 |
|
ЩО МІГ БИ РОЗПОВІСТИ МІСЯЦЬ
Спостерігач, який мав би над усяку міру гострий зір і робив би свої спостереження з невідомого центра, що навколо нього обертається світ, міг би побачити, як міріади атомів наповнювали простір у ту епоху, коли ще утворювався всесвіт. Але поступово, протягом століть, відбулися зміни. Ці атоми з'єдналися хімічно, відповідно до свого тяжіння, перетворилися на молекули (часточки) й утворили туманності, які вкривають усе небо.
Туманності відразу почали обертатися навколо своєї осі. Вісь також почала обертатися навколо себе й поступово згущувалась. За непохитними законами механіки із зменшенням об'єму маси від згущення обертальний рух прискорювався, і внаслідок цих двох дій у центрі туманності утворилась основна зоря. Інші часточки туманності мають таку саму властивість, як і їх основна зоря, тобто вони згущуються від постійного обертального руху і згодом перетворюються на зорі. Туманності саме так і виникли.
Одну з цих туманних плям назвали «Млечною Путтю»[14]; вона має 18000 000 зір, з яких кожна зробилася центром свого світу. Якби можна було розрізнити серед цих 18 000 000 зір одну й не дуже блискучу, ту, яку звичайно називають Сонцем, можна було б, так би мовити, «в мініатюрі» простежити всі явища утворення світу.
Справді, це Сонце, яке було б ще в газоподібному стані і складалося з рухомих часточок, оберталося б навколо своєї осі, щоб закінчити згущення. Цей рух за законом механіки прискорювався б із зменшенням об'єму до того моменту, коли відцентрова сила перемогла б інші явища: молекули, які були в площині екватора, відірвалися б, немов каміння, кинуте пращею, і утворили б навколо Сонця кілька концентричних кілець, подібних до кілець Сатурна. Ці кільця, обертаючись навколо центральної маси, знов‑таки розірвалися б і роздрібнилися на другорядні туманності, тобто планети.
Коли б спостерігач зосередив всю свою увагу на цих планетах, ми побачили б такі самі процеси, як у Сонці, і помітили б утворення космічних кілець, з яких утворилися другорядні зорі, звані супутниками[15].
Таким чином, у цих переходах від атомів до молекул, від молекул до туманності, від туманності до зоряної купи, від неї до основної зорі, від основної зорі до Сонця, від Сонця до планет, від планет до супутника, – постає перед нами картина змін, яких зазнали небесні тіла від початку[16]всесвіту. Сонце, що нам здається найбільшим у величезному світі зір, є, як доводять найновіші наукові дані, тільки часточкою Млечної Путі. Для нас Сонце справді велике, бо воно в 1 400 000 разів більше від Землі. Навколо нього обертається 8 планет[17], які утворилися з його маси. Якщо перелічувати планети, починаючи від найближчої до Сонця, то це будуть Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Крім того, між Марсом і Юпітером обертаються інші менші тіла, мабуть, уламки планет, які роздробилися на шматки. Тепер їх відомо багато сотень[18].
Деякі супутники Сонця – планети, що їх Сонце тримає за законом тяжіння, мають і собі супутників. Нептун має одного, Уран – 4, Сатурн – 10, Юпітер – 9, Марс – 2, Земля – 1, Венера та Меркурій супутників не мають.
Цей єдиний супутник Землі, чи не найменш важливий у сонячному світі, зветься Місяцем, і саме його відважні янкі мали намір завоювати.
Нічне світило, своєю відносною близькістю і виглядом своїх швидко поновлюваних різноманітних фаз, поряд із Сонцем, з давніх‑давен привертало до себе увагу жителів Землі.
Але Сонце втомлює зір, і блиск його світла змушує тих, що ним милуються, заплющувати очі.
Білява Феба (так називали стародавні греки Місяць), навпаки, ближча до людей, дозволяє їм дивитися на свою скромну красу; вона приємна для ока, не така гордовита, як її променистий брат – Аполлон, хоч і затемнює іноді його, не бувши ніколи затемненою ним.
Давні народи ставилися до цього світила з особливою пошаною. Єгиптяни звали його Ізідою; фінікійці – Астартою; греки шанували Місяць під іменами Селени або Феби, дочки Лето ї Зевса, і пояснювали його затемнення тим, що він іноді відвідував Ендіміона, засудженого спати все своє життя в печері. Згідно з старовинним міфом, немейський лев, якого подолав Геракл, перед тим як спуститися на землю, бігав на полях Місяця. Грецький поет Агезіанакт, на якого посилався Плутарх, вихваляв у своїх віршах красу очей, носа і рота променистої Селени. Проте, якщо давні народи добре розумілися на властивій Селені вдачі з міфологічного погляду, то навіть найученіші серед них залишалися невігласами в науці про Місяць, у селенографії.
Проте багато астрономів давніх епох зробили деякі спостереження над особливостями Місяця, і їх висновки підтверджуються сучасною наукою. Всупереч твердженням жителів Аркадії, ніби вони вже жили на Землі, коли ще Місяця не існувало; всупереч одному такому, Татію, який вважав Місяць за уламок сонячного диска; всупереч Клеархові, учневі філософа Арістотеля, який вважав Місяць за дзеркало, де відсвічувала поверхня океану, а також і тим, які вважали його за випари Землі або за напіввогняну і напівкрижану кулю, що оберталася навколо себе, – були вже й такі вчені, які за допомогою дотепних спостережень і без оптичних приладів відгадали більшість законів, що керують нашим супутником. Так, Фалес із Мілета, року 460 до нашої ери, висловив думку, що Місяць освітлюється Сонцем. Арістарх з острова Самоса подав правильне пояснення місячних фаз[19]. Клеомен зазначив, що Місяць сяє відбитим світлом. Халдеєць[20]Бероз відкрив, що тривалість обертання Місяця навколо своєї осі дорівнює тривалості його обертання навколо Землі, і цим з'ясував, чому Місяць завжди повернутий до Землі тим самим боком. Нарешті, Гіппарх, за два століття до нашої ери, відкрив деякі нерівномірності в русі супутника Землі.
