Мэри Роуч - Обратная сторона космонавтики

«КП (крупный план): Несколько фотографий, на которых маленькую обезьянку готовят в полету в ракете V-2. Ее сажают в коробку, голова при этом остается снаружи, и делают подкожную инъекцию.

Ночной снимок. Запуск ракеты.

КП: Парашют опускается на землю.

КП: Разбитые вдребезги приборы и оборудование в головной части.

КП: Остатки отсека, в котором находилась обезьянка».

На первый взгляд, проект «Альберт» довольно неоднозначен. Люди, которые спокойно посылают в космос живое существо в ракете, полной взрывоопасных веществ, вдруг начинают беспокоиться о том, что ему может повредить отсутствие гравитации.

Чтобы понять смысл и цели этого проекта, нужно вникнуть в суть сил гравитации. Для людей вроде меня гравитация — просто небольшое неудобство: вечно разбитые стаканы и свисающие книзу руки и ноги. До недавнего времени я не понимала всей значимости этого явления. Наряду с электромагнетизмом и ядерными силами, гравитация является одной из фундаментальных сил природы. И поэтому было вполне разумным предполагать, что человечеству известна далеко не вся ее мощь и значимость.

Легкое напоминание: гравитация — это исчисляемая [14] Сделать это можно при помощи гравиметра. Если пройти с таким гравиметром по участку земли с плотными породами, можно воочию убедиться, что сила гравитации там увеличивается. (Колебания плотности Земли изменяют силу ее гравитации до степени, позволяющей отклонить ракету от намеченной траектории примерно на полтора километра; гравитационная карта нашей планеты даже считалась одним из самых засекреченных документов времен холодной войны.) Однако данный эффект не действует, если плотной породой является гора и вы находитесь на высоте в 6–8 километров над средней поверхностью Земли. Если хотите, можете сами в этом убедиться: возьмите свои обычные напольные весы, поднимитесь на вершину Эвереста и встаньте на них. Вы увидите, что вес ваш остался практически неизменным, за исключением, пожалуй, мозгов, которые вы, по всей видимости, захватить не догадались. и прогнозируемая сила тяготения, оказываемая одним телом на другое. Чем больше массы двух тел и чем короче расстояние между ними, тем сильнее тяготение. Луна находится на расстоянии примерно в 400000 километров от Земли, но ее массы достаточно, чтобы без каких-либо видимых усилий вызвать на Земле приливы и отливы и даже немного сдвигать тектонические плиты. (Подобное влияние оказывает и Земля на Луну.)

Именно гравитацией объясняется, почему Солнце и планеты всегда находятся на своих орбитах. Это своего рода бог природы. В самом начале космос представлял собой пустоту с плававшими в ней газовыми облаками. Постепенно температура газов опустилась до такого уровня, что в них образовались мельчайшие частички, которые, наверное, целую вечность хаотично двигались в пространстве космоса, ведь не было силы, которая могла бы объединить их. Гравитация — это космическая страсть. И чем больше частиц вступало в эту оргию притяжения, тем больше становилось небесное скопление, тем более «притягательным» становилось оно для других частиц. Скоро (в космическом смысле этого слова) скопления мелких частиц смогли уже притягивать в водоворот своего гравитационного влияния куда более крупные и далекие частицы. Так постепенно образовались звезды, которые были достаточно сильны, чтобы удержать возле себя проплывающие мимо планеты и астероиды. С рождением тебя, Солнечная система!

Именно благодаря гравитации стало возможным зарождение жизни на Земле. Нам, например, нужна вода. Но без гравитации вода бы не текла по рекам и океанам. Не было бы и воздуха, ведь именно гравитация удерживает его молекулы в атмосфере, которая нужна нам не только для дыхания, но и для защиты от солнечной радиации. Без гравитации все эти молекулы воды и воздуха, машины, люди, даже контейнеры для мусора просто разлетелись бы по бескрайнему космосу.

Иногда термин «отсутствие гравитации» не совсем корректно употребляется по отношению к полетам большинства ракет. На астронавтов, работающих на орбите Земли, по-прежнему воздействует сила гравитации. Космические корабли, как, например, Международная космическая станция, находятся на высоте примерно в 400 километров, где сила притяжения лишь на 10 % слабее, чем на поверхности планеты. И «летают» астронавты по очень простой причине. Чтобы запустить что-нибудь на орбиту, будь то космический корабль, спутник связи или останки Тимоти Лири, необходима ракета, которая сможет быстро и высоко оторваться от Земли, пока планета не замедлит ее полета и не начнет притягивать к себе обратно. Но это «падение» будет идти по кругу, а не просто вниз. Земля будет как бы притягивать и отталкивать ракету одновременно, заставляя ее двигаться по орбите своего вращения. Хотя это движение и не бесконечно: на околоземной орбите есть участки, где она пересекается с атмосферой планеты. На таких участках воздуха достаточно, чтобы создать легкую сопротивление и опустить корабль [15] Или мешок для мусора с космической станции, или даже фирменный шпатель НАСА. Когда астронавты выбрасывают что бы то ни было в космос, они превращают это в спутник Земли, и у того уходят недели и даже месяцы на то, чтобы затормозиться и упасть с орбиты. Термин «спутник» применяется к любому объекту, движущемуся по орбите вокруг планеты. Тот самый шпатель используется для ремонта наружной части шаттла в случае повреждений, наносимых космическим мусором, который также движется по орбите Земли. Однако волноваться по поводу смерти от нечаянно упавшего с неба шпателя или останков ЛСД-гуру доктора Лири не нужно: подобные вещи сгорают сразу, как только возвращаются в атмосферу. (Доктор Лири был рекремирован в 2003 году.) даже без помощи ракет. А для того чтобы вообще вырваться из зоны действия земного притяжения, скорость полета должна быть не менее 40 тысяч километров в час. Чем массивнее небесное тело, тем труднее преодолеть силу его притяжения. А для того чтобы вырваться из черной дыры (большой коллапсирующей звезды), нужно лететь со скоростью света (около 300 тысяч км/с). Другими словами, даже свет не может спастись из черной дыры. Именно поэтому она такая черная.

Вернемся к невесомости. С весом не все так просто. Я всегда относилась к своему весу как некоей данности, физической характеристике своего тела, такой же, как рост или цвет глаз. Но это не совсем верно. На Земле я вешу 58 килограммов, но на Луне, где гравитация в шесть раз слабее, я буду весить не больше средней собаки. Получается, что мой вес не совсем мой. Настоящего веса не существует, есть только настоящая масса, вес же зависит от гравитации. Другими словами, вес — это показатель того, как быстро вы упадете на землю, если вас сбросить вниз, как Ньютоново яблоко. (На Земле, если нет сопротивления воздуха, которое будет сдерживать ваше падение, из-за гравитации каждую секунду скорость будет увеличиваться примерно на 35 км/ч.) Даже когда вы просто стоите, вы находитесь под влиянием силы гравитации Земли. Вы не падаете, вы просто не отрываетесь от нее. Ускорение как напольные весы: если ничего на них не давит, они показывают ноль. Если нет сопротивления, как в случае свободного падения по орбите, тогда вы ощущаете невесомость.