5 октября

Часть первая

Павел Сергеевич, высокий, спортивного телосложения с деловой прической, одевший по случаю итальянский костюм и галстук, гладко выбритый в начищенных туфлях, выждал, когда утихнут звуки в школьном коридоре. Встал из-за учительского стола, подошёл к доске, остановился ровно по её центру лицом к учащимся.

В школе Павел Сергеевич очень любил физику. Еще больших знаний в этой дисциплине освоил в институте. Вполне мог стать ученым, гениальным инженером. По окончанию института, неожиданно для всех выбрал дорогу учителя. И по настоящий день в свои пятьдесят шесть лет, успешно преподаёт.

– Сегодня, у меня и моих коллег по всей стране, особый день. Мы принимаем поздравления в честь нашего профессионального праздника работников сферы образования – Павел Сергеевич оценил внимание и готовность учащихся, разрешил сесть за парты – По традиции нашей школы в этот день, мы даем возможность ученикам десятых, одиннадцатых классов испытать себя в качестве преподавателя.

Вытягивая правую руку с раскрытой ладонью в мою сторону Сергеич (так все дети школы называют нашего учителя физики) приглашает встать рядом с собой. Отрываясь от подоконника, на который все это время после звонка я опирался ладонями, заведя руки за поясницу, становлюсь рядом с учителем.

– Знакомьтесь! Зырянов Юрий Игоревич, десятый «Г». Поговорим сегодня о космосе. Юрий Игоревич подготовил для нас, увлекательное путешествие по солнечной системе, это будет первая часть. Во второй расскажет нам, каким образом, а точнее посредством чего это путешествие осуществить. Пожалуйста. – приглашает меня начать урок.

Павел Сергеевич идет между рядов парт в конец класса, чтобы занять единственное свободное место на последней парте рядом с одиноко сидящим учеником. Все остальные парты, всего их двенадцать, по шесть в каждом ряду заполнены парами, мальчик – девочка. По обстановке этого кабинета любому вошедшему в него, становится ясно что здесь преподают именно физику. Парты с выдвижным блоком для проведения опытов и лабораторных работ. На расстоянии в один метр перед первыми партами, растянулся большой, учительский стол, большая часть которого является демонстрационным физическим приборным комплексом, за ним доска, над доской формулы. В конце класса за партами, на стене, от пола до потолка расположены полки, полки, полки, уставленные лабораторной посудой, инструментом, приборами. На каждом створе окон весят плотные шторы (при демонстрации определенных экспериментов требуется полное отсутствие света), а со стены напротив глядят титаны науки, трудами которых вымощены дороги понимания, как устроен мир вокруг нас. Именно на их плечи, Павел Сергеевич рекомендует нам опираться.

– Как говориться, «ПОЕХАЛИ»!!! – этими словами я начал погружаться в роль преподавателя.

На большой центральной доске заранее мною была приготовлена незамысловатая схема солнечной системы. В левой части доски от верхнего угла до нижнего провел кривую, обозначив тем самым малую часть круга. Внутри этой части вертикально написал «солнце», под словом солнце написал цифрами, что радиус светила равен семьсот тысяч километров. Далее вправо нарисованы круги, разных размеров. Круги снизу пронумерованы, первый у самого солнца, за ним второй и далее до восьмого.

– Ваша задача, назвать планету и под каким номером она находится, я сверху подписываю. – объясняю задание – В любом порядке.

– Марс! – звонко раздалось с последних парт.

– Марс. Хорошо! – поворачиваюсь к доске, беспорядочно вдоль нарисованных кругов не прикасаясь, вожу рукой – Какая это по счету планета от солнца?

– Четвертая – также звонко раздаётся с той же стороны. Записываю над кружком номер четыре, с большой буквы, Марс.

– Земля три – лениво выговорил мальчишка с первой парты, первого ряда. Я записываю, Земля.

– Венера, планета номер два – звонко говорит девочка, чье имя мне не известно, подумал я. Впрочем, как и имена всех остальных детей. Поэтому, как в морском бою, я буду обозначать их для себя по местам, которые они занимают.

– Плутон первая! – первый ряд, третья парта.