Ці дані згодом були стверджені й використані пізнішими астрономами. Птолемей у II ст. після нашої ери та арабський учений Абуль‑Вафа у X ст. доповнили спостереження Гіппарха над нерівномірністю обертань Місяця, який рухається хвилясто під впливом Сонця. Згодом Копернік у XV ст. і Тіхо‑Браге в XVI ст. цілком з'ясували будову сонячної системи і ту роль, яку відіграє Місяць серед небесних тіл. На той час рух Місяця був приблизно визначений, але про фізичні властивості цього світила знали ще мало. Тоді Галілей пояснив світлові явища, помітні під час деяких фаз Місяця, існуванням гір, середню висоту яких він визначив у 8 000 метрів. Після нього Гевелій, астроном з Данціга, зменшив максимальну висоту до 5 000 метрів, але його сучасник Річчолі довів її до 14 000 метрів.
Гершель наприкінці XVIII ст., згідно з показами свого могутнього телескопа, значно змінив усі ці розміри. За його визначенням, найвищі місячні гори мали 3 700 метрів, а середня їх висота дорівнювала 800 метрів. Але, як виявилось, і Гершель помилявся.
Завдяки працям пізніших учених висота гір Місяця тепер вже цілком відома. Бер і Медлер виміряли 905 гір, з яких 6 мають висоту 500 метрів, 22 – 4 500 метрів. Найвища гора досягає 7 500 метрів.
Поряд із цим поширювалися інші відомості про Місяць. Виявилося, що на ньому багато кратерів[21], і його вулканічні властивості підтверджувалися з кожним спостереженням. Через відсутність рефракції (заломлення) проміння планет, які Місяць закриває, вирішили, що там майже зовсім немає атмосфери. Така відсутність повітря приводить до відсутності води. Отже, стало зрозумілим, що селеніти, якби вони там виявились, неодмінно мали б зовсім інший вигляд порівняно до жителів Землі.
Зрештою, завдяки новим способам дослідження і значно досконалішим приладам, на поверхні Місяця не залишилося ні одної невідомої точки, хоч його діаметр дорівнює 3 470 кілометрам (трохи більше 1/2 радіуса Землі), а поверхня становить 1/13 земної поверхні і об'єм його дорівнює 1/49 об'єму Землі.
Уважні спостерігачі помітили, що коли Місяць буває повний, на ньому з'являються білі лінії, а під час чвертей – чорні. Вченим удалося вияснити природу цих явищ. Це, власне, – довгі й вузькі борозни між паралельними колами, що звичайно межують з краями кратерів; борозни ці – від 18 до 180 кілометрів завдовжки й 1 500 метрів завширшки. Астрономи не могли визначити, чи то були висохлі русла колишніх річок, чи щось інше. Так само нез'ясованою залишалася природа паралельних валів, виявлених на поверхні Місяця мюнхенським професором Грютгузеном. Ці два останні питання, так само як і ряд інших, могли б бути остаточно розв'язані після встановлення зносин з Місяцем.
Щодо сили місячного світла, то навряд чи вдалося б довідатися про щось нове; відомо, що вона в 3 000 разів слабіша за силу сонячного світла і що тепло його проміння не впливає помітно на термометр; нарешті, явище, відоме під назвою попелястого світла, природно пояснюється тим, що Земля під час першої й останньої чвертей відбиває на Місяць сонячне світло.
Такі були відомості про супутника Землі, коли Гарматний клуб вирішив доповнити їх з космографічного[22], геологічного, політичного і морального боку.
Проект Барбікена викликав поряд з ентузіазмом загальне бажання вивчати Місяць. Здавалося, ніби Місяць вперше з'явився на горизонті і доти ще ніхто його не бачив. Наукові видання спеціально розглядали проблеми, пов'язані з проектом Гарматного клубу. Вони передрукували листа Кембриджської обсерваторії і дали пояснення до нього.
Широка публіка доти зовсім не уявляла собі, як це можна було обчислити відстань від Землі до Місяця. Газети й журнали з цього приводу з'ясували неукам, що віддаль визначається вимірюванням паралаксу Місяця. Щоб слово «паралакс» не справляло на публіку неприємного враження, їй пояснювали, що це той кут, який утворюється двома прямими лініями, проведеними від кінців земного радіуса до Місяця. Щоб ні в кого не виникло сумніву в точності обчислень, заявляли, що середня відстань від Землі до Місяця дорівнює 382 000 кілометрам і астрономи могли помилитися лише на якість 130 кілометрів.
Хто не знав рухів Місяця, того інформували, що світило має два рухи, а саме – обертання навкруг осі та навкруг Землі, причому обидва рухи відбуваються за однаковий час – приблизно за 27 днів з третиною. Внаслідок обертання навкруг осі на Місяці відбувається зміна дня і ночі, але там буває лише один день і одна ніч протягом цілого місяця, а місяць там триває 354 1/3 земної години. На щастя, поверхня Місяця, обернена до Землі, освітлюється з силою, яка дорівнює світлу від чотирнадцяти Місяців На тому боці, якого ми не бачимо, 354 години триває суцільна ніч, коли не брати до уваги блідого світла від далеких зірок. Це явище залежить від одноразовості обох обертань. Воно властиве й супутникам усіх інших планет.
Дехто не розумів спершу, як це Місяць обертається навкруг своєї осі і все‑таки обернений до Землі завжди тим самим боком. Таким людям казали: «Підіть у свою їдальню і обійдіть навколо стола, весь час дивлячись на його центр. Поки ця прогулянка закінчиться і ви стоятимете на тому місці, звідки її почали, ви неодмінно зробите один оберт навколо себе. Ну, от маєте: кімната – небо, стіл – Земля, а Місяць – це ви». І їх приводило в захват таке порівняння.
Отже, Місяць завжди обернений до Землі тим самим боком; проте для більшої точності треба додати, що через особливе хитання з півночі на південь і з заходу на схід, яке зветься вібрацією (коливанням) Місяця, можна бачити трохи більше за половину його диска, а саме 0,57 його.
