Страницы: -
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -
11 -
12 -
13 -
14 -
15 -
16 -
17 -
18 -
19 -
20 -
21 -
22 -
23 -
24 -
25 -
26 -
27 -
28 -
29 -
30 -
31 -
32 -
33 -
34 -
35 -
36 -
37 -
38 -
39 -
40 -
41 -
42 -
43 -
44 -
45 -
46 -
47 -
48 -
49 -
50 -
51 -
52 -
53 -
54 -
55 -
56 -
57 -
58 -
59 -
60 -
61 -
62 -
63 -
64 -
65 -
66 -
67 -
68 -
69 -
70 -
71 -
72 -
73 -
74 -
75 -
76 -
77 -
78 -
79 -
80 -
81 -
82 -
83 -
84 -
85 -
86 -
87 -
88 -
89 -
90 -
91 -
92 -
93 -
94 -
95 -
96 -
97 -
98 -
99 -
100 -
101 -
102 -
103 -
104 -
105 -
106 -
мы подхватываем. Но это не дает нам защиты против
сотен родственников этого вируса, обитающих в любом аэропорту, театре,
магазине или просто в щепотке уличной пыли. А пока родственники первого
вируса развлекаются тем, что превращают вас в сопливую развалину, сам он
претерпевает мутацию, а против нее в организме опять нет антител.
Хорошие новости: онкология (рак), иммунология, гематология и "простуда"
оказались тесно связанными предметами; исследования во всех этих областях
быстро развиваются, и реальный прорыв в любой из них может означать прорыв
во всех остальных.
10. 1950 К концу этого столетия человечестве изучит свою Солнечную
систему. Будет строиться корабль для полета к ближайшей звезде.
1965 Редактор намекнул, что это предсказание чересчур оптимистично - но я
стою на своем. До конца века еще целых тридцать пять лет. Давайте оценим
перспективу тридцать пять лет назад, в 1930 году, "Американское ракетное
общество" еще не было основано. Еще одна кривая на графике, сходная по форме
с той, что опубликована в этой книге, при экстраполяции намекает на то, что
сверхсветовые скорости будут достигнуты как раз к 2000 году. Наверное, у
меня не хватает храбрости, потому что я не предсказываю появление к тему
времени сверхсветовых звездолетов, если они вообще когда-либо появятся. Но
само предсказание остается в силе.
1980 Мои деньги все еще лежат на столе, ставку я не снимаю. Сенатор
Проксмайр не может жить вечно. За последние десять с половиной лет люди
несколько раз побывали на Луне, значительная часть Солнечной системы
тщательно исследована в пределах возможностей технологии "черного ящика", и
даже до конца этого года поступит новая информация.
Увы, но исследовали ее не люди, а расстояния так велики. Конечно, они
побывали в космосе... на околоземных орбитах. Но есть многочисленные
предложения и проекты кораблей с постоянным ускорением (КГГУ), проекты,
требующие для осуществления только проведения научно-конструкторских работ и
той технологии, которая уже имеется, - никаких технических прорывов.
Достаньте карманный калькулятор и прикиньте длительность полета на Марс и
обратно, если ваш корабль летит с постоянным ускорением 0.1 g. Упростим
задачу, предположив, что полет начинается с околоземной орбиты и там же
заканчивается, траектории только прямые, а притяжение Солнца игнорируется -
на Марс мы летим в гору, а на Землю спускаемся под гору; потерянное на
разворотах выиграем на рывках.
От таких упрощенных расчетов Дэн Алдерсон, баллистик из "Лаборатории
реактивного движения", может упасть в обморок. Но когда он придет в себя, то
наверняка согласится, что полученный ответ будет необходимого порядка
точности - а я всего лишь хочу доказать, что даже самое малое постоянное
ускорение вносит огромную разницу в результаты полетов по Солнечной системе.
(Потом, в двадцать первом веке, мы назовем это "Экономичным турне: десять
планет за десять дней".)