– Юпитер! Самый большой который. Пятый круг – говорит девочка со второй парты второго ряда. Я записываю, Юпитер.

– Плутон это вообще – то не планета – приподняв плечи, разведя руки в стороны, делает замечание девочка своему соседу по парте.

– Точно! – соглашается мальчик с одноклассницей, щелкая пальцами – Вот черт. Ну, какой же Плутон, Меркурий конечно.

– Молодой человек следите за речью! – прозвучало с последней парты – Думаем, перед тем как что-то сказать. – а это обращение уже было ко всем.

– Извините Павел Сергеевич – виновато и тихо сказал мальчик.

– И всё-таки, первый кругляш Меркурий или Плутон? – глядя на виновато сидящего мальчика, потупившего взгляд. Молчит. Хорошо, ответа видимо не последует. Перевожу взгляд на мальчика, сидящего перед ним.

– Меркурий – последовал застенчивый ответ. Я записываю, Меркурий.

– Кругляш – передразнивая меня, кто-то тихо хихикает.

– Венера, планета номер два – снова этот звонкий голос. Одновременно с этим прогремел тройной Уран, Уран, Уран с первой парты, второго ряда. Я записываю, Уран. Планета номер семь.

– Кондратьев, прекращаем кривляния. – прилетело замечание от Сергеича.

– Пожалуйста – молящим завыванием донеслось в третий раз – Венера, планета номер два.

– Да-да конечно – от Урана сразу перехожу к кругу номер два, записываю – Венера. Очень хорошо – оборачиваюсь к классу – Осталось две планеты. Как мы их назовем?

– Назовём ее Флоппи – говорит девочка, сидящая у окна второй парты, показывает пальцем – Очень даже похоже, вон та большая, окружённая диском, следующая за Юпитером.

– Флоппи? – переспрашиваю, смотря на девочку удивлёнными глазами. В ответ на меня смотрят ее глаза, не менее удивленные, чем мои.

– Да Флоппи! – начинает девочка – Это такие большие, у меня их много, шляпы. С широкими волнообразными полями, приспущенными в низ.

– Я прошу прощения – сменив тон на джентельменский начал я – но спешу вас разочаровать юная леди, это планета не флоппи, она названа в честь древнегреческого бога-громовержца. Есть ли у вас какие то предположения?

– Нет, Юрий Игоревич, мне это неизвестно. – по кабинету прокатились смешки, которые не как не задели девочку – Хотя припоминаю, что устройство солнечной системы я видела в одной из детских энциклопедий. Боюсь ошибиться, но оставшиеся два круга, скорее всего Нептун и Сатурн. Вот только кто из них кто?

– Очень замечательно. Я вам помогу. Здесь под номером шесть Сатурн – записываю, перехожу к крайнему кругу – а восьмая соответственно Нептун.

Девочка, которая делала замечание своему соседу по парте в отношении Плутона, подняла и быстро-быстро затрясла рукой. Обратил на нее внимание. Она встала, не дожидаясь приглашения, собралась уже говорить, но я опередил её.

– Как твое имя?

– Маша.

– Мария ты хотела что-то добавить?

– Плутон. Это не то чтобы не планета, это карликовая планета, она очень мала в своём размере. Она такая не одна, еще есть карлики Хаумеа, Макемаке и Эрида – довольная садится на место.

– Замечательно Мария.

Только Маша села, как сразу же грохоча стулом, встала, добавила, что дальше есть пояс Койпера, Рассеянный диск, облако Оорта. Ближайшая к нам звезда Альфа Центавра, красный карлик.

– Превосходно Мария, у тебя большие познания, садись – усаживаясь, Маша добавила – находимся мы в галактике Млечный Путь. Ай!

– Да хорош! – тычет пальцем в ребра Маши сосед с парты напротив.

– Юрий Игоревич – обращается ко мне учитель – это увлекательно, но у нас не урок астрономии. Переходите ко второй части.

– Конечно Павел Сергеевич. Хорошо размялись? – спрашиваю у детей, но не какой реакции не последовало. От отсутствия реакции, у меня приподнялись брови, зачем сказал?

