Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия. Митио Каку
продуктом излишне живого воображения мечтателей, могут когда-нибудь стать реальностью.
Человечество стоит на пороге, возможно, величайшего приключения в своей истории. Не исключено, что пропасть, отделяющая рассуждения Азимова и Стэплдона от реальности, будет преодолена при помощи тех поразительных открытий и стремительных изменений, которые в настоящее время происходят в науке. И первый этап нашего долгого пути к звездам начнется тогда, когда мы сумеем покинуть Землю. Как гласит старая китайская пословица, путь в тысячу ли начинается с первого шага. Дорога к звездам начинается с самой первой ракеты.
Часть I
Покидая землю
Всякий, кто сидит на верхушке крупнейшей в мире системы с кислородно-водородным топливом, зная, что ее собираются поджечь снизу, и не испытывает хотя бы легкого беспокойства, не до конца понимает сложившуюся ситуацию.
1. Подготовка к старту
19 октября 1899 г. семнадцатилетний юноша залез на вишню – и пережил озарение. Он только что прочел «Войну миров» Герберта Уэллса, и мысль о том, что ракеты помогут нам в исследовании Вселенной, показалась ему ужасно интересной и вызвала прилив энтузиазма. Юноша думал, как чудесно было бы сделать какое-нибудь устройство, которое хотя бы в принципе могло добраться до Марса, и вдруг осознал, что исследовать Красную планету – наша судьба. К тому моменту, когда юноша спустился с дерева на землю, его жизнь уже изменилась навсегда. Он посвятил свою жизнь мечте – созданию ракеты, которая могла бы воплотить в жизнь его видение. До конца своих дней он неизменно отмечал этот переломный день – 19 октября.
Звали этого молодого человека Роберт Годдард. Именно он построил первую жидкостную многоступенчатую ракету и тем самым запустил цепочку событий, которым суждено было изменить ход истории человечества.
Циолковский – одинокий мечтатель
Годдард принадлежал к небольшой горстке первопроходцев, которые, несмотря на изоляцию, бедность и насмешки окружающих, упорно продвигались вперед наперекор всему – и в итоге заложили фундамент для космических путешествий. Одним из первых в ряду этих мечтателей был великий русский ученый-ракетчик Константин Циолковский, который продумал теоретические основы космических путешествий и проложил дорогу Годдарду. Циолковский был затворником, жил в бедности и с трудом сводил концы с концами, зарабатывая на жизнь учительством. В юности он проводил большую часть времени в библиотеке – проглатывал научные журналы, изучал Ньютоновы законы движения и пытался применить их к космическим путешествиям[3]. Его мечтой было путешествие на Луну и Марс. Самостоятельно, без помощи ученого сообщества, он разобрался в математике, физике и механике ракетной техники и рассчитал для Земли скорость убегания (она же вторая космическая), то есть скорость, необходимую для выхода из поля тяготения нашей планеты. Эта скорость оказалась
Напомним три закона движения Ньютона:
«Движущийся объект продолжает двигаться, если на него не действует внешняя сила». (Значит, наши космические зонды смогут достигать отдаленных планет с минимальными затратами топлива, поскольку в основном они движутся по инерции, ведь в космосе нет трения.)
«Сила равна произведению массы на ускорение». Этот фундаментальный закон лежит в основе Ньютоновой механики, которая позволяет нам строить небоскребы, мосты и заводы.
«Каждое действие вызывает равное и противоположное противодействие». Именно по этой причине ракеты могут двигаться в открытом космосе.
Эти законы идеально работают при полетах зондов по всей Солнечной системе. Однако они неизбежно нарушаются в некоторых важных случаях: а) при чрезвычайно высоких скоростях, приближающихся к скорости света, б) в чрезвычайно мощных гравитационных полях, например вблизи черной дыры, в) на чрезвычайно малых расстояниях, к примеру внутри атома. Для объяснения этих явлений необходима не Ньютонова механика, а теория относительности Эйнштейна и квантовая теория.