Тотчас же была составлена срочная записка с перечнем специальных вопросов, которую направили в обсерваторию города Кембриджа, в штат Массачусетс. В этом городе был некогда основан первый в Соединенных Штатах университет, который славится своей обсерваторией. Там работают самые крупные ученые Северной Америки; там находится мощный телескоп, который позволил Бонду определить природу туманности в созвездии Андромеды, а Кларку – открыть спутник Сириуса. Это знаменитое учреждение во всех отношениях заслуживало доверия «Пушечного клуба».
Два дня спустя ответ, которого ждали с великим нетерпением, был уже в руках председателя Барбикена.
Он гласил следующее:
«Директор обсерватории в Кембридже – Председателю «Пушечного клуба» в Балтиморе.
Кембридж, 7 октября.
Немедленно по получении 6 октября Вашего запроса на имя обсерватории в Кембридже от имени членов «Пушечного клуба» в Балтиморе было созвано экстренное заседание совета обсерватории и поставлено сообщить вам следующее:
На обсуждение были предложены нижеследующие вопросы:
1. Возможно ли, чтобы пушечное ядро долетело до Луны?
2. Каково точное расстояние от Земли до ее спутника?
3. Какова будет продолжительность полета снаряда, пущенного с достаточной начальной скоростью, и в какой момент должен быть пущен снаряд, чтобы он мог достигнуть Луны в определенной точке ее поверхности?
4. В какой именно момент Луна будет находиться в положении наиболее благоприятном для того, чтобы ядро достигло ее поверхности?
5. В какую именно точку небесной сферы следует нацелить пушку, из которой будет пущен снаряд на Луну?
6. В какой точке небосвода будет находиться Луна в момент, когда выстрелит пушка?
Ответ на первый вопрос: «Возможно ли, чтобы пушечное ядро долетело до Луны?»
Да, снаряд может долететь до Луны, если удастся придать ему начальную скорость в двенадцать тысяч ярдов в секунду. Вычисления подтверждают, что такая скорость вполне достаточна. По мере удаления от Земли сила притяжения будет изменяться обратно пропорционально квадрату расстояния, то есть если расстояние увеличится в три раза, притяжение уменьшится в девять раз. Таким образом, вес ядра будет быстро уменьшаться и наконец станет равным нулю – в тот момент, когда сила притяжения ядра Луною окажется равной силе притяжения его Землей, то есть ядро проделает сорок семь пятьдесят вторых всего пути. В этот момент ядро потеряет свой вес, и если оно пролетит еще дальше, то упадет на Луну, попав в сферу лунного притяжения. Поэтому теоретическую возможность опыта можно считать вполне доказанной; фактическая же его успешность будет зависеть исключительно от силы орудия.
Ответ на второй вопрос: «Каково точное расстояние от Земли до ее спутника?»
Луна описывает вокруг Земли не круг, а эллипс, в одном из фокусов которого находится наша планета; вследствие этого Луна в разное время находится в различных расстояниях от Земли; наибольшее расстояние называется апогеем, наименьшее – перигеем. Как известно, разность между наибольшим и наименьшим расстоянием довольно велика, так что ею нельзя пренебрегать. В самом деле, в своем апогее Луна отстоит от Земли на 247 552 мили, а в перигее – всего на 218 657 миль; разница между двумя расстояниями достигает 28 895 миль, то есть одной девятой части пути снаряда. Поэтому в основу вычислений надо брать кратчайшее расстояние до Луны.
Ответ на третий вопрос: «Какова будет продолжительность полета снаряда, выпущенного с достаточной начальной скоростью, и в какой момент должен быть выпущен снаряд, чтобы он мог достигнуть Луны в определенной точке?»
Если бы ядро все время сохраняло первоначальную скорость 12 тысяч ярдов в секунду, оно долетело бы до Луны приблизительно в девять часов; но так как скорость ядра непрерывно убывает, то, как показывают вычисления, понадобится 300 тысяч секунд, то есть 83 часа 20 минут, чтобы ядро достигло точки, где притяжение ядра Землею и притяжение его Луною окажутся равными между собой; начиная с этой точки ядро будет падать на Луну в течение 50 тысяч секунд, то есть 13 часов 53 минуты и 20 секунд. Поэтому ядро следует выпустить за 97 часов 13 минут и 20 секунд до прохождения Луны через намеченную точку ее пути.
Ответ на четвертый вопрос: «В какой именно момент Луна будет находиться в положении наиболее благоприятном для того, чтобы ядро достигло ее поверхности?»
На основании вышесказанного необходимо прежде всего определить время, когда Луна будет находиться в перигее, а также момент, когда она будет в зените; тогда расстояние убавится еще на величину земного радиуса, то есть на 3919 миль; поэтому длина пути снаряда окончательно определится примерно в 214 976 миль. Но хотя Луна и каждый месяц бывает в перигее, она не всегда находится в этот момент в зените. Подобное совпадение повторяется через большие промежутки времени. Поэтому необходимо дождаться момента нахождения ее в перигее и в зените. К счастью, такое совпадение произойдет 4 декабря будущего года: ровно в полночь Луна будет в своем перигее, то есть в наименьшем расстоянии от Земли, и в тот же момент окажется в зените.