Космическая опера - поджанр научной фантастики, радующий читателя огромным масштабом, богатым лором со множеством планет, разбросанных по закоулкам галактик, харизматичными героями и загадочными злодеями разных расс и видов, которые управляют величественными разношерстными космическими флотами. А космические корабли, с грациозными красивыми названиями, вооружённые могущественными боевыми системами, сталкиваются в нелешённых спецэффектов схватках, либо с помощью разнородных гипердвигателей путешествуют по просторам Вселенной. Чаще всего интересно и детально описано всё. Чаще, кроме одного.
На канале есть статьи, где рассматривалась важность описания технических средств в научной фантастике, а также и важность своевременных упрощений.
И здесь я бы хотел остановиться вот на чём.
Начну издалека. Из школьного курса физики известно
ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ
Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Где: F - сила тяжести, Н;
G - гравитационная постоянная;
R - расстояние между центрами масс тел, м;
m1 и m2 - массы тел, кг;
Закон распространяется абсолютно на все физические материальные тела во Вселенной. Из формулы закона Ньютона следует, что не только Земля притягивает яблоко (Ньютон открыл закон размышляя над тем, почему яблоко падает перпендикулярно вниз), а яблоко тоже притягивает Землю, но обладающая огромной массой планета остаётся на месте, в то время как яблоко падает на пол.
Вместе с центробежной силой, возникающей от вращения планеты, сила тяготения Земли образует то условие, при котором человек ходит по поверхности и ощущает вес.
Недаром выше подчёркнуто то, что R - расстояние между центрами масс тел. Центр масс человека бесконечно стремится к центру масс Земли, и разделяет их расстояние, равное среднему радиусу Земли - 6371 км.
Оказавшегося вдалеке от планеты человека начинают притягивать все массивные объекты в космосе, в той степени, на каком удалении они находятся, и человек воспаряет в невесомости.
И теперь допустим, что человек оказался не в космосе, а напротив - в центре планеты. Просто представим, что есть условная пустая сфера в центре масс Земли (! Важно, что Земля не идеальный шар, и фактический центр и центр масс её не совпадают) что случится тогда?
Нельзя просто взять расстояние равным нулю и подставить в формулу закона всемирного тяготения. Результат будет неверным, да и расстояние между m1 и m2 может бесконечно стремиться к нулю, но никогда не станет равной ему. Говоря о притяжении на поверхности Земли мы понимаем, что стоим на твёрдом, осязаемом материале, который, в отношении человека, будет всегда под ногами. В центре же этот самый материал будет сверху, снизу, сбоку, сзади - кругом. Со всех направлений материал будет притягивать человека одновременно. Снова невесомость.
А теперь вернёмся к космическим кораблям. Астронавт, находящийся на МКС, пребывает в состоянии невесомости, потому что станция вращается вокруг Земли, как бы бесконечно падает на неё. Если скорость станции с первой космической упадёт до нулевой, то аппарат свалится, читай притянется, на поверхность планеты. А пока станция падает человек сможет ступить на её внутреннюю поверхность (нет, потому что ускорение тяжёлой конструкции больше чем ускорение лёгкого человека внутри. Человек будет прижат к ближайшей поверхности, противоположной направлению падения). Но то касается только орбитальной станции.
Нам же интересен космический корабль, который оказался далеко от массивных объектов космоса. Все окружающие корабль объекты продолжают притягивать его и человека внутри. Также корабль и человек внутри притягивают друг друга. Человек находится в невесомости.
Для наглядности возьмём первый пришедший на ум космический корабль - Звездный разрушитель типа «Имперский» из Звёздных войн.
Нанесём поверх взятой с просторов интернета картинки нехитрую инфографику.
И получится, что все человечки (а их, судя по данным, 46700 членов экипажа!) были бы сконцентрированы возле центра масс корабля, где-то под капитанским мостиком.
Если бы они находились в глубине судна. На поверхности, даже на нескольких палубах, близких к поверхности, можно было бы передвигаться, хоть и не свободно, но близко к привычному, если бы корабль был очень и очень тяжёлым. А, судя по всему, он может потягаться в массе с каким-нибудь естественным спутником или планетоидом.
Приближёнными к правде были бы условия на «Звезде смерти» из той же вселенной, но при условии, что палубы были бы выполнены сферично, а не поперёк корабля (станции? космической базы?)
Что говорить о меньших по размеру кораблях?