Коли навіть неосвічені люди дізналися про Місяць і його рух навкруг осі, вони, природно, зацікавились його рухом навколо Землі, і тоді не менш як 20 наукових журналів поспішили подати їм докладні відомості. Всі довідалися, що небо з його незліченними зорями можна вважати за колосальний сонячний годинник, по якому проходить Місяць, показуючи справжні години жителям Землі; від цього руху залежать різні фази нічного світила; повна фаза буває, коли Місяць стоїть напроти Сонця, тобто коли всі три небесні тіла розміщені на одній лінії і Земля посередині; новомісяччя[23]буває тоді, коли Місяць стоїть між Землею і Сонцем і, нарешті, Місяць буває в першій і останній чверті, коли прямі лінії, що йдуть від центра Місяця і Землі, утворюють між собою прямий кут.
Про висоту, якої може досягти Місяць над горизонтом, вже була мова в листі Кембриджської обсерваторії. Ця висота буває різна, залежно від географічної широти місцевості, де проводять спостереження. Єдина смуга Землі, де Місяць досягає зеніту, тобто міститься якраз над головою своїх глядачів, це зона між 28° південної і північної широти. Саме через те й було дано пораду провадити експеримент на якомусь місці цієї частини земної кулі, щоб снаряд можна було випустити перпендикулярно і позбутися якнайскоріше впливу земного тяжіння. Це була неодмінна умова успіху справи, яка не переставала цікавити громадську думку.
Відносно лінії, по якій відбувається обертання Місяця навкруг Землі, Кембріджська обсерваторія вже пояснила, що це не коло, а овал, або, точніше, еліпс, в одному з фокусів якого міститься Земля. Еліптичні орбіти властиві всім планетам, так само як і всім супутникам, і механіка доводить з усією точністю, що інакше й не може бути. Зрозуміло, що Місяць у своєму апогеї буває далі від Землі, а в перигеї ближче. Ось що повинен був, хоч‑не‑хоч, знати кожен і чим ніхто не міг нехтувати.
А члени Гарматного клубу мріяли тільки про те, як би послати військо на завоювання цього нового континенту в повітрі і на найвищій його верховині поставити свій прапор з поздовжніми смугами і зірками Сполучених Штатів Америки.
Розділ VI
ПИТАННЯ ПРО СНАРЯД
Кембріджська обсерваторія у своєму листі від 7 жовтня розглянула питання з астрономічного боку; відтепер справа полягала в тому, щоб розв'язати його технічно. Президент Барбікен, не гаючи часу, призначив із членів Гарматного клубу Виконавчий комітет. Цей комітет мусив протягом трьох засідань з'ясувати три великі питання: про гармату, про снаряд і про порох. Комітет складався з чотирьох членів, дуже обізнаних з цими речами. До нього ввійшли: сам Барбікен, що мав вирішальний голос, якби голоси поділилися, генерал Морган, майор Ельфістон і, нарешті, шановний Дж. Т. Мастон, на якого були покладені обов'язки секретаря‑доповідача.
8 жовтня комітет зібрався в квартирі президента Барбікена: Балтімора, Ріпаблікенстріт № 3. Оскільки було дуже важливо, щоб шлунок не переривав своїми скаргами таку серйозну дискусію, чотири члени Гарматного клубу зайняли місця навколо стола, заставленого сандвічами[24]і чималими чайниками. Як тільки Дж. Т. Мастон пригвинтив ручку з пером до свого залізного гачка, розпочалося засідання. Барбікен узяв слово.
– Мої дорогі колеги, – говорив він. – Ми повинні розв'язати одну з найважливіших проблем балістики, цієї науки, що переважно вивчає питання про рух снарядів, тобто тіл, кинутих у простір силою якогось поштовху і потім полишених на самих себе…
– О, балістика, балістика! – з захватом вигукнув Дж. Т. Мастон.
– Можливо, було б логічніше, – вів далі Барбікен, – присвятити це перше засідання обговоренню гармати…
– І справді, – зауважив генерал Морган.
– Проте, – продовжував Барбікен, – після довгих міркувань мені здалося, що питання про снаряд має бути поставлене раніше за питання про гармату, і що розміри гармати повинні залежати від розмірів снаряда.
– Я прошу слова! – крикнув Дж. Т. Мастон.
Слово йому було дане, бо він заслужив цього своїм славним артилерійським минулим.
– Мої достойні друзі! – сказав він з натхненням. – Наш президент має рацію, ставлячи питання про снаряд найпершим. Адже ядро, яке ми пустимо на Місяць, це наш вісник, наш посланець! І я прошу вашого дозволу розглянути це питання і цей снаряд з громадського, з суто морального погляду.
Цей новий погляд на гарматний снаряд особливо вразив і зацікавив членів комітету; вони з великою увагою слухали Дж. Т. Мастона.
– Мої дорогі колеги! – продовжував він. – Я говоритиму стисло. Я залишу осторонь фізичне ядро, тобто ядро, яке вбиває. Буду говорити лише про математичне ядро, моральне. Ядро, на мою думку, є найблискучіший вияв людської могутності, саме в ньому вона вся підсумовується, саме створивши його, людина досягла висот свого генія.
– Дуже добре! – сказав майор Ельфістон.
Дж. Т. Мастон був у захопленні; його голос набирав ліричного відтінку, співаючи цей гімн ядру.
– Бажаєте цифр? – продовжував він. – Ось вам, маєте дуже красномовні. Візьміть скромне ядро на 12 кіло вагою; воно рухається в 800 000 разів повільніше за електрику, у 740 разів повільніше від світла, у 66 разів повільніше, ніж Земля у своєму обертальному русі навкруг Сонця. Проте, вилітаючи з гармати, воно перевищує швидкість звуку[25].
Гучні «ура» викликала ця пишна промова, а зворушений Дж. Т. Мастон сів серед бурхливих привітань своїх колег.
– Тепер, – сказав Барбікен, – оскільки ми вже віддали данину поезії, приступимо до самої справи.
