В жутком мире далёкого будущего, как известно, есть только война… стоп, это вроде бы цитата из мира не научной фантастики, а фэнтези. Впрочем, мало найдётся авторов научной фантастики, которые не уделили бы хоть чуточку внимания страшным картинам сражений будущих звёздных войн. И, разумеется, в этих фантастических битвах периодически применяется какое-нибудь вундерваффе. Самые ленивые авторы придумывают какой-нибудь «дезинтегратор», взрывающий солнца. Самые креативные — какое-нибудь мистическое «абсолютное оружие», как в одноимённом рассказе Роберта Шекли. Все остальные пытаются изобразить что-то, хотя бы приблизительно согласующееся с представлениями их читателей о том, что в принципе возможно и в будущем может быть реализовано.
Среди моих любимых американских авторов 1990-х годов — писатель С. Эндрю Свонн, сочинявший истории о Моро (искусственных разумных животных). В частности потому, что он не ленится прописывать в текстах интересные детали. Первые три романа («Ночные джунгли», «Повелители сумерек» и «Кровавый рассвет») у него посвящены близкому будущему и относятся скорее к жанру киберпанка, а вот «Акция возмездия» описывает уже мир космической экспансии человечества, спустя несколько веков после событий первой трилогии. И всё бы в нём было замечательно, получился бы нормальный крепкий фантастический боевик, если бы не это самое вундерваффе.
В данном романе нехорошие милитаристы придумали простой, дешёвый и экологически чистый способ уничтожать города на недружественных планетах. Цитаты из романа:
«Ядерная бомбардировка с орбиты всегда была одним из самых дешевых способов массового уничтожения, но она влекла за собой крайне нежелательные последствия, как-то: планетарные тектонические сдвиги, «ядерную зиму», оледенение материков, испарение океанов и прочие «непродуктивные» разрушения. Однако трехвековой опыт ведения войн в космическом пространстве предоставил наконец какому-то умнику возможность найти приемлемое решение вышеупомянутой проблемы. В прошлом столетии кто-то решил попробовать сбросить с орбиты тонну поликерамических нитей. Так вот, тот безвестный «гений» совершил крупнейшее открытие, которое заключалось в том, что мономолекулярная нить способна превратить поверхность планеты в слой гравия глубиной сто метров. Чрезвычайно «гуманное» оружие для планеты в целом, поскольку поражать можно было ограниченный, заранее заданный участок, без ущерба остальной планетарной поверхности и недрам…
…Ему снились тридцать пять тысяч человек, превратившихся в пар в тот миг, когда с орбиты ударила поликерамическая мономоллекулярная нить. Ему снился город, которого уже больше не существовало».
Когда я читал этот текст в первый раз, то как-то не обратил на это вундерваффе внимания. Если сбросить что-то с орбиты, то оно, падая до уровня моря, разгонится до первой космической, верно? А если падает очень тонкая нить, то она, разогнавшись, прорежет всё на своём пути, так? Эх, как удобно не пытаться проверить красивую картинку, нарисованную автором, скучными расчётами, но придётся. Начать с того, что любой предмет, если его просто «уронить» на орбите, так на этой орбите и останется. Чтобы он начал падать, ему надо придать ускорение. Теоретически это ускорение может быть небольшим, но тогда предмет и падать будет очень долго (сотни или тысячи витков с постепенным снижением), и упадёт в рандомной точке проекции его орбиты на поверхность планеты.
Ну ладно, у нас там будущее, космические корабли бороздят просторы, так что разогнать этот нитяной клубок до приличной скорости (хотя бы километр в секунду) труда не составит. Вот только в процессе падения нить неизбежно сталкивается с атмосферой, причём, как уже было сказано, на приличной скорости. И начинает об эту атмосферу тормозиться. Сама нить «мономолекулярная», то есть очень тонкая. Но её очень много, аж целая тонна, как написал автор. Если она ещё не успела расправиться в «путанку» размером с целый город, то будет представлять собой, с точки зрения аэродинамики, вовсе не нить, а сплошной объект. Который в атмосфере затормозится и нагреется до тысяч градусов.
Ладно, сама нить у нас «поликерамическая» и от нагрева не расплавится. Но её моток будет весьма существенно тормозиться атмосферой. Причём тормозиться тем сильнее, чем большей будет площадь лобовой проекции клубка этой нити, в процессе падения расширяющейся, чтобы целый город накрыть. В итоге, долетев до уровня поверхности, эта нить затормозится совсем и тихо опадёт на тот город, на который его сбросили с орбиты. Местным жителям останется только собрать ценный материал любыми палками, граблями или вилами (руками, даже в перчатках, лучше не рисковать, дабы не порезаться).