– И не физкультура. – парировал учитель. Чтобы продолжить, заглянул в приготовленный план на урок. Сергеич добавил – Обозначьте жирной линией пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера, потому что он там должен быть – оглянувшись на доску, мной овладело волнение, действительно не хватает. Взяв мел, приложил его широкой частью к доске, провел жирную кривую между Марсом и Юпитером.

Часть вторая

– Давайте вспомним, как зовут первого человека в космосе? – предлагаю ребятам, переходя ко второй части урока. Ответ последовал незамедлительно. Гагарин Юрий Алексеевич! – Верно. Летчик-космонавт, герой советского союза. Двенадцатого апреля тысяча девятьсот шестьдесят первого года, в девять часов, семь минут по Москве с космодрома Байконур, Юрий Гагарин на космическом корабле «Восток» открыл людям дорогу в бескрайние просторы вселенной. Стартуя Юрий Алексеевич произнес «ПОЕХАЛИ». Вот тут остановимся. Вспомним с вами не менее важную личность, человека, который внес большой вклад в становление космонавтики.

Чтобы «ехать» в космосе, нам понадобиться ракета. Без нее не обойтись. А на ракете в свою очередь должны быть двигатели, которые поднимут ракету с Земли, придадут ей необходимую скорость для полета. От чего будет зависеть эта скорость?

Над этим вопросом размышлял русский и советский ученый. – показываю на один из портретов, весящих на стене. Третий если считать от входной двери в кабинет. На нем изображён Константин Эдуардович Циолковский. Смотрит на присутствующих уверенно спокойным, задумчивым взглядом. Мы в ответ смотрим на него. Пока дети знакомятся лицом к лицу, – Кстати говоря, Константин Эдуардович тоже преподавал физику – я стираю с доски солнечную систему. К ее освоению мы еще вернемся, как только решим одну задачу. Не давая доске высохнуть, записываю формулу.

Эту формулу Циолковский вывел в одна тысяча восемьсот девяносто седьмом году. С ней и поработаем. Сразу добавлю, работать будем без учета потерь, конструкционных возможностей и многого другого. Детальнее с этим вы познакомитесь в старших классах. Представим пока, что у нас идеальные условия. Все результаты нами полученные будем принимать как достоверно верные. Наша задача понять принцип. Принцип, по которому мы набираем скорость, осмыслить наши пределы, как эти приделы преодолевать.

И так «V» искомая нами придельная скорость. Из чего она складывается и чему ровна?

То с какой скоростью вырывается сгораемое топливо из сопел двигателя, называется удельным импульсом «I».

Удельный импульс «I», умножаем – стараюсь говорить четко, внятно, не спеша. Готовился до поздней ночи, чтобы красиво, научным языком рассказать. Поймут меня интересно? – умножаем на логарифм «In» числа. Число это, которое мы умножаем на логарифм, является отношением масс начальной «М1» к массе конечной «М2».

Вздумалось нам отправиться на Марс. Всем вместе, вот поболтали, решили рвануть. Нас двадцать пять человек…

– Пожалуй, воздержусь! – поднимая руку, отказывается от полета Павел Сергеевич.

–Двадцать четыре человека – продолжаю объяснение, на доске записываю показатели масс – Пусть все вместе, мы и наши вещи массой одна тысяча пятьсот килограмм. Полторы тонны. К примеру, не суть. Выходим из школы, садимся в желтый автобус, топим на космодром. Нас ракета ждет. Масса автобуса пять с половиной тонн, плюс наши полторы тонны, уже семь тонн. На космодроме грузимся в ракету вместе с автобусом, не выходя из него. Масса ракеты – останавливаю себя, оборачиваюсь к классу, ребятки хлопают глазами – Все понимают, что такое масса? Вес? Пусть пока вес и масса будет одно и то же, хотя это разные понятия. И так! Масса ракеты, скажем сто тонн. Прибавляем к ним семь тонн. Получаем сто семь тонн. Двадцать четыре человека с вещами, автобус и ракета, общей массой сто семь тонн. Это понятно? – отслеживаю уровень понимания. В разнобой, все без исключения говорят «понятно» – Замечательно!