– Ми вже готові, – відповіли члени комітету, ковтаючи по півдюжині сандвічів.
– Ви знаєте, яку проблему ми маємо розв'язати, – вів далі президент. – Треба надати снарядові швидкість 11 000 метрів на секунду. Я маю підстави думати, що це нам удасться. Але тепер слід розглянути швидкості, яких вже досягнуто. Генерал Морган допоможе нам у цьому.
– Це мені неважко зробити, – відповів генерал, – бо під час війни я був членом комісії для випробування гармат і снарядів. Скажу вам, що гармата Дальгрена, яка стріляла на відстань 5 000 метрів, надавала своєму снарядові початкову швидкість в 500 метрів на секунду.
– Гаразд. А колумбіада[26]Родмана? – запитав президент.
– Колумбіада Родмана, випробувана у форті Гамілтон, біля Нью‑Йорка, випускала снаряд вагою півтонни на відстань 12 кілометрів, з початковою швидкістю 800 метрів на секунду – результат, якого не могли добитись Армстронг і Пеллізер в Англії.
– Оці мені англійці! – промовив Мастон, загрозливо хитнувши на схід, у бік Англії, своїм залізним гачком.
– Отже, – зауважив Барбікен, – 800 метрів на секунду – це найбільша початкова швидкість, досягнута поки що гарматним снарядом?
– Так, – відповів Морган.
– Зауважу до цього, – заявив Мастон, – що коли б моя мортира не розірвалася…
– Авжеж, але вона розірвалася, – відповів Барбікен з доброзичливим жестом. – Отже, візьмемо за вихідний пункт цю швидкість – 800 метрів. Треба збільшити її у двадцять разів. Відкладаючи до іншого засідання обговорення способів, як досягти такої швидкості, я зверну вашу увагу, мої дорогі колеги, на розміри, що їх слід надати ядру. Ви, певна річ, розумієте, що тут доводиться вже говорити про ядро вагою в кілька тонн.
– Чому це? – спитав майор.
– Бо ядро, – відповів жваво Дж. Т. Мастон, – повинно бути таким великим, щоб привернути увагу жителів Місяця, коли вони справді існують.
– Так, – відповів Барбікен, – і з іншої причини, ще важливішої.
– Що ви хочете сказати, Барбікен? – спитав майор.
– Я хочу сказати, що не досить тільки послати снаряд і більше ним не турбуватися. Треба, щоб ми за ним стежили протягом його перельоту, доки він влучить у ціль.
– Он як! – зауважили генерал та майор, трохи здивовані цією пропозицією.
– Без сумніву, – сказав упевнено Барбікен, – без сумніву, бо інакше наша спроба не матиме наслідків.
– Але, – заперечив майор, – ви збираєтесь надати цьому снарядові гігантських розмірів?
– Ні. Вислухайте мене уважно. Ви знаєте, що оптичні прилади досягли великої досконалості; з допомогою деяких телескопів уже спромоглися дістати збільшення в 6 000 разів і наблизити Місяць на 80 кілометрів. На цій відстані предмети в двадцять метрів висоти чудово видно. Коли досі ще не застосовано телескопів більшої сили, то це тільки через те, що така сила вже заважатиме ясності, і Місяць, який є ніби дзеркалом Сонця, не посилає досить інтенсивного світла, щоб можна було вивести збільшення за ці межі.
– Гаразд. Що ж ви зробите? Ви надасте вашому ядру діаметр двадцять метрів?
– Зовсім ні.
– Чи ви зробите Місяць яскравішим?
– Саме так!
– Оце здорово! – скрикнув Мастон.
– Так, це дуже просто, – відповів Барбікен. – Справді, якщо мені вдасться зменшити товщину атмосфери, яку проходить місячне світло, то чи не стане це світло яснішим?
– Очевидно.
– Гаразд! Щоб досягти такого результату, мені досить встановити телескоп на якійсь високій горі. Це саме ми й зробимо.
– Здаюсь, здаюсь, – відповів майор. – Ви чудово вмієте спрощувати задачі… І якого збільшення сподіваєтесь ви досягти таким способом?
– Збільшення в 48 000 разів, і воно наблизить Місяць на відстань 10 кілометрів. Щоб побачити предмет на такій відстані, він повинен мати близько 2,9 метра в діаметрі.
– Точнісінько так.
– Дозвольте, однак, зауважити, – сказав майор Ельфістон. – Вага ядра буде така велика, що…
– О, майоре, – відповів Барбікен, – перш ніж ми почнемо обговорювати його вагу, дозвольте мені сказати, що вже наші батьки робили гідні подиву речі такого роду. Я дуже далекий від того, щоб запевняти, що балістика не прогресувала відтоді, але слід було б знати, що й у середні віки були досягнені результати дивовижні і, дозволю собі додати, ще дивовижніші, ніж наші.
– Ну, ще чого! – з сумнівом зауважив Морган.
– Обгрунтуйте ваші слова! – підхопив Мастон.
– Немає нічого простішого, – спокійно відповів Барбікен. – Я маю приклади на підтвердження сказаного мною. Так, під час облоги Константинополя турецьким султаном Мухаммедом II, в 1543 році, на місто кидали кам'яні ядра вагою в 861,84 кілограма. Ви розумієте, яких розмірів були ці ядра?
– Ой, ой! – скрикнув майор. – 861,84 кілограма – це поважна цифра!
– Крім того, на острові Мальті, за рицарських часів, одна гармата кріпості Сент‑Ельма випускала ядра вагою понад тонну. Якщо ми спрямуємо всі наші зусилля на те, щоб збільшити вагу, то при сучасних успіхах науки подесятеримо вагу ядер мальтійських рицарів.
– Це очевидно, – відповів майор. – Але який метал гадаєте ви вжити для снаряда?
– Я думаю, просто чавун, – сказав генерал Морган.
– Фе! Чавун! – вигукнув Дж. Т. Мастон з глибокою зневагою. – Це вже занадто грубо для снаряда, який має призначення летіти на Місяць.