Расстояние между Землей и Марсом непрерывно меняется, но мы выберем почти
минимальное (глупо болтаться на орбите вокруг Марса примерно год, чтобы
вернуться по кратчайшему пути... и еще глупее ждать многие годы, пока
расстояние между планетами станет минимальным). Совершим полет в стиле
Космического патруля: вот Марс, вот мы в ракете, полный вперед, облетаем
Марс и прямиком домой. Просто так, для тренировки.
Условия: ускорение свободного падения на Земле 980.7 сантиметров на
секунду в квадрате. Марс в противостоянии или почти (Марс восходит, когда
Солнце садится). Примем, что длина кругового полета около 120 миллионов
миль. Если пожелаем дождаться самого малого расстояния между планетами, то
сможем срезать путь до 70 миллионов миль... но ждать этого события придется
лет семнадцать. Так что выберем компромисс, одно из малых противостояний,
которое случается каждые 26 месяцев, и тогда расстояние от Земли до Марса
составляет 50-60 миллионов миль, но никогда не превышает 64 миллиона.
(Когда Марс находится за Солнцем, можно совершить и живописный полет
длиной более 500 миллионов миль - насколько именно "более", зависит от того,
как легко к вам пристает загар. Советую выбрать не менее 700 миллионов.)
Теперь у вас есть все необходимые данные для расчета времени полета
Земля-Марс-Земля на КПУ - любом КПУ, - когда Марс в противостоянии. (Если вы
настаиваете на живописном путешествии, но не имеете права принимать
траектории за условно прямые линии, а космос считать плоским - полет пойдет
как бы слегка в гору. Для расчетов потребуются помощь Алдерсона или
специалиста такого же уровня и большой компьютер, а не карманный
калькулятор, а уравнения расчетов такие, что волосы встают дыбом.)
Нам понадобится только одно уравнение: скорость равна ускорению,
умноженному на время полета: V=a*t.
Отсюда получается, что наша средняя скорость равна половине a*t, а из
этого вытекает, что пройденный путь определяется как средняя скорость,
умноженная на время.
Только помните еще о двух вещах: I) путешествие состоит из четырех
участков - разгон до середины пути, разворот и торможение; потом те же
операции на обратном пути. Примем длину каждого из участков равной 30
миллионам миль, поэтому вычислим длительность каждого и умножим на четыре
(Дэн, не хмурься, это же приближенный расчет).
2) Пользуйтесь одинаковыми единицами измерения. Если начали с
сантиметров, считайте и далее в сантиметрах, если в милях, то и далее в
милях. Четверть пути равна 30 миллионам миль, или 4.827 X 10 в 12-й степени
сантиметрам.
И последнее: поскольку нам нужно именно время полета, преобразуем
последнее уравнение таким образом, чтобы вы получили ответ на калькуляторе
за одну операцию. Я уже сделал так много упрощений и отбросил столько мелких
переменных, что буду рад получить ответ с точностью до двух значащих цифр.
Итак, если d/(0.5a)=1 в квадрате, то t равно квадратному корню из
d/(0.5a).
Вводим в калькулятор расстояние (d) 30 миллионов миль, делим на половину
от 0.1g. Нажимаем кнопку квадратного корня. Умножаем на четыре. Мы получили
время пути, выраженное в секундах, поэтому делим его на 3600, получаем в
часах, делим еще на 24 и получаем в днях.
Тут вам полагается удивиться и начатать искать ошибку. Пока вы этим
занимаетесь, схожу возьму пива из холодильника.
Ошибки нет. Пересчитайте снова, на этот раз в метрической системе.
Найдите справочник и проверьте уравнения. Ответ вы найдете чуть ниже, но
пока в него не заглядывайте; мы поговорим о других путешествиях, которые вы
сможете совершить в 2000 году, если говорите дома на японском или немецком -
или даже английском, если Проксмайр и его присные не будут переизбраны.
Подсчитайте длительность того же пути, но только при ускорении в одну
сотую g. При такой тяге я буду весить меньше собственных ботинок.
Гм-м! Получается, что один из ответов ошибочный.
Потерпите немного и на этот раз повторите вычисления для ускорения в одно
g - того самого, что вы испытываете, лежа в кровати. (См. статью Эйнштейна,
написанную в 1905 году)
(Странно. Должно быть, все три ответа ошибочны.)
