Проф. Н. А. РЫНИН

КОСМИЧЕСКИЕ КОРАБЛИ
(Межпланетные сообщения в фантазиях романистов)

Издательство П.П. Сойкин 1928

Наш адрес: ruzhany@narod.ru

Глава 8. Использование внутри-атомной энергии.

„Наши способы восприятия очень
ограничены и несовершенны. Но наука
расширяет их, открывая нашему уму
мир незримый, безгранично обширный,
в сравнении с которым видимый нами
мир - простой, легкий мыльный пузырь".

К. Фламмарион.

Успехи физики за последние годы в области исследования строения атомов окрылили фантазии романистов, и они начали создавать романы, где описываются полеты в межпланетное пространство, при чем энергия для этого передвижения должна доставляться разложением атомов.

Атомо-аппарат Гончарова.

Рис. 74. Атомо - аппарат селенитов (по Гончарову).

В. Гончаров в своем фантастическом романе «Психо-машина» (1924 г.) описывает корабль, на котором жители Луны летают в лунной атмосфере. Энергия для него доставляется разложением атомов. Высота его подъема не свыше 10 км. В нем устроены крылья (рис. 74) и вооружение.

«Сублимий Уигнала и Нокса

Английские романисты Т. Уигнал и Г. Нокс в своем романе «Атомы» описывают, как англичанин Грант открыл новое вещество «сублимий», которое может превращать непосредственно, путем быстрого разложения атома, материю в энергию. Если смочить им вещество, которое необходимо разложить, то электроны его быстро начинают отделять энергию. Сохранять сублимий можно лишь в сосудах из нового вещества «рефрактина», не поддающегося его действию.

Реактивные электронные корабли Ф. Улинского.

Австрийский ученый Ф. А. Улинский предложил два типа межпланетных кораблей, приводимых в движение силою реакции электронов, извергающихся из ряда эжекторов, расположенных вокруг кораблей. В корабле 1-го типа эти электроны получаются при помощи энергии Солнца, улавливаемой большими щитами-термоэлементами, окружающими корабль, и превращаемой в электрическую. В корабле 2-го типа эти электроны являются, как продукты распада атомов материи.

Рис. 75. Корабль Улинского.

Разные ученые пытались определить энергию электронов, например, Макс Абрагам определяет энергию «Электронов» в 1 г материи в 6 · 1013 – джаулей или 8 миллионов лошадиных сил.

При таких условиях, для путешествия на Венеру было бы достаточно использования нескольких граммов меди. Задача заключается в том, чтобы потенциальную энергию атома превратить всецело или частью в кинетическую.

а) Использование солнечной энергии.

Задача заключается в превращении солнечной энергии в электрическую. Для решения ее можно представить себе термоэлемент, состоящий из различных, налегающих друг на друга, металлических дисков и образующих термопары. Если диски будут испытывать разные температуры, то между ними возникают токи, например, по опытам инж. Privigei, при ряде висмут – сернистая медь – при разнице температур в 100° получается ток напряжением 0,8 вольт

Можно принять, что за пределами земной атмосферы каждый квадратный метр поверхности, обращенной к лучам Солнца, получает 20 единиц тепла в минуту, т. е. около 1½ kw или 2 HP.

Учитывая охлаждение через лучеиспускание в холодное (около –273°) мировое пространство, можно, на основании опытов, произведенных на Земле (при +30° с одной стороны дисков и –70° с другой) принять, что использовано будет лишь 25% солнечной энергии, т. е. по ½ HP с каждого м². При таких условиях межпланетный корабль может иметь поверхности 500 – 1 000 м². Термоэлементы образуют плоский большой диск, в центре которого помещается сам корабль с кабинами. Если подобный корабль применить для полета над Землей, то излишек энергии можно излучать через антенны. Наоборот, в случае недостатка, ее можно получать с земных станций при помощи тех же антенн.

b) Использование междуатомной энергии.

При разложении атома освобождается громадное количество энергии, и частицы распада, выделяющиеся и несущиеся из атома, могут быть направлены по определенному направлению. Тогда они создадут реакцию в противоположном направлении, которою можно воспользоваться для передвижения. Экспериментально это доказывается следующим прибором (рис. 76). В колбе выкачен воздух, и от катода к аноду излучаются электроны при сильном напряжении; при известных условиях можно достичь реакций 2-3 кг/см², что уже является достаточным для преодоления силы притяжения небольшой планеты. При таких условиях уже нет нужды в уменьшении массы межпланетного или мирового корабля. Необходимая энергия может быть получена в достаточном количестве из материи. Расход для перелета на Венеру или Марс, несмотря на дорогие устройства и громадные расстояния, будет не выше, чем, например, переход из Гамбурга в Нью-Йорк.