– Навіщо перебільшувати, мій шановний друже, – відповів Морган. – Чавун якраз хороший.
– Гаразд! – продовжував майор Ельфістон. – Через те що вага пропорціональна об'ємові, чавунне ядро в 2,9 метра діаметром матиме величезну вагу.
– Так, коли воно буде суцільне, і ні, коли воно буде порожнє, – сказав Барбікен.
– Порожнє? Це вже буде бомба.
– В яку можна буде покласти депеші, – додав Мастон, – і зразки наших земних виробів.
– Так, бомба, – відповів Барбікен. – Її нам і треба; суцільний снаряд у 2,9 метра діаметром важив би 100 000 кілограмів, але оскільки він, бувши порожнім, повинен водночас зберігати стійкість, я пропоную зробити його п'ятитонним.
– Які завтовшки будуть його стінки? – спитав майор.
– Якщо додержуватимемо правильної пропорції, – відповів генерал Морган, – то при діаметрі 2,9 метра стінки повинні бути завтовшки 65 сантиметрів.
– Це занадто, – заперечив Барбікен. – Візьміть до уваги, це ж не снаряд, що має пробивати броню; йому досить мати стінки, які могли б витримати тиск порохових газів. Отже треба вирішити: яку товщину повинен мати чавун, щоб бомба важила лише вісім тонн. Наш вправний математик, шановний Мастон, скаже нам про це.
– Нема нічого легшого, – озвався секретар комітету.
Він швидко написав кілька алгебраїчних формул на папері. Можна було бачити, як під його пером з'явилися тс й х у десятому степені і кубічний корінь. Нарешті, він сказав:
– Стінки матимуть приблизно п'ять сантиметрів.
– І цього буде досить? – спитав майор, наче він мав сумнів у цьому.
– Ні, – відповів президент Барбікен, – очевидно, недосить.
Тоді що ж його робити? – промовив розгублено Ельфістон.
‑. Взяти для снаряду якийсь інший метал, а не чавун.
– Мідь? – спитав Морган.
– Ні, вона ще важче; але я маю вам запропонувати щось краще.
– Що саме? – спитав майор.
– Алюміній, – відповів Барбікен.
– Алюміній?! – закричали разом три колеги президента.
– Звичайно, мої друзі. Ви знаєте, що один відомий французький хімік, Анрі Сент‑Клер‑Девіль, 1854 року видобув алюміній у чистому вигляді й достатній кількості. Цей метал такого самого кольору, як срібло, не змінюється, як і золото, має ковкість заліза і плавкість міді; його легко обробляти, він дуже поширенні у природі, бо становить основну складову частину всякої глини і багатьох інших гірських пород. Нарешті, він утроє легший від заліза, – це чи не найважливіша для нас властивість. Одне слово, він наче навмисне створений для того, щоб дати нам найкращий матеріал для нашого снаряда.
– Хай живе алюміній! – вигукнув секретар комітету, завжди дуже бурхливий у моменти захоплення.
– Але, мій дорогий президенте, – сказав майор, – чи не дуже висока тепер ціна на нього?
– Вона була висока, – відповів Барбікен. – У перші часи після його відкриття кілограм алюмінію коштував від 520 до 560 доларів, згодом ціна на нього знизилася до 70 доларів, а тепер кілограм його можна купити за 18 доларів.
– Але 18 доларів, – заперечив майор, який не легко здавався, – це все‑таки, величезна ціна.
– Без сумніву, мій дорогий майоре, але не така, щоб відмовитись від чудових властивостей алюмінію.
– А скільки важитиме снаряд? – спитав Морган.
– Ось результат моїх обчислень, – відповів на це Барбікен. – Снаряд у 2,9 метра діаметром і з товщиною стінок у 30 сантиметрів, зроблений із чавуну, важив би 33 720 кілограмів, а такий снаряд з алюмінію важитиме лише 9 625 кілограмів.
– Чудово! – вигукнув Мастон. – Це справді відповідає нашим планам.
– Чудово, чудово, – відповів майор. – Але хіба ви не знаєте, що при ціні 18 доларів за кілограм цей снаряд коштуватиме… – 173 250 доларів, це я прекрасно знаю. Але не бійтеся нічого, мої друзі: грошей нам не бракуватиме в нашій справі, за це я вам ручусь.
– Вони, мов дощ, посиплються в нашу касу, – зауважив Дж. Т. Мастон.
– Гаразд! То що ви гадаєте відносно алюмінію? – спитав президент.
– Ухвалити! – відповіли разом усі три члени комітету.
– Що ж до форми снаряда, – продовжував Барбікен, – то вона не така вже важлива, бо снаряд незабаром пройде атмосферу і летітиме в порожньому просторі. Отже, я пропоную кругле ядро, яке обертатиметься навкруг себе, коли йому сподобається, і поводитиметься, як йому захочеться.
Так закінчилося перше засідання комітету, на якому проблема снаряда була остаточно вирішена. Шановний секретар Дж. Т. Мастон уголос висловив свою радість з приводу ухвали послати селенітам алюмінійове ядро, «що дало б їм належне уявлення про жителів Землі».
Розділ VII
ІСТОРІЯ ГАРМАТИ
Рішення, ухвалені на першому засіданні комітету Гарматного клубу, справили велике враження на публіку. Деякі боязкі люди жахалися думки про випущене в простір ядро вагою понад дев'ять тонн. Питали, яка гармата зможе надати потрібної початкової швидкості такій масі. Протокол другого засідання комітету повинен був блискуче відповісти на це запитання.
Увечері другого дня чотири члени Гарматного клубу засідали перед новими горами сандвічів на березі справжнісінького чайного океану. Дискусія відразу поновилась і, цього разу, без патетичного вступу.
– Мої дорогі колеги! – сказав Барбікен. – Тепер ми візьмемось обговорювати питання про гармату: яку вона матиме форму, яку довжину, з чого буде зроблена та скільки важитиме. Можливо, що ми надамо їй гігантських розмірів; але хоч які будуть труднощі, гадаю, ми їх подолаємо. Вислухайте мене уважно і не скупіться на заперечення, якщо вони виникатимуть. Я добре обміркував питання і заперечень не боюсь.