Ракету надо заправить топливом. Использовать будем пару, водород-кислород. Имеет хороший удельный импульс «I», который равен четыре целых шесть десятых километра в секунду. Берем двести тонн водорода, восемьсот тонн кислорода. Горючки тысяча тонн, общей массы. Прибавляем одну тысячу к ста семи. И того одна тысяча сто семь тонн, это и будет наша начальная масса «М1»

Топливо мы сожжём до последней капли. Ракету используем, чтобы оторваться от Земли, разогнаться. Не для чего другого она нам не нужна. Набрав максимальную скорость, поблагодарим ее и отбросим. Что у нас останется? – делаю небольшую паузу, молчат – Мы с вами и автобус. А какая у нас с вами вместе с автобусом масса?

– Семь тонн – раздалось из глубины класса.

– Семь тонн, это и будет конечная масс «М2».

Какой скорости мы достигли?

Обратимся к формуле. Все просто. Одну тысячу сто семь, это у нас масса начальная или стартовая «М1» делим на массу конечную «М2».

Получаем отношение!

Оно ровно, сто пятьдесят восемь.

Далее.

Находим логарифм «In» этого числа (сто пятьдесят восемь).

Приблизительно равен. Пяти.

Пять умножаем на удельный импульс «I», равный как мы знаем четыре и шесть десятых.

Получаем, двадцать три километра в секунду.

Принцип понятен? – понимания уже меньше, но всё-таки у большинства. Мне это приятно, значит, могу разборчиво донести информацию.

Решим пару задач на закрепление материала. Открывайте тетради, запишем условия. – немного помедлив, решаю отступить от плана – Хотя давайте так. Отправим Марию – улыбаясь, издав звук, что то вроде «эгы» Маша соглашается отправиться на Макемаке, заведя руки за голову, резко вытягивает их вперед. Ребятушки в восторге от боевого настроя одноклассницы. Удивлённое выражение лица Сергеича, смотрит на меня. Он кладет ладонь на ладонь, меняясь в лице, на котором, как мне показалось, в тот момент выразилось «давай отправим». Одобрение получено, продолжим – Записываем.

Начальная масс «М1», сто тонн.

Конечная «М2», три тонны.

Удельный импульс «I», скажем – поразмыслив – пятьсот километров в секунду.

Найти максимальную скорость «V».

Решаем.

Начались шевеления, всякая разная возня, работа закипает. Сажусь на учительское место – ребята округляйте числа до целых, для удобства – рекомендую ученикам. Беру смартфон, открываю калькулятор. Тычу указательным пальцем по экрану. Тык-тык-тык. Тык-тык. Нашел отношение ста к трем. Тык-тык-тык, логарифм найден. Тык-тык, максимальная скорость известна.

– Каково отношение? – в ответ тридцать три – Логарифм? – верно, округлили до десятой половины, сообразили – И максимальная скорость?

– Одна тысяча семьсот пятьдесят!

– Тыща семьсот пятьдесят!

Кондратьев, позабыв о замечании, выдал – тысча семь соток пизизят! – одноклассники сказанное одобрили смехом. Сергеич только головой помотал.

– Верно, именно с такой скоростью Мария мчится к Макемаке. Одна тысяча семьсот пятьдесят километров в секунду. Теперь посмотрим – пришла очередная идея. Снова берусь за смартфон, касаюсь пальцем иконки поисковика, задаю пластмассе вопрос – расстояние от Земли до Макемаке – выплывает ответ, озвучиваю его классу – До цели необходимо преодолеть пять миллиардов семьсот миллионов километров. Чудовищное конечно расстояние, но оно хотя бы вообразимо. Определим, сколько это будет в минутах, часах, днях. – ребятки возвращаются к расчетам, обсуждают, как это сделать – Будете готовы, скажете.

Минутка чтобы отвлечься. Подхожу к окну, завертелись мысли. Импульс четыре и шесть десятых, такова реальность. Это есть, на этих ракетах мы летаем, выводим спутники и телескопы на орбиты. Отправляем миссии на соседние планеты, астероиды. Все это очень интересно, увлекательно. А хочется лететь самому, в другие миры на другие планеты, подобно тому, как на автомобилях, поездах, самолетах мы отправляемся в другие места, легко и просто. Легко и просто? Это не про космос. Да и куда нам рваться с действующими технологиями.

