любят писать фантасты, из "знойных объятий" чужой звезды.

Задача 76. На каком расстоянии от звезды был второй корабль и как командор распределил запасы топлива?

Любой ответ тянет за собой новый вопрос. А что же дальше? Покинули звезду - но с нулевой скоростью? Нашли их там или они висят в пространстве? Да нет, у них был еще двигатель малой тяги, который у звезда - не помощник, а там, где нет заметных гравитационных полей, потихоньку может разогнать корабль чуть не до скорости света. Благо топливо - забортный газ. Ответил и пожалел: тут же возникает новый вопрос - а не проще было выйти на круговую орбиту, а потом не спеша на этом двигателе уползти от звезды. Такой вариант мы обсуждали на с. 51.

Этот вариант командор тоже просчитал, и ничего хорошего не получилось: слишком близко звезда, слишком мала тяга двигателя, пока корабль будет уходить от звезды, космонавты, извините за натуралистическую деталь, поджарятся. Будь они подальше, можно было бы не спешить, тогда ДМТ помог бы.

Но, очевидно, не все корабли даже в III тысячелетии имеют такой двигатель. Корабль висел на орбите со сломанным двигателем. Из источников энергии в порядке были только солнечные батареи, они могли приводить в действие небольшие моторчики. Так там космонавты выдвигали и подтягивали обратно к кораблю эти самые батареи, пока не улетели от планеты насовсем: чего другого, а солнечного света рядом с Меркурием сколько душе угодно. Мы не будем подробно следить за их эпопеей, обсудим только принцип работы гравилета, о котором уже упоминалось на с. 43.

Задача 77. По орбите радиуса R движется спутник, состоящий из двух одинаковых, связанных между собой отсеков (рис. 13). В некоторый момент, когда прямая, соединяющая отсеки, лежит на радиусе орбиты, отсеки сближают. Оценить изменение потенциальной энергии спутника.

В первом приближении можно считать, что центр масс спутника не смещается.

Рис. 13

Каких только двигателей не встретишь в фантастических романах! Тут и антигравитация, и переходы в гиперпространство и много еще всякого. В общем, фантастика - современные сказки. Пишут эти сказки и профессиональные литераторы, и те, у кого нет профессиональных навыков. А если сказки сочиняют дилетанты, то это называется легенды или