Ця заява була зустрінута схвально.
– Згадаймо, – продовжував Барбікен, – на чому вчора ми припинили наше обговорення; сьогодні питання стоїть перед нами в такій формі: треба надати початкової швидкості в 11 кілометрів на секунду бомбі діаметром 2,9 метра і вагою близько десяти тонн.
– Справді, це і є наше завдання, – відповів майор Ельфістон.
– Я продовжую, – сказав Барбікен. – На ядро, пущене в простір, впливають три незалежні одна від одної сили: опір середовища, притягання Землі і сила поштовху, що надав руху снарядові. Розгляньмо ці три сили. Опір середовища, тобто опір повітря, не дуже важливий. Справді, висота земної атмосфери не перевищує 70 кілометрів[27]. Отже, маючи швидкість 11 кілометрів, снаряд пролетить цю відстань за шість секунд, а це такий короткий час, що опіром середовища можна знехтувати[28]. Тепер розгляньмо притягання Землі, тобто вагу ядра. Ми знаємо, що вага зменшується обернено пропорціонально квадратові відстані. Ви, мабуть, пам'ятаєте із курсу фізики: коли якесь тіло, полишене само на себе, падає на земну поверхню, воно рухається з прискоренням в 981 сантиметр на секунду[29]; але, коли б це саме тіло було на відстані 407 000 кілометрів, або, інакше кажучи, на віддалі від Землі до Місяця, швидкість його падіння зменшилася б майже до 1 міліметра на секунду. Це майже нерухомість. Ідеться саме про те, щоб поступово подолати цю дію ваги. Як ми цього досягнемо? Силою поштовху.
– Ось у чому головна трудність, – зауважив майор.
– Так, вірно, – погодився президент. – Але ми її переможемо, бо потрібний нам поштовх залежатиме від довжини гармати та від кількості пороху, коли, звичайно, вважати, що стіни гармати витримають тиск порохових газів. Отже, обміркуймо розміри гармати. Насамперед можна встановити, що сила опору стінок гармати може бути доведена до величезної, сказати б, необмеженої величини, бо гармата не призначена для пересування та маневрів.
– Це все очевидно, – обізвався генерал.
– Досі найдовші гармати – сказав Барбікен, – наші велетенські колумбіади, були не довші за 8 метрів; отже, розміри нашої гармати здивують багатьох людей.
– Авжеж! Без сумніву! – вигукнув Дж. Т. Мастон. – На мою думку, гармата повинна бути не менш як кілометр завдовжки!
– Кілометр? – вигукнули із здивованням майор і генерал.
– Так, кілометр, і це ще буде мало!..
– Ну, Мастоне, – відповів Морган, – ви перебільшуєте.
– Аж ніяк! – заперечив бурхливий секретар. – І я не розумію, чому ви мені закидаєте перебільшення.
– Бо ви залітаєте дуже далеко…
– Так знайте, пане, – відповів Дж. Т. Мастон з урочисто‑величним виглядом, – знайте, що артилерист, як і його снаряд, ніколи не може залітати дуже далеко!
Обговорення вже починало переходити в сварку, але тут у розмову втрутився президент.
– Заспокойтесь, мої друзі! Обміркуймо серйозно цю справу. Потрібна, певна річ, гармата надзвичайної довжини, бо довжина обумовлює силу напору на снаряд газів, що утворяться під ним у гарматі, але було б зайвим виходити за певні межі…
– Правильно, – сказав майор.
– Яких співвідношень додержують у таких випадках? Звичайно довжина гармати повинна бути в 20 або 25 разів більша діаметра ядра, а вага її у 235–240 разів більша за вагу його.
– Цього недосить! – вигукнув Дж. Т. Мастон із запалом.
– Погоджуюся, мій достойний друже, – відповів Барбі‑кен. – Справді, коли ми додержуватимемо цієї пропорції для снаряда діаметром 2,9 метра і вагою понад дев'ять тонн, то буде потрібна гармата лише в 75 метрів завдовжки і вагою в 3 600 тонн.
– Це просто смішно! – знову заперечив Мастон. – Краще вже взяти пістолет.
– Я гадаю так само, – відповів Барбікен, – і через це пропоную почетверити цю довжину й побудувати гармату на 300 метрів.
Генерал і майор зробили кілька заперечень; але, незважаючи на це, пропозиція Барбікена, палко підтримана секретарем Гарматного клубу, була остаточно ухвалена.
– Тепер, – сказав Ельфістон, – якої товщини надати стінкам гармати?
– Я гадаю: 1,9 метра, – відповів Барбікен.
– Ви, звичайно не думаєте встановити таку масу на лафет? – спитав майор.
– Це була б чудова річ! – зауважив Мастон.
– Але річ нездійсненна, – відповів Барбікен. – Ні, я мрію про те, щоб вилити цю гармату в самій землі; крім того, треба охопити її залізними кованими обручами та ще обмурувати товстими бетонованими стінами. Ці стіни, а також навколишній грунт, візьмуть участь у посиленні опору пороховим газам. А коли гармата буде вилита, її нутро має бути ретельно обточене й каліброване[30], щоб снаряд щільно прилягав до стінок, щоб газ марно не витрачався і вся сила пороху була використана на поштовх.
– Ура, ура! – вигукнув Мастон, – ми вже маємо нашу гармату.
– Ще ні! – відповів Барбікен, заспокоюючи дотиком руки свого нетерпеливого друга.
– А чому ні?
– Бо ми ще не обговорили її форму. Чи буде це гармата, чи гаубиця, чи мортира?
– Гармата! – сказав Морган.
– Гаубиця! – заперечив майор.
– Мортира! – скрикнув Мастон.
Одразу почалася жвава дискусія, в якій кожен вихваляв свою улюблену зброю, але президент перебив їх.
– Друзі мої, – сказав він, – я помирю вас. Наша колумбіада поєднуватиме в собі всі три види зброї. Це буде гармата, бо її порохова камера буде завширшки така, як і дуло. Це буде гаубиця, бо вона випустить бомбу. Нарешті, це буде мортира, бо її дуло буде поставлене під кутом у 90° до горизонту.
– Ухвалено, ухвалено! – відповіли члени комітету з гучними оплесками.
– Ще одне питання, – зауважив Ельфістон. – Чи буде ця наша гармата нарізною?
– Ні, – відповів Барбікен, – нам потрібна величезна початкова швидкість, але ви добре знаєте, що ядро виходить із нарізних гармат повільніше, ніж із тих, які мають не нарізне жерло.
– Це правда, – згодився генерал.
– Нарешті, справу вирішено! – додав Мастон.
– Ще не зовсім! – заперечив президент.
– Чому?
– А тому, що ми не знаємо ще, з якого металу буде зроблена гармата.
– Давайте вирішимо це негайно! – вигукнув невгамовний секретар.
– Я збирався запропонувати вам це.
Чотири члени комітету проковтнули кожний не менш як по дюжині сандвічів, запили їх відповідною кількістю чаю, і дискусія відновилась.
– Мої достойні колеги! – сказав Барбікен. – Наша гармата повинна бути дуже міцною, надзвичайно твердою, нетопкою у вогні, нерозчинною, неокиснюваною, стійкою проти роз'їдаючого діяння кислот.
– Щодо цього в нас нема ніякого сумніву, – заявив майор, – і ми не матимемо труднощів з вибором металу, бо доведеться вжити значну його кількість.
– Добре! – сказав Морган. – Тоді я запропоную для колумбіади найкращий сплав з усіх досі відомих, а саме: 100 частин червоної міді, 12 частин олива і 6 частин латуні.
– Мої друзі! – відповів президент. – Я погоджуюся, що цей сплав давав найкращі наслідки, але він занадто дорогий і обробляти його важко. Я думаю, що слід застосувати чудовий, але недорогий матеріал, як от чавун. Чи не згодні ви зі мною, майор?
– Безумовно, – відповів Ельфістон.
– Справді, – продовжував Барбікен, – чавун у 20 разів дешевший від бронзи; його досить просто виливати в земляні форми; до того ж він легко обробляється; ми матимемо воднораз економію і грошей і часу.
– Проте чавун дуже крихкий, – зауважив Морган.
– Так, але разом з тим і дуже міцний; крім того, ми не матимемо розриву гармати, за це я вам ручуся.
– Можна впасти жертвою розриву і зберегти честь, – заперечив повчально Мастон.
– Очевидно, – відповів Барбікен. – Отже, я попрошу нашого шановного секретаря обчислити вагу чавунної гармати в 300 метрів завдовжки, з внутрішнім діаметром 2,9 метра і з стінками в 1,9 метра завтовшки.
– Зараз! – відповів Мастон. І так само, як напередодні, він написав з дивною легкістю усі потрібні йому формули і сказав через хвилину:
– Гармата важитиме 63 000 тонн.
– І, коли платити 4 центи за кілограм чавуну, вона коштуватиме?..
– 2 560 320 доларів.
Майор, генерал і навіть Дж. Т. Мастон з тривогою подивилися на Барбікена.
– Гаразд, панове, – сказав президент, – я повторю те, що ви казали вчора: заспокойтеся, мільйонів нам не бракуватиме!
Після цього запевнення свого президента комітет розійшовся, відклавши до наступного вечора своє третє засідання.
Розділ VIII
ПИТАННЯ ПРО ПОРОХ
Залишилося тільки обговорити питання про порох.
Публіка чекала нетерпляче, як вирішать це останнє питання. Коли величина снаряда і довжина гармати вже були відомі, всі зацікавилися тим, скільки треба пороху, щоб зробити постріл. Ця речовина, підкорена людиною, мала відіграти неабияку роль у даній справі.
Один літр пороху, як відомо, важить приблизно 900 грамів; він дає 400 літрів газу. Цей газ при вільному розширенні й температурі 2 400° має об'єм 4 000 літрів. Отже, об'єм пороху відноситься до об'єму газу як 1 до 4 000. Можна собі уявити страшенний напір цього газу, затиснутого в просторі у 4 000 разів меншому, ніж його звичайний об'єм.
Це все чудово знали всі члени комітету, коли другого дня вони приступили до своєї справи. Барбікен дав слово майорові Ельфістону, який під час війни був директором порохової лабораторії.
– Дорогі товариші, – сказав цей видатний хімік, – я почну з незаперечних цифр, які будуть нам за основу. Для гармати Армстронга досить лише 30 кілограмів пороху, щоб випускати снаряди вагою в 200 кілограмів; колумбіада Родмана потребує 80 кілограмів, щоб кидати на відстань 12 кілометрів ядро вагою в півтонни. Ці дані не підлягають уже сумніву, бо я сам спостерігав випробування згаданих гармат і підписував протоколи артилерійського комітету з даними про дослідну стрільбу з них.
– Гаразд, – зауважив генерал.
– Отже, – вів далі майор, – звідси виходить, що кількість пороху не збільшується пропорціонально до ваги снаряда. Справді, коли в звичайній гарматі на ядро в 12 кілограмів потрібно 8 кілограмів пороху, або інакше, коли для звичайної гармати вага пороху становить дві третини ваги ядра, то це відношення не буде таким самим для інших гармат. Зробіть обчислення і ви побачите, що для ядра в півтонни замість 166 кілограмів пороху потрібно лише 80 кілограмів.
– Який же висновок ви робите? – спитав президент.
– Коли ви доведете свою теорію до логічного кінця, – зауважив Мастон, – то вам зовсім не треба буде пороху, щоб стріляти ядром достатньої ваги.
– Мій друг Мастон – великий жартівник навіть у серйозних справах, – відповів майор, – але нехай він заспокоїться: я зараз запропоную таку кількість пороху, якої буде досить для його артилерійського самолюбства. Я тільки хочу відзначити, що під час війни кількість пороху в великих гарматах після багатьох дослідів і випробувань зменшили до однієї десятої частини ваги ядра.
– Це цілком правильно, – відповів Морган. – Але, перш ніж ми визначимо кількість пороху, потрібну для поштовху, слід було б подумати, який саме порох ми маємо вжити.
– Я пропоную крупнозернистий порох, – відповів майор. – Він запалюється швидше, ніж дрібнозернистий.
– Нехай буде так, – сказав Дж. Т. Мастон. – Я згодний на крупнозернистий.
Досі Барбікен не брав участі в обговоренні. Він дав змогу іншим висловлюватися, а сам тільки слухав. У нього, очевидно, була якась ідея. Через це він обмежився лише тим, що сказав:
– Отже, друзі мої, яку кількість пороху ви запропонуєте?
Три члени Гарматного клубу подивились один на одного.
– 100 тонн! – нарешті, сказав Морган.
– 250 тонн! – заперечив майор.
– 400 тонн! – вигукнув Дж. Т. Мастон.
Цього разу Ельфістон уже не зважився обвинуватити свого колегу в перебільшенні. Бо йшлося про те, щоб випустити на Місяць снаряд вагою близько десяти тонн і надати йому початкової швидкості в 11 000 метрів на секунду. За трьома пропозиціями, висунутими членами комітету, настала хвилина мовчання.
Нарешті її порушив президент Барбікен.
– Дорогі товариші! – сказав він спокійно. – Я виходжу з того принципу, що опір стінок нашої гармати, коли вона буде побудована в бажаних умовах, необмежений. Я, мабуть, здивую шановного Дж. Т. Мастона, сказавши йому, що він був дуже скромний у своїх розрахунках, і я запропоную подвоїти його 400 тонн пороху.
– 800 тонн! – скрикнув Дж. Т. Мастон, підстрибнувши на своєму стільці.
– Якраз стільки.
– Але тоді доведеться спинитися на запропонованій мною довжині гармати в кілометр?
– Мабуть, що так, – сказав майор.
– 800 тонн пороху, – продовжував секретар комітету, – займатимуть простір близько 800 кубічних метрів. Ваша гармата з об'ємом близько 1 880 кубічних метрів, буде наповнена порохом майже до половини. Тоді решта простору всередині гармати не буде досить довга для того, щоб тиск порохових газів вчинив потрібний поштовх…
На це не було чого відповісти, бо Дж. Т. Мастон казав правду. – Всі дивилися на Барбікена.
– Проте, – відповів президент, – я наполягатиму саме на такій кількості пороху. Уявіть собі: 800 тонн пороху дадуть разом 3 мільярди 500 тисяч літрів газу. Три з половиною мільярда! Розумієте?
– Але як же це зробити? – спитав генерал.
– Це зовсім проста річ; треба зменшити названу надмірну кількість пороху, водночас зберігаючи його механічну потужність.
– Добре, але яким способом?
– Зараз я вам розповім, – просто сказав Барбікен. Його співбесідники немов пожирали його очима.
– Це справді дуже легко, – продовжував він. – Треба тільки вчетверо зменшити масу пороху. Ви всі знаєте одну цікаву речовину, яка становить основну тканину рослин і яку звуть клітковиною.
– Ага! – вигукнув майор. – Я вас розумію, мій дорогий Барбікен.
– Цю речовину, – сказав президент, – здобувають у чистому вигляді з різних тіл і особливо з бавовни; вона є не що інше, як пух від насіння бавовника. Але клітковина, сполучена з азотною кислотою, перетворюється в речовину, зовсім нерозчинну, цілком спаленну і надзвичайно вибухову. Один французький хімік, Браконно, відкрив 1832 року цю речовину, яку він назвав кислоїдином. 1838 року інший француз, Пелуз, вивчив різні її властивості і, нарешті, 1846 року Шенбейн, професор хімії в Базелі, запропонував її як військовий порох. Оцей порох є нітроклітковина…
– Або піроксилін, – зауважив Ельфістон.
– Так, піроксилін. Ви знаєте його надзвичайно цінні для нас властивості. Його дуже легко виготовити з бавовни: треба тільки вмочити її в димучу[31]азотну кислоту на 15 хвилин, потім цю бавовну промити в великій кількості води, далі просушити, оце й усе.
– Справді, це дуже просто, – сказав Морган.
– Крім того, піроксилін не змінюється під впливом вологи – властивість дуже цінна для нас, бо набивати гармату доведеться протягом кількох днів. Запалюється він при температурі 170°, а не 240°, як звичайний порох. Він так швидко вибухає, що коли його покласти поверх звичайного пороху, то порох ще не встигне запалитися, як піроксилін уже весь згорить.
– Чудово! – зауважив майор.
– Тільки він коштує занадто дорого…
– Ну, то й що? – кинув Дж. Т. Мастон.
– Нарешті, він надає снарядам швидкості вчетверо більшої за ту, якої надає порох. Зауважу, що коли до нього домішати вісім десятих калійної селітри, то його сила ще збільшиться.
– Хіба це буде потрібно? – запитав майор.
– Я гадаю, що ні, – відповів Барбікен. – Отже, замість 800 тонн звичайного пороху ми матимемо 200 тонн піроксиліну, що займе в колумбіаді тільки 58 метрів каналу. Таким чином ядру доведеться пройти в гарматі 242 метри під впливом тиску З мільярдів 500 тисяч літрів газу, перш ніж воно полетить до нічного світила[32].
Тут Дж. Т. Мастон більше не міг стримувати своїх почуттів. Він кинувся в обійми свого друга з навальністю справжньої бомби і збив би його, коли б сам Барбікен не був такої будови, що могла чинити опір навіть бомбі.
На цьому закінчилося третє засідання комітету Гарматного клубу. Барбікен і його відважні колеги, для яких не існувало нічого неможливого, блискуче розв'язали важливі питання про снаряд, про гармату і про порох. План був готовий, І залишалося тільки здійснити його.
– Це вже тільки деталі, дрібниці, – казав Дж. Т. Мастон.
Розділ IX