Можно было бы использовать магнитные ботинки, которые позволяют как-нибудь передвигаться пешком. Таким приёмом пользовались космонавты в старом советском научно-фантастическом фильме В. Н. Журавлёва «Космический рейс» 1936 года. Фильм снят по мотивам произведения «Вне Земли» Константина Эдуардовича Циолковского. Конечно, в произведениях не было такого способа - космонавты там «резвились» в невесомости и пережидали скачки ускорения ракеты в ваннах с водой - в фильме это режиссёрское допущение. Но в произведении был предложен другой, более действенный и реалистичный способ.
«— Мне хочется, — говорил один из них, — видеть, как льется вода, как падают камни, хочется посидеть и полежать по-настоящему.
— И для этого, — сказал Ньютон, — нет надобности возвращаться домой. Нет ничего легче, как устроить здесь тяжесть. Для этого стоит нашей ракете сообщить вращательное движение — лучше вокруг среднего поперечного диаметра. Тогда в каждой камере от центробежной силы образуется искусственная тяжесть; в крайних — наибольшая, в средней, т. е. в кают-компании, — наименьшая. Тела в них будут падать по продольной оси ракеты, вода литься; все будет, как на Земле: можно сидеть, лежать и ходить, уставать, носить тяжести и ведра, полные воды и т. п…»
«Вне Земли», К. Э. Циолковский
Следующим кто применил хорошую идею стал Артур Кларк в «2001: Космическая Одиссея» 1968 году, несколько «доработав» её до современных реалий фантастики.
«Через несколько минут в иллюминаторе впервые показалась Космическая станция номер один. До нее оставалось не больше десятка километров. Полированные металлические поверхности медленно вращающегося трехсотметрового колеса сверкали в лучах Солнца…
…Осевая часть станции с выдвинутыми вперед причальными направляющими медленно плыла навстречу кораблю. В отличие от всего огромного колеса эта центральная его часть не вращалась или, если угодно, вращалась в обратную сторону со скоростью, точно равной скорости вращения колеса…
…Изнутри камера была покрыта мягкой амортизирующей обивкой, в которую были заглублены ручки. Флойд крепко уцепился за одну из них, и камера начала вращаться, сперва очень медленно, потом быстрее, пока скорость ее вращения не совпала со скоростью всего колеса. И по мере того как камера набирала угловую скорость, он начал отчетливее ощущать прикосновение гравитации, сперва совсем слабой; постепенно его все с большей силой притягивало к цилиндрической стене камеры. Вдруг, словно по волшебству, стена превратилась в искривленный пол, и вот уже Флойд стоит на нем, неуверенно и тихо покачиваясь во все стороны, словно стебель водоросли под волнами прилива. Им завладела центробежная сила, порожденная вращением станции; еще очень слабая здесь, у оси, она возрастала по мере приближения к наружному «ободу».»
«2001: Космическая Одиссея», Артур Кларк
А также в этом романе Кларк тоже облегчил жизнь космических путешественников с помощью специальной обуви:
«Появилась стюардесса. Она шла по узкому проходу справа от тесно расположенных кресел медленно и плавно, будто плыла, с трудом отрывая ноги от пола, словно его поверхность была покрыта клеем. Она не сходила с ярко-желтой ковровой дорожки из велкро, которая тянулась по всему проходу на полу – и на потолке. Эта дорожка и подошвы туфель стюардессы были покрыты множеством мельчайших крючков и сцеплялись друг с другом, как репьи. Такое приспособление для ходьбы в условиях свободного падения в пространстве очень помогало непривычным к невесомости пассажирам.»
«2001: Космическая Одиссея», Артур Кларк
Блестяще обуздали гравитацию братья Стругацкие.
«Хиус» не знает неудобств, связанных с невесомостью. Он движется с постоянным ускорением в десять метров в секунду за секунду, таким же, что и ускорение силы тяжести на поверхности Земли. Таким образом экипаж «Хиуса» избавлен от невесомости и всех ее неприятных последствий.»
«Страна багровых туч», А. Н. и Б. Н. Стругацкие
Каждый способ нуждается в доработке. Но то в нашей суровой реальности, от которой мы и бежим в литературу. А здесь кому воообще нужно, чтобы автор оправдывался, отвлекался на пустячную декорацию - как обеспечить гравитацию на корабле - ведь читатель окунается в космическую оперу не ради обоснованности, а ради впечатлений.
Пишите в комментариях интересные способы комфортной жизни на космическом корабле, которые вы встречали в литературе или свои идеи. Ну и конечно же не забывайте подписаться на канал.
© Олег Старцев, «Нестоличный ЛитераторЪ» 2023г. Эта статья является охраняемым объектом авторских прав! Воспроизведение текста статьи и/или его частей разрешается в сети Интернет с обязательным указанием имени автора и активной гиперссылки на источник.