Потерпите еще немного. Давайте решим все три задачки снова, но для полета
к Плутону - в 2006 году плюс или минус год. Почему именно в этом? Потому что
сейчас Плутон нырнул внутрь орбиты Нептуна и не достигнет перигелия до 1989
года, а я хочу, чтобы он находился подальше - у меня в шляпе припасен
кролик.
Плутон вынырнет обратно в 2003 году и в 2006 году будет (с точностью до
пары миллионов миль) на расстоянии в 31.6 астрономических единиц (АЕ) от
Солнца. Одна АЕ равна 92.9 миллиона миль, или 1.496 X 10 в 13-й степени
сантиметрам.
Теперь посчитайте длительность полета туда и обратно (63.2 АЕ) с
постоянным ускорением в одну, одну десятую и одну сотую силы тяжести. Свои
труды мы посвятим Клайду Томбо - единственному живущему среди нас человеку,
открывшему новую планету и затратившему на это месяцы кропотливого труда по
изучению тысяч астрономических фотографий.
Некоторые полагают, что Плутон некогда был спутником другой планеты, и
его малые размеры делают это предположение вероятным. Но сейчас это не
спутник. Он и слишком велик, и слишком далек от Солнца, чтобы быть
астероидом или кометой. Так что это планета - или нечто настолько
экзотичное, что представляет собой еще более ценную добычу.
Плутон остается самым таинственным и самым интригующим небесным телом.
Планета размером и массой с Марс, но очень далекая может и не представлять
особого интереса... но представьте ее в роли заправочной станции. Во многих
художественных произведениях и научных проектах говорится об использовании
газовых гигантов и/или колец Сатурна как источников горючего. Но если Плутон
состоит из метанового или водяного льда, замерзшего водорода или их смеси,
те как источник горючего - обычного, ядерного иди просто реакционной массы -
Плутон имеет одно чрезвычайно важное преимущество перед газовыми гигантами:
он не находится на дне ужасающе глубокого гравитационного колодца.
Кончили считать? Тогда посмотрите на таблицу.
Сравнение времени полета туда и обратно для различных величин постоянного
ускорения
Земля-Марс- Земля Ускорение Земля-Плутон- Земля
4.59 дня 1 g 4.59 недели
14.5 дня 0.1 g 14.5 недели
45.9 дня 0.01 g 45.9 недели
145 дней 0.001 g 145 недель
Вот вам и кролик из шляпы. Вы уже заметили, что цифры длительности пути в
обеих колонках совершенно одинаковы, только для Марса они означают дни, а
для Плутона - недели, то есть для кораблей любой конструкции, но с
постоянным ускорением Плутон всего в семь раз дальше, чем Марс, хотя
расстояние-до Плутона в милях примерно в 50 раз больше.
Я добавил еще пример для величины ускорения в одну тысячную силы тяжести,
потому что сейчас (я пишу это в 1979 году) мы не знаем, как построить КПУ
для долгих полетов при 1 g, 0.1 g и даже 0.01 g; третий закон Ньютона (из
которого можно вывести все остальные законы реактивного движения) пока
подрезает нам крылья. Но только временно. Есть еще и Е=m*c_в_квадрате, есть
и несколько способов "питаться подножным кормом", набирая прямо в космосе
необходимую реакционную массу. Наберитесь терпения, все это еще очень ново.
Большинство из вас, читающих эти строки, доживет до появления кораблей,
способных выдавать постоянно 0.1 g или даже больше, - и вы еще сможете
провести отпуск в космосе - и скоро! Я, вероятно, до них не доживу, но вы
сможете. (Я не жалуюсь, сержант, - я родился в век лошади с телегой, а дожил
до того дня, когда увидел шагающих по Луне людей и прямую трансляцию с
поверхности Марса. Я свою долю получил!)
Но если вас устраивает постоянное ускорение порядка 0.001 g, мы можем
начать космический проект хоть сегодня, потому что уже имеется несколько
способов постройки кораблей с таким ускорением - хотя бы со световым
парусом.
Я предпочитаю говорить именно о таких, летящих под дуновением "солнечного
ветра", потому что последний добавленный мною пример (0.001 g) показывает,
что вся Солнечная система доступна нам прямо сейчас и нет никакой
необходимости дожидаться 2000 года и разных технологических прорывов.
Десять недель до Марса... полет до Плутона и обратно на расстояние 31.6
АЕ за 2 года и 9 месяцев... или такой же полет до афелия Плутона, самой
дальней известной нам точки системы (более удаленной, чем зимний дом комет).
Десять недель... пилигримам на "Мэйфлауэре" потребовалось девять недель и
три дня, чтобы пересечь Атлантику.
Два года и девять месяцев - такой была в прошлом веке нормальная
длительность коммерческого плавания для клипера, направляющегося из Бостона
в Китай... а ведь купцы-янки после таких плаваний богатели.
Три года и двадцать пять недель - многовато для торговли с Китаем в XIX
столетии... но никто и не захочет отправляться в столь длительный полет к
Плутону, потому что Плутон достигнет афелия лишь в 2113 году, а к тому
времени у нас будут корабли, которые смогут долететь до него (с постоянным
ускорением и разворотом на середине пути) за три недели.
Прошу вас также отметить, что Англия, Голландия, Испания и Португалия
создали империи планетного масштаба при помощи кораблей, у которых на дорогу
туда и обратно уходило столько же времени, сколько уйдет у космического
корабля с ускорением в 0.001 g. В открытом море или космосе важно не
расстояние, а время. Все впечатляющие достижения наших астронавтов были
достигнуты во время инерционных полетов, в невесомости, и потому могут быть
приравнены к плаванию на плоту по Миссисипи. Но даже самое малое постоянное
ускорение превращает Солнечную систему в прибыльное коммерческое
предприятие.
А теперь вернемся на Землю.
11. 1950 Ваш личный телефон будет настолько мал, что его можно будет
носить с собой в сумочке. Домашний телефон станет записывать сообщения,
отвечать на простые запросы и передавать изображение.
1965 Новых комментариев нет.
1980 Это предсказание оказалось тривиальным и робким. Оно по большей
части уже сбылось, а остальное телефонные компании готовы предоставить уже
сейчас, только за отдельную плату. В 2000 году, когда современные для того
времени телефоны будут подключены к домашнему компьютеру (тогда они станут
столь же привычными, как сейчас унитаз с бачком), у вас в распоряжении будет
объемное головидение и стереозвук. Артур Кларк говорит, что это уничтожит
большинство личных контактов в бизнесе. Я согласен с аргументами мистера
Кларка, но возражаю против его выводов; для нас, потомков любопытных
обезьян, замены личным контактам просто нет, мы ими наслаждаемся и заполняем
ими духовные потребности.
Кроме того, деловые совещания частенько служат поводом побездельничать в
рабочее время, а деловые конференции нередко одаривают нас кое-какими
выгодами римских сатурналий.
Тем не менее я дожидаюсь головидеостереотелефонов, но от личных контактов
не отказываюсь.
12. 1950 На Марсе будет найдена разумная жизнь.
1965 После всем известных удручающих фотографий человек, предсказывающий
разумную жизнь на Марсе, смотрится довольно глупо. Но я не стану
отказываться от своего мнения до тех пор, пока Марс не будет тщательно
исследован. Пока что у нас нет представления - и данных - о том, насколько
распространенной и разнообразной может оказаться жизнь в нашей Галактике;
жизнь, которую мы не знаем, может развиться на планете любого сорта... и
наши современные знания химии этого не отрицают. Речь-то шла о жизни такой,
какой мы ее знаем, а она подразумевает земные условия окружающей среды.
Но если, по-вашему, мои слова выдают детское нежелание расстаться с
мечтой о прекрасной марсианской принцессе до тех пор, пока меня к этому не
вынудят, то я спорить с вами не буду - просто подожду.
