Подобно тому, как Конституция является Основным Законом любого современного государства, законы сохранения материи и сохранения энергии являются основами мироздания. Те, кто хорошо знают историю развития физики, вспомнят про Карла Мора, в 1837 году написавшего:
«В зависимости от обстоятельств оно [энергия или работа] может проявляться как движение, химическое сродство, сцепление, электричество, свет и магнетизм; и из любой из этих форм оно может трансформироваться в любую другую».
В нынешних школах, скорее будут вспоминать формулировку Ломоносова от 1748 года, хотя она относится только к явлениям механики:
Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте… Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает.
Впрочем, люди интуитивно чувствовали это и раньше. Многие ученые и изобретатели основывали свои работы и рассуждения на необходимости соблюдения этого закона. Ведь и высказывание Ломоносова в сущности только лишь повторяет формулировку Рене Декарта, высказанную им еще в 1644 году:
Когда одно тело сталкивается с другим, оно может сообщить ему лишь столько движения, сколько само одновременно потеряет, и отнять у него лишь столько, насколько оно увеличит своё собственное движение.
Да что там ученые! Толковые политики это тоже предчувствовали. Петр I, деятельно занимавшийся развитием науки и промышленности, обратил внимание на гремевшую в Европе сенсацию - вечный двигатель некоего Орфиреуса. Однако сомнения на этот счет у Петра были немалые...
В 1715 г. он поручил канцлеру А.И. Остерману собрать сведения о машине Орфиреуса. Доклад Остермана не развеял сомнений Петра, так что, прежде чем потратить деньги на новинку, он поручил еще одному своему посланцу все перепроверить. На что тот писал:
«... с господином профессором Вольфом о том рассуждал, и оному Вашего Императорского величества высокое намерение объявил, яко хотя для пользы всенародной охотно некоторую сумму денег выдать, однако же не напрасно бросить, желаете.»
Позднее царю было доложено следующее:
«французские и английские математики ни во что почитают все оные перепетуи мобилес и сказывают, что оное против принципиев математических»
В общем, жулик так ничего из российской казны и не получил.
Таким образом, мы имеем право ТРЕБОВАТЬ от ПРОФПРИГОДНОГО руководителя государства понимания самых элементарных, ШКОЛЬНЫХ основ законов природы, НУ ХОТЯ БЫ на уровне не хуже 300-летней давности. Чтобы он не дискредитировал ни страну, ни себя лично, если некие подхалимы попытаются насвистеть ему всякую средневековую чушь про "перепетуи мобилес".
Посему зададимся вопросом: может ли некая ракета без ядерного заряда врезать в землю так, что энергия соударения будет соизмерима с ядерным взрывом?
Для определенности возьмем снятую с вооружения по международным договорам ракету средней дальности, известную под названием "Пионер". Вот какие ее характеристики приводит Википедия (возьмем только то, что нам может понадобиться).
Полет любой ракеты сопровождается немалым количеством превращений одних форм энергии в другие. Первоначально вся энергия ракеты заключена в химической форме в содержащемся в ней топливе. Затем, при сгорании топлива в ракетном двигателе, она переходит в тепловую, а затем - в кинетическую энергию вылетающих из сопла раскаленных газов. По третьему закону Ньютона все это придает движение, то есть кинетическую энергию, самой ракете. Когда двигатели отработают, кинетическая энергия ракеты станет убывать, переходя при этом в потенциальную энергию поднятой над Землей тяжести. В наивысшей точке траектории кинетическая энергия уменьшится до минимума (при строго вертикальном подъеме - вообще до нуля), зато потенциальная станет максимальной. А затем ракета начнет падение на Землю, обратно превращая потенциальную энергию в прибавку энергии кинетической. И всякое такое преобразование сопровождается потерями энергии - когда ничтожными, а когда - и очень большими.
Таким образом, мы с самого начала видим, что энергия финального удара никак не может быть больше изначального запаса энергии в топливе, содержащемся в баках ракеты.
Стартовая масса "Пионера", как мы видим - 37 тонн. Однако понятно, что, хотя для ракет топливо и составляет большую часть массы, но ведь не 100 %. Сколько? В вики это не указано, но нам особо точный расчет и не нужен. Нам важно хотя бы оценить порядок величины. Возьмем, пожалуй, самую знаменитую твердотопливную ракету, подробно и открыто описанную - твердотопливный ускоритель от "Шаттла". Его масса -580 тонн из которых топливо составляет 499. Думаю, мы не сделаем очень уж большую ошибку, применив эту пропорцию к нашей ракете и оценив массы, как 31,8 + 5,2 тонны.
Сколько же энергии содержится в 31,8 тоннах ракетного топлива? Вот таблица энергоемкости разных видов топлива.
Ой, а что ж так мало? А дело в том, что когда мы считаем теплотворную способность бензина или угля (или сливочного масла), то подразумеваем, что второй реактив для химической реакции горения - кислород, мы можем взять в неограниченном количестве из окружающего воздуха. Тогда как ракета окружающий воздух не использует. Окислитель, нужный для сжигания топлива, она тоже берет с собой. Либо в отдельном баке в случае жидкого топлива, либо прямо в составе топлива твердого. Вот и получается, что для керосина, используемого в керосиновой лампе или примусе, теплотворная способность - 45 МДж/кг, а если разверстать это еще и на необходимое для его полного сжигания количество жидкого кислорода, то получается всего 9,2. Эту цифру мы и примем, тем более, что она, как мы видим по таблице, также соответствует неплохому твердому ракетному топливу. ("Пионер" - твердотопливный).
Бомба, сброшенная на Хиросиму, имела энерговыделение, даже по самым минимальным оценкам равное 13 тысячам тонн тротила. Поскольку в таблице выше и тротил тоже имеется, то мы уже сейчас можем подсчитать, что запас энергии в топливных баках ракеты эквивалентен 19,5 тонн тротила - в 667 раз меньше! И это ЕЩЕ ТОЛЬКО ПЕРЕД СТАРТОМ.
Что же останется от него дальше? Каков, к примеру, КПД ракетного двигателя?
Во многих других таблицах в Интернете также приводится КПД ракетного двигателя в 47%. Так что наши 19,5 т моментально "усыхают" до 9,2.
Идем дальше - учтем гравитационные потери. Сколько кинетической энергии придаст взлетающей ракете двигатель, создающий тягу, равную ее весу, то есть создающий ускорение в 1G? - Ответ: нисколько. Ракета будет просто неподвижно висеть в воздухе. Двигатель, создающий ускорение в 2G, передаст ракете только половину своей энергии, создающий ускорение в 3G - уже две трети. Подадим милостыню нуждающимся и примем, что среднее ускорение ракеты - 10G, хоть это и явно завышено. Так что в кинетическую энергию ракеты перейдет никак не больше 8,3 тонны тротилового эквивалента.
Где уж тут сравнивать с Хиросимой! Штучка, лежащая на столе перед этими господами - "Davy Crocket", один из самых малых ядерных зарядов в истории. Весил всего 34 кг и мог запускаться с помощью легкого безоткатного орудия даже с джипа. Энерговыделение соответствует 10-20 тоннам ТЭ. Расчет орудия мог безопасно для себя стрелять даже на 700-800 метров. Тут американцам можно верить, поскольку создан этот заряд был в 50-е годы, задолго до договоров о запрещении ядерных испытаний, так что "Davy Crocket" был дважды испытан самым что ни на есть натуральным образом. Как мы видим уже сейчас, удар обычной ракеты даже до этой малышки не дотягивает. Однако мы еще учли далеко не все.
Надо учесть еще и то, что немалая часть энергии топлива будет придавать кинетическую энергию... еще не сгоревшему топливу. То есть тому, что потом просто-напросто вылетит из ракеты и в финальном ударе участвовать не будет. Тут даже уполовинить энергию, которая останется на долю боеголовки, будет мало - сами помните, какую часть веса ракеты составляло топливо. Ну да ладно, пусть будет 4,1 тонны.
Пустые и легкие, но при этом объемистые, топливные баки в атмосфере изрядно "парусят". Они не только тормозят боеголовку. Хаотические аэродинамические силы еще и непредсказуемо отклоняют ракету. Это все равно, как пытаться поразить танк, выстрелив в него не снарядом, а пустой пластиковой бутылкой. Так что конструкторы баллистических ракет быстро поняли - боеголовку непременно надо от ракеты отделять. Таким образом, основная часть ракеты отделяется от боеголовки, унося свою долю кинетической энергии. Конечно, падая на землю, эта часть тоже может причинить неприятности, но объемистые пустые баки сильно тормозятся воздухом и падают с небольшой скоростью, да еще и вдалеке от цели.
Сильно сомневаюсь, чтобы вместилище для твердого ракетного топлива, способное выдержать бешеный напор пороховых газов, жаростойкое сопло, гидроприводы управления и источники энергии для них весили меньше, чем 1,7 тонны боевой части. Так что нам надо снова примерно уполовинить кинетическую энергию боевой части, доведя ее до двух с небольшим тонн в тротиловом эквиваленте. А ведь есть еще и немалое аэродинамическое сопротивление, также отнимающее кинетическую энергию. Любите поговорить про гиперзвук? - А оно к нему обязательно прилагается.
В последнее время в прессе звучали оценки, что энергия такого удара примерно равна той же массе тротила. Как видите, и мы пришли примерно к такому же выводу.
Много ли это - 1,5-2 т тротила? Откроем любые мемуары советских летчиков времен Великой Отечественной войны. Например, книгу знаменитого А.И. Покрышкина "Небо войны".
«- Я "Тигр", я "Тигр". В направлении Краснодара идут три девятки "Юнкерсов". Прикройте город.
Я ответил командиру дивизии, что приказ принял, и немедленно изменил курс.»
Вот еще дальше:
Западнее Новороссийска нам встретились три группы вражеских самолетов. Восемьдесят один (то есть девять девяток) бомбардировщик в сопровождении десяти "мессеров". Я приказал Федорову сковать четверкой истребителей противника, а сам вместе с парой Речкалова пошел в атаку на "Юнкерсов".»
Обычной бомбовой нагрузкой "Юнкерса-87" было 500 кг бомба на центральном узле подвески и 4 шт. по 50 кг под крыльями. Иногда вместо этого брали одну 1000-кг бомбу. То есть, чисто кинетический удар такой ракетой - это даже не волна из нескольких девяток устаревших тихоходных "Лаптежников", прозванных так за неубирающееся шасси. И даже не одна девятка. А всего лишь пара-тройка подобных машин. Ничего сверхъестественного. И никакие "умозрительные" сравнения типа "Это же как метеорит" этого не изменят.
Завершить эту статью хотелось бы строками из классической "Занимательной физики" Я. Перельмана:
«Безнадежная погоня за вечным двигателем многих людей сделала глубоко несчастными. Я знал человека, тратившего все свои заработки и сбережения на изготовление моделей вечного двигателя и дошедшего вследствие этого до полной нищеты. Он сделался жертвой своей неосуществимой идеи. Полуодетый, всегда голодный, он просил у всех дать ему средства для постройки "окончательной модели", которая уже "непременно будет двигаться". Грустно было сознавать, что этот человек подвергался лишениям единственно лишь вследствие плохого знания элементарных основ физики.»