How Rockets Escape Earth

من نافذة مطبخهم في نوي فالي، شاهدت آرلو ووالدها كرة حمراء ترتد نزولاً في شارع سان فرانسيسكو شديد الانحدار. هتفت آرلو، مشيرة بتفاحة نصف مأكولة: "واو، انظر كم هي سريعة!" أومأ والدها برأسه، وهو يرتشف قهوته. "الجاذبية تسحب الأشياء بقوة إلى أسفل هذه التلال، أليس كذلك؟" بعد لحظة، نظرت آرلو من الشارع إلى السماء الزرقاء الشاحبة. سألت: "إذا كانت الجاذبية جيدة جداً في سحب الأشياء إلى الأسفل، فكيف يصعد الصاروخ إلى الفضاء؟"

"هذا هو السؤال الكبير!" قال والدها وهو يركع بجانبها. "عليك أن تنطلقي بسرعة لا تصدق، وهو ما يسمى 'سرعة الإفلات'. تخيلي جاذبية الأرض كتلة جبل عملاق غير مرئي؛ للدخول إلى الفضاء، يجب إطلاق الصاروخ بسرعة كافية ليصعد على طول الطريق إلى القمة ومن الجانب الآخر." التقط سيارة لعبة صغيرة ودحرجها ببطء على حافة النافذة المائلة، وشاهدها تنزلق عائدة إلى الأسفل. "رأيتِ؟ بطيئة جدًا، ودائمًا ما تسقطين."

"إذن، من كان أول شخص اكتشف حجم تلك التلة الجاذبية؟" تساءلت آرلو بصوت عالٍ، وذقنها تستقر في يديها. ابتسم والدها. "للإجابة على ذلك، علينا أن نسافر عبر الزمن لأكثر من ثلاثمائة عام، إلى إنجلترا، قبل وقت طويل من أن يحلم أي شخص ببناء سفينة فضاء حقيقية." بدت مطبخ سان فرانسيسكو المشمس يتلاشى، ليحل محله صورة دراسة هادئة ذات جدران حجرية مليئة بالكتب والآلات الغريبة.

"هذا هو السير إسحاق نيوتن،" روى صوت والدها، بينما رفع الرجل الجالس على المكتب رأسه عن عمله. "في أواخر القرن السادس عشر، لم يكن مجرد عالم؛ بل كان حلال ألغاز مهووسًا، وهو الذي توصل إلى قوانين الحركة والجاذبية الكونية. كان مفتونًا بالسبب الذي يجعل القمر يدور حول الأرض بدلاً من أن يطير بعيدًا أو يسقط." التقط نيوتن بوصلة، وطرق بها بتفكير على رسم للنظام الشمسي.

لم يكن نيوتن يفكر في الصواريخ، بل في المدافع. رسم صورة لجبل عملاق يرتفع فوق السحب. همس آرلو متذكراً الاقتباس الشهير: "لقد أدرك أنه إذا استطاع الوقوف على أكتاف عمالقة مثل غاليليو، فإنه يستطيع أن يرى أبعد". تخيل نيوتن إطلاق قذيفة مدفع من القمة. تمتم لنفسه وهو يرسم خطاً قصيراً ومنحنياً: "قليل من البارود، وتسقط الكرة على الأرض".

"ولكن مع المزيد من البارود،" رسم نيوتن مرة أخرى، "تقطع الكرة مسافة أبعد قبل أن تهبط." ورسم قوسًا ثانيًا أطول يلتف ربع المسافة حول رسمه للأرض. "بسرعة مناسبة تمامًا، ستسقط قذيفة المدفع، لكنها ستسافر أفقيًا لمسافة بعيدة جدًا لدرجة أنها ستخطئ الأرض باستمرار، وتدخل المدار! ومع سرعة أكبر..." رسم خطًا أخيرًا، خطًا انطلق بعيدًا عن الكوكب تمامًا، ولن يعود أبدًا.

"ذلك الخط الأخير الهارب كان السر!" أوضح والد آرلو: "فكرة نيوتن أظهرت أن سرعة الهروب من الأرض تبلغ حوالي خمسة وعشرين ألف ميل في الساعة". "استخدم علماء مثل كونستانتين تسيولكوفسكي في روسيا وروبرت جودارد في أمريكا حساباته لتصميم أول صواريخ حقيقية." انتقل المشهد ليُظهر صاروخ ساتورن في العملاق، الذي استخدم هذا المبدأ بالضبط لإرسال البشر إلى القمر.

بالعودة إلى مطبخ نو فالي، كانت شمس الظهيرة تتسلل إلى الداخل. قفزت آرلو على قدميها، وعيناها تتلألأ بالإثارة. قالت وهي تمسك صاروخها اللعبة الصغير: "إذن الصاروخ العملاق هو مجرد قذيفة مدفعية فائقة القوة! يجب أن ينطلق بسرعة كافية ليتجاوز تلة الجاذبية العملاقة للأرض بأكملها ولا يسقط مرة أخرى!" ابتسم والدها وصفق لها بحماس. "بالضبط! لقد فهمتِ الأمر."

دخلت والدة آرلو وهي تحمل سلة غسيل. سألت: "ما كل هذه الإثارة؟" أعلن آرلو: "لقد اكتشفنا سرعة الإفلات!" أضاف والدها: "الأمر يشبه كيف لا يستطيع لاعب بيسبول محترف رمي كرة في المدار، مهما حاول جاهدًا." ضحكت والدة آرلو. "إذن حتى الماء الذي يندفع من النافورة في حديقة غولدن غيت يخوض معركته الصغيرة مع تلة الجاذبية، لكنه يخسر دائمًا."

أخرجت آرلو دفتر اكتشافاتها وكتبت بعناية: "سرعة الإفلات، السرعة الأبدية!" نظرت إلى ملصق النظام الشمسي على حائطها، بتقدير جديد في عينيها. "أبي"، قالت ببطء، وهي تلتفت إليه، "الضوء يسافر أسرع من أي شيء. هل يوجد أي تلة جاذبية شديدة الانحدار لدرجة أن الضوء نفسه لا يستطيع الهروب منها؟" أضاءت عينا والدها، مستشعرًا السؤال الكبير التالي.