Рис.76. Реакция электронов.

Д-ра Роhl и Pringsheim, изучая свето-электрические явления, нашли, что один электрон дает энергию – 10-11 куломбов. Так как один куломб соответствует одной ампер-секунде, то величина энергии равна около 0,102•10^-12 м кг/сек.

При электролизе воды один грамм водорода получает электрический заряд в 96 000 куломбов.

Небольшой шарик, заряженный одним куломбом и удаленный на 1 см от такого же шарика с таким же зарядом, будет отталкиваться или притягиваться к нему с силою 9¹⁸ дин. По Милликэну, величина атомного веса е равна 4.774•10^–10 ESE; если число электронов в грамме массы равно 1020, тогда вес одного электрона – 5•10^–30.

Энергия, излучаемая материей 1 г при помощи электронов, равна около 5•10⁶ w.

При излучении плотных тел начальная скорость доходит лишь до 30 000 км/сек. и излучаемая энергия равна лишь 5•104 w.

Для реактивного движения мирового корабля, емкостью в 20 вагонов, со скоростью лишь км/сек., теоретически достаточно 10 000 kw, что при коэффициенте полезного действия в 20%, потребует около – 50 000 kw или 60 000 HP, т. е. мощность, которая теперь применяется на океанских пароходах.

Для первых опытов следует строить небольшие планетные корабли на малое число людей и на небольшие расстояния; поэтому и мощность их не будет велика.

Рис. 77. Электро - эжектор Улинского.

Пусть масса корабля соответствует 200 000 кг веса. Тогда, при нормальной земной скорости полета в 180 км/час, потребуется расход в секунду 5 г реактивного вещества. Это потребовало бы такого громадного количества вещества, например, вроде ртути, что возможность полета осталась бы под сомнением, если бы этому не помогли условия космического полета. Скорость движения Земли 29,5 км/сек; таковую скорость мы имеем в момент отлета и с нею мы полетим в мировом пространстве, пока не достигнем границы действия Венеры, скорость которой равна около 34,8 км/сек. Тем не менее, для противодействия притяжению других планет и для изменения направления полета понадобится еще много материи. Итак, можно сказать, что без силы тяготения полет был бы невозможен и облегчается он благодаря закону энерции.

Необходимое количество энергии в полном размере придется тратить лишь при отправлении или при прибытии на планеты. При удалении же от них расход энергии уменьшается пропорционально массам планет и ограничивается лишь условиями изменения направлений при изменении скорости около 5,3 км/сек, что достаточно для преодоления силы притяжения Солнца при полете на Венеру.

Устройство реактивного электрического аппарата (электро-эжектора) в общих чертах следующее (рис. 77):

Главную часть прибора составляет параболический анод, в фокусе которого расположен катод, посылающий токи большого напряжения на анод, а последний отбрасывает их в параллельных направлениях, противоположных направлению полета.

Для охлаждения стенок аппарата от получающегося при этом тепла, предвидена система радиаторных трубок.

с) Конструкция, оборудование и навигация мирового корабля.

1-й тип – Межпланетный корабль (рис. 78), приводимый в движение солнечной энергией. Он имеет большой диск из термоэлементов, в центре которого подвешен сам корабль на кардане, чтобы можно было изменять направление реакции. В остальном оба корабля подобны один другому и могут быть небольшой величины. Навигация солнечного корабля труднее и зависит всецело от излучения Солнца, если только не будет предусмотрена аккумуляторная батарея. Подъем и спуск возможны лишь на ближайшие планеты, так как при значительном удалении от Солнца получается мало световой энергии.

Рис. 78. Корабль Улинского. Тип 1 - й - электронный.

Рис. 79. Мировой корабль Улинского.

2-й тип (рис. 79) – мировой корабль. Этот тип является более удобным. Форму ему можно дать на подобие небесных тел, шаровую. Эта форма удобна для карданной подвески, что необходимо для изменения направления реакции. Кроме того, эта форма наилучше сопротивляется разрыву оболочки и внутреннему сверхдавлению и, наоборот, хорошо сопротивляется сжатию при внешнем давлении.

