Что будет, если выстрелить из пистолета или пушки в космосе
В далёкой‑далёкой галактике звёздные войны ведутся с применением лазеров и бластеров. Однако всё это высокие технологии, прототипы которых на нашей планете только‑только разрабатываются, дорого стоят и сложны в эксплуатации. Пройдёт ещё немало времени, пока их доведут до ума.
Но что делать, если инопланетяне нападут уже сейчас? Очевидно, отстреливаться от них старым добрым пороховым оружием, которое давно неплохо себя зарекомендовало. Давайте предположим, что будет, если применить такое на орбите Земли.
Скорее всего, вы это и так знаете, но на всякий случай напомним. Оружие это стреляет так: ударный механизм выбивает искру, которая поджигает порох либо аналогичное вещество. Оно сгорает, расширяющиеся пороховые газы выталкивают снаряд из ствола, и тот летит куда надо. Или куда не надо — смотря как прицелиться.
Кто‑то может сказать, что горение на орбите невозможно, потому что для него нужен кислород, а его там нет. Это значит, что выстрел не случится?
Нет, современное оружие вполне способно сработатьCan you fire a gun in space? / BBC Science Focus Magazine даже в вакууме. Дело в том, что производимые сейчас боеприпасы имеют собственный окислитель, который находится в герметичном патроне вместе с порохом или другой взрывчатой смесью. Так что не переживайте, можно обойтись и без атмосферного кислорода.
В космосе, если так посмотреть, стрелять даже проще, чем на Земле. Во‑первых, отсутствие атмосферы положительно скажется на баллистических качествах пули, так как сопротивлением воздуха можно будет пренебречь. Во‑вторых, не придётся навинчивать глушитель или надевать на голову наушники — звука выстрела всё равно никто не услышит.
Но, в сущности, выстрел в невесомости будет мало отличаться от обычного. Разве что дымный след появится не облакоподобный, как в атмосфере, а сферическийWhat would happen if you shot a gun in space? / Live Sciense, потому что все частицы будут разлетаться прочь от дула с равной скоростью.
Итак, вы захватили винтовку, пистолет или ручной пулемёт и вышли из своего космического корабля, чтобы произвести этот сугубо научный эксперимент. Прогремел (ну, метафорически) выстрел. Что случится?
На большинстве научно‑познавательных сайтов можно встретить утверждение, что снаряд улетит в космос и будет скитаться по его просторам вплоть до конца Вселенной.
Но на самом деле результаты зависят от быстроты полёта пули. Обычно дульная скорость для пистолетных патронов составляетSpeed of a Bullet / The Physics Factbook 370–460 м/с (цифры варьируются у разных боеприпасов), у промежуточных и винтовочных — до 1 000 м/с. Охотничий патрон‑рекордсмен 0.220 Swift может выдать 1 200 м/с.
Первая космическая скорость для Земли равнаКосмические скорости / Астронет 7 910 м/с. То есть именно с ней надо нарезать круги по орбите нашей несчастной планеты, чтобы не улететь от неё в бесконечность и, наоборот, не упасть обратно.
Предположим, что именно так вы со своим ружьём и кружите. Вторая космическая скорость, которую надо набрать, чтобы улететь от Земли насовсем, — 11 200 м/с. Разница между ними равна 3 300 м/с.
То есть если вы будете стрелять пулей с дульной скоростью меньше 3 300 м/c, в глубины космоса она не улетит.
Снаряд останется крутиться на орбите Земли. Просто апогей (верхняя точка орбиты) у него будет выше, чем ваш, и пуля будет то взлетать, то падать близ нашей планеты вечно. Ну или по крайней мере очень долго. Передайте параметры орбиты пули космонавтам с МКС, чтобы их случайно не убило. Впрочем, им не привыкать к столкновениям с космическим мусором.
Допустим, мы возьмём боеприпас с начальной скоростью побольше, но какой? Даже если бахнуть120mm Ke‑W A1 Apfsds‑T / Military Technology из танковой пушки бронебойным оперённым подкалиберным снарядом, у него этот показатель будет где‑то 1 700, максимум — 1 900 м/с, и это рекорд. Не дотягиваем до 3 300. Кроме того, нам придётся ждать, пока Илон Маск достроит свой Starship, чтобы довезти до орбиты танк.
