А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы - Рэндалл Манро

На самом деле, человек мог бы взлететь на Титане, используя лишь силу собственных мускулов. Человеку с дельтапланом удалось бы взлететь и парить исключительно с помощью: гигантских плавательных ласт, надетых на ноги, или даже просто размахивая искусственными крыльями. Физические затраты минимальны – возможно, потребуется не больше усилий, чем при ходьбе.

Оборотной стороной медали (а оборотная сторона всегда имеется) будет холод. На Титане температура составляет 72 градуса по шкале Кельвина, что примерно соответствует температуре жидкого азота. Исходя из расчетов, основанных на стандартах обогрева легкомоторных самолетов, я бы предположил, что кабина «Сессны» на Титане будет терять тепло со скоростью два градуса в минуту.

Батареи смогут поддержать тепло еще некоторое время, но в итоге самолет замерзнет и рухнет на поверхность. Космический зонд «Гюйгенс», который падал на Титан с практически опустошенными батареями и делал в процессе увлекательные снимки, замерз насмерть всего через несколько часов, проведенных на поверхности: после приземления он смог отправить на Землю лишь одну фотографию.

Если бы люди нацепили искусственные крылья, чтобы взлететь, мы могли бы воплотить миф об Икаре в его титановой версии: крылья замерзли бы, развалились, и мы разбились бы насмерть.

Но я никогда не считал историю Икара назиданием о том, что для человечества существуют пределы. Я считаю ее просто предупреждением о том, что есть пределы использования воска в качестве клея. Проблема холода на Титане – всего лишь инженерная проблема. Если нашу «Сессну-172» соответствующим образом оборудовать и правильно подобрать источники тепла, она вполне могла бы полететь над Титаном – и мы тоже.

Странные (и тревожные) вопросы из папки «Входящие» сайта «А что, если?»

ВОПРОС: Какова общая питательная ценность (калории, жиры, витамины, минералы и т. д.) тела среднего человека?

ВОПРОС: До какой температуры должна быть нагрета цепная пила (или другой режущий инструмент), чтобы моментально прижечь раны, которые она же и нанесет?

Да пребудет с вами Сила!

ВОПРОС: А что, если измерить Силу, которую может вырабатывать магистр Йода? Какова будет ее мощность?

ОТВЕТ: Я (конечно же!) не буду брать в расчет приквелы.

Самым ярким проявлением Силы в оригинальной трилогии была сцена, когда Йода поднял звездный истребитель X-wing Люка из болота. Если говорить исключительно с точки зрения перемещения физических объектов, это было самым энергозатратным действием с использованием Силы на протяжении всей трилогии.

Энергия, необходимая, чтобы поднять объект на заданную высоту, равна массе объекта, умноженной на ускорение свободного падения и эту высоту. Сцена с истребителем позволяет рассчитать минимальный уровень пиковой выходной мощности Йоды.

Сначала нужно понять, насколько тяжел этот летательный аппарат. Масса X-Wing нигде официально не указана, зато известна его длина – 12,5 м. Истребитель F-22 имеет длину 19 м и вес 19 700 кг. Исходя из этого соотношения, можно оценить массу X-Wing примерно в 5 тонн.

Дальше нам нужно знать, как быстро он поднимался из болота. Я просмотрел соответствующие кадры фильма и замерил время, за которое X-Wing поднялся из воды.

Передняя посадочная опора поднимается из воды примерно за три с половиной секунды, и я оценил ее длину примерно в 1,4 м (основываясь на сцене из фильма «Новая надежда», когда кто-то из команды протискивается мимо нее), из чего можно заключить, что X-wing поднимался со скоростью 0,39 м/с.

Наконец, нам надо знать силу гравитации на Дагобе. Здесь, думал я, мы точно окажемся в тупике, потому что, несмотря на весь фанатизм поклонников «Звездных войн», вряд ли где-то есть подробное описание геофизических характеристик каждой планеты этой вселенной. Правильно?

Не, неправильно. Я недооценил фэндом. На сайте Wookieepeedia выложен как раз такой каталог, и он сообщает нам, что поверхностная гравитация на Дагобе составляет 0,9 g. Если принять в расчет массу X-Wing и скорость подъема, это дает нам пиковую выходную мощность:

Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией квартал домов в пригороде; примерно такова же (25 лошадиных сил) мощность электрической модификации автомобиля Smart. С учетом нынешних цен на электричество Йода обойдется нам примерно два доллара в час.