Оболочка корабля должна состоять из следующих частей: внешняя: – стальная, пропаянная медью, изнутри усиленная распорками, является проводником тепла; распорки обложены асбестовыми листами. С внутренней стороны она обложена тонкими деревянными фанерами с прокладкой между ними прорезиненой ткани. Пробоины, которые могут подучиться в наружной оболочке во время мирового пути, находятся при noмощи зеркал и чинятся при помощи автогенной сварки. Детали конструкции и расположение помещений видны на чертеже 80. Отдельные этажи соединены друг с другом при помощи лестницы. Нижний этаж занят под машинное отделение. В нем находятся все тяжелые аппараты. Во 2-м этаже – трюм для груза. Эти этажи должны быть расположены возможно дальше от центра шара. В 3-м этаже располагается кухня, уборные, ванны, в 4-м – пассажирские каюты, в 5-м – служебные помещения и палуба для прогулок, в 6-м – верхний салон. Пассажирам предоставляется большой простор для движения.

Рис. 80.

Рис. 81. Ориентировка при полете между планетами.

Пилот помещается в верху шара, у его полюса. Корабль снабжается запасами кислорода, топлива, провизии, оборудован телефонами, инструментами и т. п.

Внутри шар наполнен обыкновенным воздухом при нормальном атмосферном давлении. Негодный для дыхания воздух поглощается и очищается аппаратами в особом помещении, где производится исследование состава и давление наружной среды. Рубка пилота снабжена необходимыми инструментами: указателем скорости (эфиро-тахометром), указателем масс, станцией радио-телеграфа, указателем уровня. Пилот может перемещаться при помощи лифта в нижний полюс шара, например, для наблюдений за звездами и Солнцем. При ориентировании необходима также карта звездного неба. Старт и спуск должны производиться на воде и, по возможности, ближе к полночи. При весе в 200 000 кг и диаметре 20 м, корабль погрузится в воду на 2,5 м.

Ориентировка может быть произведена при помощи засечек в начале пути на Солнце, Меркурий, Марс, Венеру и Полярную звезду, а по мере приближения, например, к Венере и на Землю (рис. 81).

Новый проект электронно-ракетного междупланетного корабля Улинского.

Рис. 82. Проект нового электронно - реактивного корабля Улинского.

В Австрии Франц Улинский взял патент на устройство нового межпланетного корабля, в котором не требуется делать колоссальных запасов горючего, а используется энергия лучей Солнца.

Устройство корабля заключается в следующем (рис. 82). Окружающий каюту корабля диск служит термоэлементом и превращает солнечную энергию в электрическую. Полученная электромоторная сила может служить как для полета в атмосфере, так и в пустоте между планетами. В первом случае соответственно преобразованная электрическая энергия приводит в действие турбо-компрессор, работающий на реактивную установку с дюзой. Во втором – она заставляет работать электронные эжекторы.

Реактивная установка с дюзой состоит из котла, вверху которого подхорубы с газом высокого давления. Внизу же котла отходит труба низкого давления, направляясь к турбо-компрессору, который вновь доводит давление до требуемой величины и гонит газ в трубу к дюзе вверху котла. Благодаря вырыванию газа из дюзы, в котле происходит реакция, служащая движущей силой корабля, как это бывает у ракет, с тою лишь разницей, что, благодаря круговому процессу, не происходит траты вещества (правильность этой идеи лежит на совести автора проекта).

Противоречие этой идеи законам механики, однако, не лишает интереса второй идеи Улинского, именно, устройства электронных эжекторов, которые своим реактивным действием уподобляют корабль ракете, но вместо газов, продуктов взрыва горючего вещества, из дюз вырываются электроны, извергающиеся из катодных отправителей и являющиеся результатом действия солнечной энергии, превращенной в электрическую, на малые количества вещества.

Для приведения в действие эжекторов необходимо напряжение в 250 000 вольт. Ток прерывистый, при чем, чем меньше время действия тока по сравнению с паузой, тем лучше. Первичный постоянный ток превращается в ток высокого напряжения требуемой частоты при помощи газового центробежного прерывателя.

Соленоид трансформатора занимает половину помещения для ранее описанного котла. Ось соленоида направлена вдоль корабля; благодаря соленоиду образуется сильное магнитное поле, и в результате появляются катодные лучи.

Каждый из эжекторов, расположенный вокруг корабля, состоит из трех частей. Катод всунут в соленоид и при помощи особого нагревающего диска сильно раскален. Соленоид, при помощи второй батареи, производит электро-магнитное поле. Когда между обоими возникает ток требуемого напряжения, то от раскаленного катода вылетают электроны по силовым линиям анодного соленоида и достигают важнейшей части устройства – главного катода. Между ним и анодом проходит ток, напряжением 250 000 вольт, который гонит электроны из вольфрамовой спирали, наполненной амальгамой бария. Эти электроны в громадном количестве и с громадным ускорением вылетают из эжекторов.

Чтобы преодолеть вес подобного корабля в 3 000 кг вблизи Земли, достаточно расхода на электроны 5 г материи (ртутный препарат) в секунду. Этот расход уменьшается по мере удаления корабля от Земли.

Рис. 83. Ф. А. Улинский.

Если корабль поднимается с ускорением 15 м в сек²., то по истечении 1 800 сек. он достигнет параболической скорости, достаточной, чтобы покинуть Землю. Для этого достаточно израсходовать 15 кг материи, тогда как в обычной ракете в 3 т полезного веса потребуется горючего 150 т.

Если такой корабль будет построен, то при помощи электронных эжекторов он сможет лететь только в безвоздушном пространстве. Пролететь же сквозь земную атмосферу он должен при помощи реактивной установки с дюзой (что, несмотря на уверения автора, невозможно).

Ф. Улинский (рис. 83) родился в 1890 г., в Блосдорфе (Меран) и принадлежит к старинному польскому знатному роду. Учился он в гимназии в Велльсе и сдал экзамен на аттестат зрелости в Линце. В 1910 году он поступил, как доброволец, на военную службу и пробыл год офицером, служа в продовольственной части. Одновременно он самоучкой знакомился с техникой. Во время войны, благодаря своим работам по конструированию газовой турбины, он был переведен в австро-венгерский авиоотряд и командирован в высшую техническую школу в Вене.

Рис. 84. Модель корабля Улинского.

Далее он, в качестве технического офицера, был назначен руководителем работ моторного авио-завода в Фишаменде. В это время он начал заниматься проблемой межпланетных сообщений, изобрел дифференциальный парашют большой грузоподъемности, а во время переворота и после него служил в разных предприятиях в качестве инженера. За время своей подвижной жизни он произвел ряд практических исследований над поглощающими, холодильными автоматами большой мощности, что затем послужило ему толчком к составлению проекта космического корабля, с использованием идеи температурных разностей, и к мысли осуществить полет в мировое пространство.

Улинский, повидимому, начал работать над созданием проекта ракетного корабля еще в 1901 году. По крайней мере, на выставке межпланетных аппаратов в Москве в 1927 г. были выставлены модель и схема его аппарата, отнесенная к 1901 году, с указанием, что в качестве горючего, он применяет полезную пыль. (рис. 84). Подробности расчета кораблей Улинского см. в статье Tuida von Picquet „Die sendabaren Wege zur Realisierung der Weltraumfahrt". Leipzig. 1928.

Ракетный корабль Рокенфеллера.

Под влиянием идей Улинского, Рокенфеллер опубликовал в Германии в 1926 г. свой проект шарообразного ракетного корабля, по внешней форме и по устройству похожего на таковой же Улинского.

На рис. 85 и 86 изображены разрез и наружный вид корабля. Хотя описания его автором не дается, но можно думать, что потоки извергающихся продуктов горения выступают из отверсгий, расположенных в экваториальном поясе корабля. Три отростка снизу служат опорами.

Электронные ракеты Ганса Доминика.

Рис. 85 Ракетный корабль Рокенфеллера: разрез.

Полеты в ракетах, движущихся силою реакции электронов, извергающихся из них послужили темою для романа Г. Доминика «Наследие уранидов». Автор описывает три ракеты такого типа:

1. Ракету гениального изобретателя Горма.

2. Ракету американца Роберта Ли.

3. Ракету американца Гаррода.

Основной принцип устройства был открыт Гормом, которому удалось сконструировать двигатель, из которого извергались электроны со скоростью света.

Все три корабля летят на Венеру, куда благополучно и прибывают. Скорость полета достигала одного – 600 км, а другого – 1200 км в секунду.

На Венере путешественники находят покинутый обитателями неизвестный другой космический корабль, принадлежавший уранидам – жителям планет другой солнечной системы. Этот корабль отличался от вышеупомянутых земных кораблей размерами (в 2 раза больше) простотой устройства и большею скоростью. Кроме того, он был выстроен из необычайно прочного и легкого материала, повидимому, соединения двух газов.