Но мы можем задействовать экспериментальную 18‑метровую газовую пушку, которую разработалиFastest Gun on Earth: Goals Go Beyond Planet — The New York Times инженеры компании Sandia National Laboratories. Сейчас такие орудия использует NASA в своих экспериментах, чтобы имитировать в лаборатории столкновения космических кораблей с мусором и метеоритами. Она выпускает заряд со скоростью до 8 500 м/с — а рекорд был вообще 16 000 м/с.
И вот если выстрелить из неё, снаряд таки преодолеет гравитационное притяжение Земли. А потом, возможно, и Солнца — если стрелять в сторону, противоположную движению нашей звёздной системы по Млечному Пути. Тогда‑то пуля наконец улетитКосмические аппараты, покидающие Солнечную систему / Heavens Above от нас далеко и никогда не вернётся.
Для сравнения, космический аппарат «Вояджер‑1» уносится вон из Солнечной системы на скорости 16 951 м/с.
После выстрела в пустоту пуля будет блуждать по космосу вечноWhat would happen if you shot a gun in space? / Live Science, так как Вселенная расширяется намного быстрее, чем она летит. А значит, снаряд никогда не встретит мало‑мальски значимого куска материи, который бы мог его затормозить. Ему просто не хватит скорости, чтобы догнать какую‑нибудь туманность или звезду.
Имейте в виду, что выстрел отдачей толкнёт стрелка с его орудием в сторону, противоположную направлению полёта пули. Всё по третьему закону Ньютона.
Но не переживайте, вы не улетите в бескрайние просторы космоса, как ваш снаряд, потому что среднестатистический человек весит всё-таки побольше пули. А скафандр (который вы, наверное, надели) для внекорабельной деятельности и вовсе за центнер может перевалить.
И даже если сверхбыстрая пуля из нашей экспериментальной установки улетит на скорости в несколько километров в секунду, вас разгонит в противоположную сторону не более чем на метр‑другой. Этого, правда, хватит, чтобы потерять свой космический корабль, так что привяжитесь к нему страховочным тросом заранее.
Советский космический аппарат «Салют‑3» первым в истории в 1975 году произвёл A. A. Siddiqi. Challenge to Apollo: The Soviet Union and the Space Race несколько пробных выстрелов из 14,5‑миллиметровой автоматической пушки. Готовились отражать предполагаемые нападения американских шаттлов, ничего особенного. После каждого выстрела станция корректировала своё положение двигателями орбитального маневрирования.
При условии, что ваш скафандр снабжён установкой для перемещения и маневрирования космонавта (УПМК), отдача не помешает поддерживать стабильную орбиту.
Но вот чего действительно стоит опасаться — так это возможности попасть в себя. Если выпустить пулю из обычного пистолета или винтовки, не способной выкинуть снаряд за пределы гравитационного колодца Земли, она выйдетWhat would happen if you shot a gun in space? / Live Science на эллиптическую орбиту, совершит круг и вернётся туда же, где начала движение.
Правда, чтобы поразить себя в спину, надо учесть все параметры орбиты пули, потому что космос слишком большой. Так что случайно застрелиться вряд ли получится, но всякое бывает.
Но вообще подстрелить самого себя на орбите слишком сложно — расстояния в буквальном смысле космические, не прицелишься.
Гораздо легче это можно провернутьWhat would happen if you shot a gun in space? / Space.com, стоя на высокой горе на поверхности Луны. При условии, что вы разместили винтовку строго параллельно поверхности и дульная скорость пули равна 1 600 метров в секунду. А точнееПервая космическая скорость Луны / Калькулятор, 1 678 м/c — это первая космическая для Луны.
Так вы создадите миниатюрный спутник, который убьёт любого, кто посмеет на эту гору залезть. Главное, после выстрела сразу пригнитесь и уползите. А затем можно объявить покорённую вершину своей, и никто не посмеет её у вас отнять.