Скорость, нужна скорость. Беспредельно большая, как сама вселенная. Пять и семь миллиардов километров, при нашей нафантазированной скорости получится? Ладно, сейчас подсчитают. Как хорошо всё-таки, что есть он, научный популяризатор, его видео изгибают мой головной мозг, придавая ему правильную форму. Не пропускаю не одного его выпуска «…Имеющиеся технологии доставки чего или кого-либо в космическое пространство и его объектам дошли до грани своих возможностей. Талантливые инженеры ещё выжмут, будет прирост, без сомнения, они большие молодцы, почет им и хвала. Но пришло время сделать следующий шаг. И этим шагом я считаю, являются ядерные технологии. За ними будущее. Хватит таскаться как черепахи…» Заразил меня этой идеей, будь он неладен! Когда технология заработает, что томите, чего тянете. Так хочется, уже завтра собственными глазами увидеть… – отворачиваюсь от окна, смотрю на портрет Циолковского – в ближайшие десять лет, первая такая машина должна заработать на орбите. Установка с ядерным реактором, с панелями излучения для охлаждения, приводимая в движение ионными двигателями. Удельный импульс таких двигателей до семидесяти километров в секунду. «…Это как первые автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Появились, сколько там? Сто сорок лет назад. Их скорость пять, десять километров в час. А теперь, вы посмотрите! Муж, жена, дети мочалят под сто двадцать по трассе на море…» Мочалят. Забавно. «…Самолеты? Да хотя бы взять Илью Муромца группы инженеров, при царе еще, в начале двадцатого века, под руководством Сикорского. Сто тридцать семь, максималка. Что сейчас? Три, а то и четыре тысячи километров в час. Родившаяся технология в умах технарей вначале ложится на бумагу, воплощается в металле, отрабатывается, совершенствуется, достигает своих пределов, на смену ей приходит новая. Такой своеобразный круговорот технологий…»

– Готово!

– Отлично – глубоко вздыхаю – что получилось?

– Так! – морща и почесывая лоб, начала девочка четвертой парты, второго ряда – в минутах, пятьдесят четыре тысячи двести восемьдесят пять. Можно округлять? – я утвердительно киваю головой, в это же время звенит звонок. Не кто и не пошевелился даже, все внимательно слушают. Большинство смотрят в свои расчеты, сверяю видимо – В часах, девятьсот пять или тридцать восемь дней.

Накатила усталость, так резко стало тяжело. От мыслей что ли? Павел Сергеевич стоял на ногах неподвижно, не чего не говорил. Чего вы все ждете? Звонок! Домой! Смотрят на меня, в глазах какое то ожидание. Что я молчу, продолжать надо – Тридцать восемь дней это хороший показатель, для такого расстояния. Дадим в пять раз быстрее? – с задором горю я, сжимаю кулак, приподнимая руку до уровня подбородка. Ученики с восторгом в один голос «Да!!!». Павел Сергеевич улыбнулся так по доброму, мне даже легче стало.

– Какой из этого можно сделать вывод? Чтобы «ехать» в космическом пространстве быстро, необходимо направить силы на повышение удельного импульса – тороплюсь к доске, указательным пальцем постукиваю по латинской букве «I» – и не как иначе. Прошу вас помнить об этом ребятушки, вдруг кто-нибудь из вас в будущем займется решением этой проблемы. У меня все Павел Сергеевич. Всем спасибо!

Забавляясь, топая ногами, один за другим, ученики покидают кабинет физики. Пора и мне собираться, меня еще ждет тренировка в юношеской спортивной школе по лыжным гонкам. Сергеич, хвалит меня за мою выдержку, интерес к науке, рекомендует после школы освоить инженерную специальность. Я в свою очередь еще раз поздравляю его с днем учителя, говорю до свидания. «А что если мне самому, в будущем, создать двигатель с удельным импульсом пять тысяч километров в секунду». Выхожу из кабинета с этой мыслью, закрываю за собой дверь.