Вновь отвечаем на вопрос одного из наших читателей.
Что будет, если с поверхности Луны выстрелить из автомата калашникова в направлении Земли? Пуля упадёт обратно на Луну или преодолеет лунное притяжение и попадёт на Землю?
В этом вопросе заключено сразу несколько, а именно:
- возможен ли выстрел из огнестрельного оружия на Луне в принципе?
- достаточна ли стартовая скорость пули из АК для преодоления притяжения Луны?
- как будет отличаться стартовая скорость пули в земных и лунных условиях?
Давайте разбираться в этих вопросах по порядку.
Возможен ли выстрел на Луне?
Вообще даже обладая оружием, запускающим снаряды с Луны с достаточной скоростью «на глазок» выпустить снаряд так, чтобы он долетел до Земли по баллистической траектории задача крайне нетривиальная. Изменение угла прицеливания всего на пару градусов ввиду огромного расстояния до цели может легко увести снаряд очень далеко от цели. Для точного прицеливания необходимо проводить точные расчёты и выверять положение ствола при выстреле с точностью до угловых секунд. Допустим потенциальный стрелок это сделал.
Существует распространенное мнение, что выстрел в открытом космосе и в том числе на Луне будет невозможен из-за отсутствия там кислорода. Однако это не так. Во-первых современные патроны и так герметичны и доступа воздуха к пороховому заряду всё равно нет, поэтому с точки зрения патрона нет никакой разницы где происходит выстрел: в атмосфере, под водой, в вакууме.
Дело в том, что порох уже содержит в себе окислитель, поэтому может гореть без доступа кислорода. Поэтому выстрел из огнестрельного оружия абсолютно возможен в космическом вакууме и на Луне в том числе. Более того подобный опыт уже проводился. В конце 60-х СССР проводил огневые испытания орбитальной пушки, которая была слегка модифицированной 23-мм авиационной пушкой. Во время планового схода станции «Алмаз» с орбиты было произведено несколько успешных выстрелов.
Долетит ли пуля с Луны до Земли?
Ответить на этот вопрос достаточно просто. Чтобы преодолеть притяжение Луны пуля должна развить вторую космическую скорость для Луны, т.е. 2.38 км/с. Такая скорость должна быть у пули в момент, когда она покидает ствол оружия, так как после этого ускорение пуле получить будет неоткуда. Скорость, с которой пуля покидает ствол автомата Калашникова в земных условиях — 910 м/с или 0.91 км/с, т.е. более чем в два раза меньше требуемой скорости, чтобы пуля имела шанс преодолеть притяжение Луны.
Более того, на Земле не существует огнестрельного оружия, которое могло бы выпустить пулю с достаточной скоростью. Из огнестрельного оружия самая большая начальная скорость пули у патрона .220 Swift фирмы Winchester. Она равна 1200 м/с.
Достаточную скорость имеют снаряды выпускаемые американским военным рельсотроном, но это, все же, не огнестрельное оружие.
Как повлияют лунные условия на стартовую скорость пули?
Может сложиться впечатление, что стартовая скорость пули выпущенной из огнестрельного оружия на Луне будет больше. Во-первых потому, что на Луне в стволе не будет воздуха и пуля не будет испытывать сопротивления при движении. Во-вторых, потому, что на пулю будет действовать меньшая сила тяжести.
Однако на практике это не так. Наличие или отсутствие воздуха в стволе не оказывают никакого влияния на начальную скорость пули. Даже в земных условиях пуля не испытывает сопротивления воздуха двигаясь в стволе. Это происходит потому, что часть пороховых газов прорываются вперёд и движутся впереди пули вытесняя любой воздух, который мог бы быть в стволе. Пуля движется в попутном потоке газов и не испытывает встречного трения.
В этом легко убедиться посмотрев видеозаписи выстрелов в замедленном темпе. Легко увидеть, что сперва ствол покидает облачко пороховых газов и только потом из них вылетает пуля.
Вот при дальнейшем движении пули на Земле и Луне разница будет. На Земле пуля будет испытывать трение о воздух и будет тормозить быстрее, однако так как мы рассматриваем условия на Луне и нас интересует тольк стартовая скорость пули на выходе из ствола, то то, как пуля будет вести себя на Земле не играет для нас никакой роли.
Что же касается разницы в силе тяжести, то действительно из-за меньшей силы тяжести пуля выпущенная на Луне будет двигаться быстрее. Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше силы тяжести на Земле, но это не значит, что стартовая скорость пули будет в шесть раз больше. Силы действующие на пулю складываются, а не перемножаются. Так как сила, с которой расширяющиеся пороховые газы выталкивают пулю из ствола в десятки тысяч раз превосходят силу тяжести как на Луне, так и на Земле, это означает, что на Луне равнодействующая сил действующих на пулю в стволе будет на сотую долю процента больше чем на Земле и разница в стартовых скоростях на Луне и Земле будет где-то в 3-4-м знаке после запятой. Поэтому использовать земные справочные значения стартовых скоростей пуль и снарядов для наших целей вполне корректно.
Таким образом ответ на поставленный вопрос звучит так: нет, пуля выпущенная из автомата Калашникова и равно как и из любого другого современного огнестрельного оружия не имеет шансов долететь с Луны до Земли.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon .
