Страница 20 из 45
Идея передачи сигналов с помощью лучей света довольно стара. Пожалуй, наиболее ярко и красочно, чем кто-либо другой, ее рассмотрел француз Камиль Фламмарион. Совсем недавно, как это следует из нескольких номеров «Нью-Йорк таймс», и проф. У.Г. Пикеринг выдвинул предложение, заслуживающее внимательного изучения.
Солнечное излучение, воздействующее на Землю перпендикулярно земной поверхности, составляет восемьдесят три футо-фунта на квадратный фут в секунду. Это воздействие, измеренное по принятой стандартной шкале, оказывается немногим больше ноля целых пятнадцати тысячных одной лошадиной силы. Но лишь 10 процентов от этого числа дают световые волны. К тому же длина этих волн настолько различается, что это делает невозможным их непосредственное применение с максимальной выгодой. Потери мощности так же неизбежны и в случае использования зеркал, сила отраженного ими солнечного света едва превысит величину 5,5 футо-фунта на 1 квадратный фут в секунду, или примерно одну сотую одной лошадиной силы.
Ввиду таких небольших величин для проведения эксперимента потребовалась бы отражающая поверхность площадью по меньшей мере в одну четверть миллиона квадратных футов. Для достижения наибольшего эффекта эта поверхность, конечно, должна иметь форму круга, а исходя из экономических соображений, для того чтобы отвечать требованиям дешевого производства, она должна быть образована довольно небольшими по размерам зеркалами.
Некоторые из экспертов выдвинули идею о том, что отражатель небольшого размера был бы столь же эффективен, как и большой. Это справедливо в некоторой степени, но лишь применительно к гелиографической передаче сигналов на небольшие расстояния, когда площадь пространства, подверженного воздействию отраженного луча, не будет значительно больше площади зеркала. В случае передачи сигналов на Марс данный эффект будет прямо пропорционален величине совокупной площади отражения. Если эта величина равнялась бы одной четверти миллиона квадратных футов, то мощность отраженного солнечного света должна была бы составлять примерно 2500 лошадиных сил.
Едва ли необходимо говорить, что эти зеркала должны быть чрезвычайно аккуратно отшлифованы и отполированы. Не может быть и речи о том, чтобы использовать обычные зеркала массового производства, как это предлагалось. На таком огромном расстоянии несовершенство поверхности зеркал неизбежно повлияло бы на их эффективность. Более того, чтобы вращать зеркала по типу гелиостата, потребовалось бы задействовать дорогостоящий точный механизм. Кроме того, потребовалось бы обеспечивать защиту конструкции от разрушительного атмосферного воздействия. Весьма сомнительно, чтобы столь внушительную по размерам конструкцию можно было бы соорудить, затратив лишь 10 000 000 долларов, однако это соображение имеет второстепенное значение в аргументации.
Если бы отраженные лучи были параллельными, а небесные тела не имели бы атмосферы, то не было бы ничего проще, чем передавать на Марс световые сигналы. Существует признаваемая физиками непреложная истина - пучок параллельных световых лучей, проходя в вакууме, освещал бы участок поверхности с одинаковой интенсивностью независимо от того, как близко или далеко находилась бы она от источника света. Говоря иначе, при передаче световой энергии в вакууме или в межпланетном пространстве не происходит ее ощутимых потерь. Дело обстоит следующим образом: если бы нам удалось пробиться сквозь «тюремную стену» земной атмосферы, мы смогли бы четко различить самый малый объект на самой далекой звезде -такова среда, заполняющая вселенную, невероятно разреженная, свободная от частиц, неподвижная и эластичная.
Обычно солнечные лучи считают параллельными, и это действительно так, но лишь для короткого отрезка их траектории, вследствие огромного расстояния, на которое посылает их светило. Однако световое излучение идет с расстояния 93 000 000 миль и посылается сферическим небесным телом диаметром 865 000 миль. Поэтому большинство лучей будет падать на зеркала под углом менее 90 градусов, результатом чего окажется соответственное отклонение отраженных лучей. Благодаря равенству углов падения и отражения произойдет следующее: если Марс отделяет от Земли расстояние, равное половине дистанции от Земли до Солнца, то отраженные от Земли солнечные лучи, достигнув поверхности Марса, покрыли бы там участок площадью, равной примерно одной четвертой площади солнечного диска, или, говоря языком округленных цифр, 147 000 000 000 квадратных миль, что было бы приблизительно в 16 400 000 000 раз больше общей площади зеркал. А это означает, что интенсивность светового излучения, достигшего Марса, была бы во столько же раз меньше.
Конкретизируя данную идею, можно утверждать, что свет, который нам дает Луна, оказывается в 600 000 раз слабее, чем солнечный свет. Соответственно даже в чисто теоретических условиях, рассмотренных выше, конструкция Пиккеринга сможет дать всего лишь световое излучение в 27 400 000 раз слабее лунного света в фазе полнолуния, или в 1000 раз слабее светового излучения Венеры.
Данные расчеты базируются на предположении о том, что на пути отраженных лучей не будет ничего, кроме разреженной среды, заполняющей собой космическое пространство. Однако у планет имеется атмосфера, которая преломляет и поглощает лучи.
На Земле мы видим отдаленные объекты не так отчетливо, но различаем звезды еще долго после того, как они скрылись за горизонтом, - и все это благодаря преломлению и поглощению солнечных лучей, проходящих сквозь слой воздуха. И хотя данные явления невозможно точно рассчитать, несомненно одно: атмосфера - это основная помеха, препятствующая исследованию заоблачных небес.
Можно разместить наши обсерватории на высоте одной мили над уровнем моря там, где троекратно снижена плотность вещества, сквозь которое приходится проходить лучам на их пути к поверхности планеты. Но выигрыш от такого подъема вследствие снижения плотности воздуха на высоте оказывается сравнительно небольшим. Какой шанс того, что отраженные лучи, мощность которых снизится до величины гораздо меньшей, чем рассчитанная здесь, могли бы использоваться для передачи сигналов, видимых на Марсе? И хотя я не могу отрицать такой возможности, все свидетельства говорят об обратном.
Лоуэлл, хорошо подготовленный и неутомимый астроном, избравший своей специальностью изучение Марса, работая в идеальных условиях, не смог тем не менее различить световой эффект такой же мощности, которую, как предполагалось, сможет обеспечить сигнальная машина. Фобос, меньший из двух спутников Марса, диаметром от 7 до 10 миль, может быть виден лишь в те короткие временные интервалы, когда его планета находится в противостоянии. Этот спутник дает нам пример объекта площадью примерно в пятьдесят квадратных миль, отражающего солнечный свет, по крайней мере, столь же хорошо, как это делает Земля. Мощность этого света оказывается равной величине, чуть меньшей, чем одна двадцатая от мощности зеркала.
Говоря иначе, сходного эффекта на данной дистанции можно было бы достичь с помощью зеркал общей площадью в четыре квадратные мили, а это значит, что в случае размещения таких зеркал на Земле будет достаточно, чтобы их площадь составляла две квадратные мили, поскольку сюда будет падать в два раза более яркий солнечный свет. Сейчас площадь у отражающей поверхности Фобоса в 222 раза больше, чем у предлагаемого рефлектора стоимостью десять миллионов долларов, и все же данный спутник Марса едва различим. Бесспорно, наблюдение за Фобосом является нелегким делом из-за яркости отраженного его планетой-матерью солнечного света. Впрочем последнее компенсируется тем фактом, что в космическом вакууме отраженные.
Фобосом лучи солнечного света не испытывают там такого большого ослабляющего воздействия в виде 115 их рассеивания и преломления, какое наблюдается в земной атмосфере.
Полагаю, всего сказанного достаточно для того, чтобы убедить читателя в том, что от обсуждавшегося выше плана мало чего стоит ждать. Совершенно очевидно, что для его осуществления потребуется производство зеркал, способных отражать солнечный свет в виде параллельных лучей. В настоящее время подобная задача не по силам человечеству, впрочем, никто не может заранее объявить ее или что-либо иное невозможным, говоря о будущих достижениях человека.