В американском сериале о недалёком будущем «Сотня» («The 100») есть такой эпизод. Космический корабль с подростками на борту возвращается с космической станции на Землю. После вхождения корабля в атмосферу один из подростков встаёт с кресла и начинает демонстрировать своё мастерство плавания в невесомости. Ему говорят, что это глупо, и он может пострадать. С этим эпизодом что-то не так, но что именно?
Описанный эпизод напрямую связан с гравитацией, рассказывает Wired. Итак, гравитация представляет собой фундаментальное взаимодействие между собой объектов, имеющих массу. Сила гравитации зависит от расстояния между объектами и их массы. Чем дальше объекты друг от друга и чем меньше их масса, тем слабее гравитация.
Не углубляясь в подробности, можно привести аналогию, понятную каждому читателю. Вы стоите и беседуете с товарищем. У вас обоих есть масса, а значит – и гравитация, которая притягивает вас друг к другу. Но учитывая все параметры, сила гравитации в этом случае крошечная, и ни вы, ни ваш товарищ её не ощущаете. Но если бы масса вашего друга равнялась массе Земли, а расстояние между вами – радиусу нашей планеты, то сила гравитации между вами стала бы вполне ощутимой. Равнялась бы она примерно 680 Ньютонов – именно такова сила гравитации для человека на поверхности Земли.
Когда вы движетесь с Земли в космос, масса обоих объектов остаётся неизменной, и есть лишь одно переменное значение – расстояние между вами и Землей. Чем оно больше, тем меньше сила гравитации. На орбите, в 400 километрах над поверхностью Земли, на человека действует сила гравитации, составляющая примерно 88% от гравитации на Земле.
Почему же космонавты летают? Дело в том, что в космосе единственная сила, воздействующая на человека – это гравитация. Представьте себе башню гигантской высоты, достигающую космоса. На человека, стоящего на её вершине, воздействуют две силы: гравитация тянет его вниз, башня толкает вверх. Невесомость на орбите вызвана только тем, что там на человека не воздействует никакая сила, кроме гравитации.
Невесомость можно ощутить, и не побывав на орбите. Например, посетив аттракцион вроде «Башни ужаса», где вас в специальном кресле поднимут на большую высоту, потом опустят в свободное падение и плавно остановят лишь около земли. В начале падения вы испытаете нечто близкое невесомости. Такой же эффект наблюдается при резком снижении самолёта.
Так что же не так со сценой из «Сотни»? А то, что парень, изображающий невесомость, делает это уже после входа в атмосферу. На корабль действует снизу сопротивление воздуха, и свободно парить подросток не может.
Исправить эту оплошность авторы сериала могли очень просто – упражнениями в невесомости юные космонавты должны заниматься немного раньше, до входа в атмосферу. А при возникновении аэродинамического сопротивления каждый непослушный смельчак больно ушибается о стенки корабля. И сюжет не страдает, и научность соблюдена!