1980 Фотографии, сделанные на Марсе спускаемыми аппаратами и их
орбитальными коллегами, делают предсказание разумной жизни на этой планете
еще более глупым. Но новые снимки и новые данные делают Марс еще более
загадочным. И я упрямлюсь потому, что считаю жизнь вездесущей, - называйте
это религиозным мнением, если хотите. Но помните о двух вещах: почти все
дискуссии шли о жизни такой, какой мы ее знаем... а как насчет жизни,
которой мы не знаем? И если марсиане, жили в те времена, когда формировались
эти изумительные каньоны и долины, то не укрылись ли они под грунтом, когда
атмосфера начала становиться разреженной? На сегодня, несмотря на
превосходные фотографии, у нас есть лишь очень скудная информация;
спускаемые аппараты сели на Марсе в местах, которые на Земле можно
приравнять одно к Канадской тундре, а другое - к Антарктике. Едва ли этого
достаточно для решения проблемы "есть ли жизнь на третьей планете Солнечной
системы?"
(А есть ли разумная жизнь в Вашингтоне, округ Колумбия?)
Но если Марс на самом деле необитаем, то вскоре начнется такая земельная
гонка, по сравнению с которой схватки из-за земельных участков в Оклахоме
покажутся детскими шалостями. Поскольку в нашу жизнь входит E= m*c_в _
квадрате, любое частное земельное владение потенциально очень ценно; его
можно приспособить под нужды землян. Уже столько опубликовано фантастики и
серьезных научных статей на тему о том, как переделать Марс под наши нужды,
что мне нечего к ним добавить, разве что следующее.
Энергия там не проблема. На таком расстоянии солнечный свет слабеет до
0.43% от максимальной величины на Земле - но Марс получает ее целиком и
круглые сутки, за исключением периодов редких пыльных бурь. Для сравнения:
максимум, что получает Филадельфия (и ей подобные места), едва достигает
0.35% , а пасмурные дни здесь нередки. Марсу даже не требуются солнечные
электростанции на орбите; энергию дешевле добывать на поверхности.
Но не удивляйтесь, если японцы потребуют от вас очень высокую плату за
право поставить их визу в ваш паспорт плюс предъявить депозит на оплату
обратного билета, или же, если вы попросите иммигрантскую визу, плата еще
больше возрастет, а у вас еще попросят документ о владении нужной для
колонистов профессией.
Потому что в Токио есть разумная жизнь.
13. 1950 Самыми обычными станут поездки со скоростью тысяча миль в час
при себестоимости один цент за милю. Короткие поездки будут совершаться по
вакуумированным подземным туннелям с огромной скоростью.
1965 Тринадцатое предсказание необходимо уточнить : тот цент, что я
упоминал, был частью доллара 1950 года. Но наша валюта прошла долгий путь
непрерывной инфляции, и ни одна нация в истории еще не заходила настолько
далеко по этому пути, не достигнув взрывной фазы инфляции. Гамбургеры за
десять долларов? Приятель, да мы приближаемся к гамбургеру за сто
долларов... а то и круче: к гамбургеру только в обмен на что-то.
Но пока гамбургеров достаточно, это всего лишь мелкое неудобство, а не
несчастье.
1980 Вынужден снова уточнить стоимость "цента". В 1950 году золото стоило
35 долларов за тройскую унцию; сегодня утром цена на Лондонской бирже была
374 доллара за унцию. На прошлой неделе мы с женой летали самолетом из
Сан-Франциско в Балтимору и обратно. Мы не летели люксом и не пользовались
никакими скидками, просто купили те билеты, что достались.
С учетом фактора инфляции, то есть 35/374, наши билеты стоили самую
малость - менее цента за милю в долларах 1950 года. С этого момента я лучше
буду выражать цены в унциях золота иди швейцарских франках, потому что даже
Человек в Белом доме не подозревает об инфляции. Насчет тех подземных
туннелей: к 2000 году возможно, даже вероятно. Но вряд ли их строительство
начнут финансировать, пока доллар не стабилизируется - об этом весьма
болезненном пр о цессе правительство предпочитает умалчивать.
14. 1950 Главным направлением прикладной физики станет управление
гравитацией.
1965 Это предсказание остается в силе. Но современная физика пребывает в
состоянии радикальных изменений, и новые данные накапливаются быстрее, чем
их удается переработать. Все гадают, куда мы идем, но чем более дикие
предположения вы высказываете, тем больше вероятность того, ч