Но предположим, что этот комок предварительно разогнали до десятков километров в секунду. Вот тогда-то нитка всё прорежет! Увы, тоже нет. Прежде всего, она должна успеть из первоначального плотного комка разлететься на площадь города. Такое количество населения имеет, например, Истра в Московской области. Площадь этого города около 7-ми квадратных километров. Если город в форме круга, то его радиус будет километра полтора. Вот и прикиньте, с какой скоростью должна падать нить, чтобы из небольшого контейнера успеть расплыться в нитяное пятно трёхкилометрового диаметра. Слишком быстро не получится, ведь при этом надо, чтобы получившаяся из комка сетка плавно расширилась. Порваться-то она не может, поскольку сверхпрочная, но вот обеспечить её быстрое разматывание придётся каким-то механизмом, сама она насколько широко разойдётся только если будет падать на Юпитер с его очень глубокой и плотной атмосферой.
А теперь прикинем плотность той сетки, что будет падать на несчастный город. Тонна, делённая на 7 (если город не круглый, то площадь накрытия придётся ещё больше увеличить) квадратных километров, в итоге получается 0.14 грамм на квадратный метр. Самая тонкая паутинка при таком весе была бы в длину примерно 7 км, сверхтонкая нить вряд ли тяжелее, тогда сетка получается плотностью 70 нитей/см. Будь наша нить сколь угодно тонкой, но это уже получается ткань, а не невидимая глазу паутина. Причём тормозиться в плотных слоях атмосферы это огромное нитяное пятно будет с чудовищной силой, можно даже сказать остановится практически мгновенно. И вся кинетическая энергия её движения при этом перейдёт в тепловую. На город обрушится ударная волна, как при высотном взрыве, её мощность будет зависеть от изначальной скорости движения комка нити. Но никакого разрезания городских зданий вместе с жителями не получится, а нить, затормозившись, тихо опустится сверху и конечно, ничего при этом не разрежет.
Теоретически можно было бы прицепить утяжелители по краям этой огромной сетки — их к тому же можно раскидать взрывом при раскрытии контейнера с нитью, чтобы она успела расправиться до нужного диаметра. Но это не поможет, ведь площадь торможения останется той же. В итоге падающая сеть примет форму парашюта, со свисающими вниз краями, но быстрее падать не станет. Кстати, парашют — это и есть ближайший аналог падающей с орбиты нитяной сетки. Тут тоже сперва быстро движущийся в атмосфере компактный объект, а после раскрытия купола — объект намного менее компактный, движущийся уже не столь быстро.
Для сравнения, общая площадь всех куполов парашютной системы 4П248, предназначенной для десантирования БМД и прочей техники весом до 13 тонн, составляет 350 квадратных метров. Площадь нашей мономолекулярной сетки — 7 млн. квадратных метров, то есть в 20 тысяч раз больше. Допустим, эта сетка тормозится атмосферой на два порядка хуже, чем парашютная ткань. Но и в этом случае её парашютирующие свойства, при весе груза, то есть самой сетки, в одну тонну, будут в 2 600 раз сильнее. Во столько раз эффективнее она будет тормозить в плотных слоях атмосферы.
Ну и наконец, допустим, неким чудом падающей на городское здание нити удалось сохранить большую скорость до самой поверхности. Ведь тогда-то она всё под собой разрежет? Желающие могут провести простейший эксперимент. Взять лобзик, зажать в нём вместо пильного полотна самую тонкую проволоку, какую найдёте, и вдавить эту проволоку, например, в пенопласт. А лучше, для большего соответствия описываемой ситуации с падающей нитью, ударить этой проволокой по большому куску пенопласта. Действительно большому, например метровому.
Казалось бы, в чём проблема — проволока ведь должна мгновенно рассечь пенопласт? И действительно рассечёт первые сантиметров 15, а может даже 50. Но потом неизбежно застрянет. Потому что сколь бы ни была тонка движущаяся через препятствие нить, она всё равно испытывает трение о ту поверхность, которую рассекает. При этом её кинетическая энергия неизбежно уменьшается. Да и было той энергии немного, ведь она пропорционально движущейся массе, а наша нить не только очень тонкая, но и очень лёгкая. На практике это значит, что нить быстро затормозится кирпичом или бетоном.
Что произойдёт, если сетка из тончайшей нити с большой скоростью опустится на здание? Она застрянет в первых метрах (сверху, разумеется) этого здания, то есть максимум разрушит чердак, а может ещё и перекрытие верхнего этажа. Что неприятно для живущих в этом здании (к тому же часть кинетической энергии передастся на само здание и его тряхнёт, но не сильно, ведь на верхнюю проекцию будут приходиться считанные десятки грамм падающей нити), но их жизням при этом вряд ли что-то будет всерьёз угрожать. Так что увы, мономолекулярная нить, уроненная или даже разогнанная с орбиты, для поражения сколько-нибудь площадных целей бесполезна.