地球から月へ/第四章
第4章
ケンブリッジ天文台からの回答
編集
しかし、バービケーンは、大喝采を浴びる中、一瞬たりとも無駄にすることはなかった。彼はまず、同僚たちを大砲クラブのオフィスに呼び寄せた。そこで、いくつかの議論を経て、この事業の天文学的な部分について天文学者に相談することになった。彼らの回答が得られれば、次に機械的な手段を検討することになり、この大きな実験を成功させるためには何も怠ってはならない。
そこで、特別な質問を含んだ非常に明確なメモが作成され、マサチューセッツ州ケンブリッジの天文台に送られた。アメリカで最初の大学が設立されたこの街は、天文観測所があることでも知られている。ボンドがアンドロメダ星雲を解明し、クラークがシリウスの衛星を発見した強力な望遠鏡があり、優秀な科学者が集まっている。この有名な施設は、あらゆる面で大砲クラブの信頼を裏付けるものであった。
そして、2日後、待ちに待った返事がバービケーン会長の手に渡ったのである。それは次のような内容だった。
ケンブリッジ天文台長からボルチモアの大砲クラブ会長へ。 10月7日、ケンブリッジ。 "ボルチモアの大砲クラブのメンバーを代表してケンブリッジ天文台に宛てられた6日付のあなたの名誉ある手紙を受け取って、我々のオフィスはすぐに会議を開き、以下のように返答するのが適切だと考えた[1]。
"彼に投げかけられた質問はこうだった。
"(1)月への投射は可能か?
"(2) 地球と衛星の正確な距離は?
"(3)十分な初速度が与えられた発射体の旅の期間はどのくらいになるのか、その結果、どの瞬間に発射すれば所定の地点で月と出会うことができるのか。
"4° どの正確な瞬間に、月は発射体が到達するのに最も有利な位置にあるか? "5° 発射を目的とした大砲で、天空のどの地点を狙うべきか?
"6.発射された瞬間、月は天空のどの位置にあるのか?
"最初の質問：-月に発射体を送ることは可能か?
"初速を毎秒1万2,000ヤードにすれば、月に飛ばすことは可能です。計算上は、この速度で十分です。地球から遠ざかると、重力の作用は距離の二乗に反比例して小さくなる。つまり、3倍の距離では、重力の作用は9倍になるのである。その結果、砲弾の重力は急速に減少し、月の引力と地球の引力が釣り合う瞬間、つまり旅の47番目と52番目の地点で完全に相殺されることになる。その瞬間、発射体の重さはなくなり、ここを通過すると月の引力だけで月面に落下することになる。このようにして、実験の理論的な可能性は絶対に証明されたが、成功するかどうかは、採用した装置の力にかかっている。
"2つ目の質問：-地球と衛星を隔てる正確な距離は何か?
"そのため、月は地球に近づくこともあれば遠ざかることもあり、天文学的に言えば遠地点にいることもあれば近地点にいることもある。さて、その最大距離と最小距離の差は、種の中では見過ごせないほどの大きさです。実際、月は遠地点では2百4十7万5千5百2マイル（-9万9千640リーグ4キロ）、近地点では2百8十8万6千5百7マイル（-8万8千010リーグ）しかなく、その差は2万8千8百9十5マイル（-1万1千630リーグ）と、距離の9分の1以上になる。そのため、計算の基準となるのは月の近地点距離です。
"3つ目の質問：十分な初速度が与えられた発射体の旅の期間はどのくらいになるのか、そしてその結果、どの瞬間に発射すれば、所定の地点で月と出会うことができるのか。
"砲弾が出発時に与えられた秒速1万2千ヤードの初速をいつまでも維持するとすれば、目的地に到達するまでに約9時間しかかからないが、この初速は絶えず減少するので、計算の結果、地球と月の引力が均衡する地点に到達するには30万秒、83時間20分を要し、そこから5万秒、13時間53分20秒で月に落下することがわかった。そのため、月が目的地に到着する97時間13分20秒前に打ち上げることが望ましいと考えられる。
"4つ目の質問は、「どの瞬間に、月は発射体が到達するのに最も適した位置に現れるか?
"先に述べたことによると、まず月が近地点に来る時間を選び、同時に天頂を通過する瞬間を選ぶ必要がある。これにより、地球の半径に等しい距離、つまり3,900.19マイル分だけコースがさらに縮まり、最終的なコースは2,400.14,900.76マイル（-86、410リーグ）となる。しかし、毎月、月が近地点を通過するとしても、その時に必ず天頂にいるとは限りません。この2つの状態が長い間隔で現れるだけです。そのため、近地点と天頂地点での通過が一致するのを待つ必要がある。幸いなことに、来年の12月4日、月は真夜中に近地点、つまり地球からの距離が最も短くなり、同時に天頂を通過するという2つの条件が揃いる。
"5つ目の質問について： - 発射を目的とした大砲で天空のどの地点を狙うべきか?
"前述の観察結果が認められれば、大砲はその場所の天頂[2]に向けられるべきである。このようにすれば、射撃は地平線の平面に対して垂直になり、発射体は地上の引力の影響からより迅速に逃れることができる。しかし、ある場所の天頂に月が昇るためには、その場所がこの星の偏角よりも緯度が高くてはならない、つまり北緯0°から南緯28°の間になければならない[3]。それ以外の場所では、必然的に斜めになってしまい、実験の成功には不利になってしまう。 "6つ目の質問は、発射された瞬間、月は空のどの位置にあるか?
「宇宙に発射される瞬間、毎日13度10分35秒進んでいる月は、天頂からその4倍の距離、つまり52度42分20秒離れていなければならない。しかし、地球の自転による砲弾のずれも考慮しなければならず、砲弾が月に到着するのは、地球の光線16本分に相当する距離を逸脱した後なので、月の軌道で計算すると約11度となり、先に述べた月の遅れを表す度数にこの11度を加えて、丸い数字で64度とする。したがって、発射の瞬間、月に導かれた光線は、その場の垂直方向と64度の角度をなすことになる。」
以上が、大砲クラブのメンバーがケンブリッジ天文台に出した質問に対する答えである。
要約すると
"1° 銃は北緯0°から南緯28°の間に位置する国で設立されなければなりません。
"2.その場の天頂部を狙っていること。
"3.弾の初速は毎秒1万2千ヤードであること。
"4.翌年の12月1日、11時13分20秒に打ち上げられる。
"出発から4日後の12月4日午前0時、正確には天頂を通過する瞬間に月と出会う。
"大砲クラブのメンバーは、このような事業に必要な作業を遅滞なく開始し、決定された瞬間に稼働できるようにしなければならない。なぜならば、この12月4日という日を過ぎれば、18年と11日後まで、月が近地点と天頂の同じ条件にあることを発見できないからである。
"ケンブリッジ天文台の事務所は、理論天文学の問題で彼らに全面的に協力し、ここに全米の人々と一緒にお祝いを申し上げます。
"オフィスのために。 J.-M. ベルファスト, "ケンブリッジ天文台台長"