Но телекинез – только один из вариантов проявления Силы. А как насчет той молнии, которой Император пытал Люка? Она никак не объясняется с точки зрения физики, но катушки Тесла способны демонстрировать аналогичные эффекты и использовать где-то 10 киловатт, что примерно приравнивает Императора к Йоде. (Обычно катушки Теслы используют много коротких импульсов. Если Император поддерживает постоянную электрическую дугу, как при электросварке, мощность может измеряться и в мегаваттах.)

Так как насчет Люка? Я исследовал сцену, где он впервые использует Силу, чтобы вытащить световой меч из снега. Здесь сложно рассчитать цифры, но я просмотрел сцену по кадрам и приблизительно оценил пиковую выходную мощность Люка в 400 Вт. Это малая доля от 19 кВт Йоды, и Люк поддерживал ее только в течение доли секунды.

Так что, похоже, Йода – лучшее, что у нас есть в качестве источника энергии. Но с учетом того, что всемирное потребление электроэнергии превышает 2 тераватта, потребуется сто миллионов Йод, чтобы удовлетворить наши запросы. С учетом всего этого переход на энергию Йоды, скорее всего, не стоит трудов, хотя эта энергия и была бы «зеленой» – в самом буквальном смысле слова.

Транзитные штаты

ВОПРОС: Над каким штатом США чаще всего пролетают самолеты?

ОТВЕТ: Когда речь заходит о «транзитных» (flyover) штатах, обычно в воображении предстают эти большие прямоугольные штаты там, на Западе, над которыми мы пролетаем из Нью-Йорка в Лос-Анджелес или из Сан-Франциско в Чикаго, никогда не приземляясь по дороге.

Но над каким штатом действительно пролетает самое большое количество самолетов? Очень многие полеты проходят вдоль Восточного побережья – легко себе представить, что перелетов над Нью-Йорком больше, чем над штатом Вайоминг.

Чтобы выяснить, какие штаты в самом деле можно назвать транзитными, я просмотрел более 10 000 воздушных маршрутов, выясняя, над какими штатами проходит каждый из них.

Удивительно, но штат, над которым пролетает больше всего самолетов, не приземляясь и не взлетая с его территории, это…

Результат меня удивил. Я вырос в Вирджинии и точно никогда не думал о ней как о «транзитном» штате. Этот факт тем более удивителен, что в Вирджинии есть несколько крупных аэропортов – в частности, именно на ее территории расположены два из них, обслуживающих Вашингтон – Национальный аэропорт имени Рейгана и международный аэропорт Даллеса, то есть большая часть полетов в федеральную столицу и из нее не засчитываются в качестве транзитных перелетов над Вирджинией, поскольку эти самолеты садятся в самой Вирджинии.

Вот карта штатов США, раскрашенная в зависимости от количества ежедневных перелетов:

Сразу за Вирджинией следуют Мэриленд, Северная Каролина и Пенсильвания. Над этими штатами транзитных перелетов куда больше, чем над остальными.

Так почему же все же Вирджиния? Тут есть несколько факторов, но главный из них – это международный аэропорт Хартс-филд – Джексон в Атланте, самый загруженный в мире. Через Хартсфилд – Джексон проходит больше пассажиров и рейсов, чем через аэропорты Токио, Лондона, Пекина, Чикаго или Лос-Анджелеса. Это хаб (домашний аэропорт) авиакомпании «Дельта», которая до недавнего времени была крупнейшей в мире, а это значит, что пассажиры, летящие «Дельтой», часто делают пересадки в Атланте.

Благодаря большому количеству полетов из Атланты на северо-запад США, 20 % всех полетов из Атланты пересекают Вирджинию, а 25 % – Северную Каролину, внося немалый вклад в статистику обоих штатов.

Однако Атланта – не главный фактор. Аэропорт, рейсы которого чаще всего пролетают над Вирджинией, оказался для меня сюрпризом: международный аэропорт Пирсон в Торонто! На первый взгляд, это несколько неожиданная отправная точка для рейсов, пересекающих Вирджинию, и тем не менее самолеты из крупнейшего аэропорта Канады летят над Вирджинией чаще, чем рейсы из нью-йоркских аэропортов им. Кеннеди и Ла-Гвардия вместе взятых.