Текст книги "Наука «Звёздных Войн»"

Х-крыл относится к группе летательных аппаратов под аббревиатурой СВВП (самолет вертикального взлета и посадки). Хотя в реальном мире летательные аппараты типа СВВП могут еще и парить на большой высоте, Х-крылы никогда так не поступают. Вероятно, из-за того что при взлете они используют репульсорную технологию.

Во время полета крылья Х-крыла сложены, и в этом виде истребитель напоминает классический двукрылый самолет. Но в бою они раскрываются, придавая ему знаменитую форму буквы «Х».

Подобное конструкторское решение снижает максимальную скорость и маневренность судна при полете в атмосфере – например, на планете, где находится база «Старкиллер». В чем же его смысл?

В наши дни изменение конфигурации крыла позволяет самолету изменить его летные характеристики. Такой возможностью пользуются различные самолеты: «Конкорд», F3 Tornado, F-14 Tomcat и многие другие.

Изменение конфигурации крыла позволяет самолетам лучше маневрировать или пролетать большее расстояние, тратя меньше горючего, то есть увеличивать потенциальную дальность. Однако все эти изменения эффективны только в атмосфере.

Таким образом, в случае Х-крыла мы должны спросить: дает ли раскрытие крыльев какие-то плюсы при полете в космосе? Нет. Оно увеличивает зону поражения для установленных на крыльях лазерных орудий, так что смысл раздвижных крыльев касается боевых, а не летных качеств корабля.

Х-крыл в два раза легче истребителя F-14 Tomcat, а его максимальная скорость в атмосфере 1050 км/ч, что меньше половины скорости F-14. Можно было бы ожидать, что радиус поворота у него будет меньше. Но крылья слишком малы, и на них нет рулевых поверхностей, так что, вероятно, здесь работают технологии, которые нам пока неизвестны.

В космосе объекты движутся в том направлении, куда их толкнули. Для корабля этот толчок исходит от его двигателей, которые выпускают вещество в одном направлении, образуя тем самым тягу в противоположном. Такой тип двигателя называется реактивным и подчиняется третьему закону Ньютона, гласящему, что каждому действию есть равное противодействие.

Другой путь – применить маховик или гиродин, создающие вращательную силу внутри корабля. Чем больше и массивнее маховик, тем значительнее сила вращения. Маховики и гиродины используются для изменения ориентации спутников, телескопов и Международной космической станции.

У кораблей вселенной «Звёздных войн», таких как «Тысячелетний сокол», Х-крылы и СИД-истребители, не видно специальных реактивных двигателей для осуществления поворотов. Теоретически внутри у них может быть маховик, но он должен быть очень массивным и прочным, чтобы вращаться невероятно быстро, не разлетаясь на части.

Более реалистичным выглядит управление вектором тяги. Оно позволяет направить часть энергии от двигателя в сторону, отличную от основного курса полета, создавая боковую силу. Такой эффект используется в ракетах и истребителях, а также, очевидно, в «Тысячелетнем соколе».

«Сокол» исполняет резкие повороты с наклоном – как истребитель. Он способен поворачивать под углом, близким к прямому, и даже переворачиваться вокруг поперечной оси по тангажу, как сделала Рей, когда ее преследовали истребители Первого Ордена на Джакку.

Его двигатели расположены сзади, а сверху и снизу размещены рулевые пластины для управления вектором тяги. Поскольку они могут двигаться только вверх и вниз, кораблю, по сути, доступно движение лишь по двум осям – крену и тангажу, без рысканья. Впрочем, в атмосфере он может пользоваться еще и репульсорами, чтобы компенсировать гравитацию планеты и даже облегчить маневрирование.

Если «Сокол» хочет повернуть, ему сначала надо наклониться, повернув крайние левые и правые рулевые пластины в противоположных направлениях. Доведя наклон до нужного угла крена, он начинает наклон по тангажу, пока нос корабля не будет нацелен в нужном направлении. Крен оказывается необходимым для возможности «Сокола» эффективно использовать вектор тяги при поворотах.

Для того чтобы понять, насколько эффективной может быть идея управляемого вектора тяги, посмотрите на F-22 Raptor. Его пилоты выполняют очень точные повороты и невероятные маневры. Для контроля систем управления вектором тяги необходим компьютер, что, скорее всего, реализовано и на кораблях вселенной «Звёздных войн».

Таким образом, хотя в космосе и не действуют законы аэродинамики, корабли, подобные «Соколу» и Х-крылам, наклоняются благодаря управляемому вектору тяги.

Часть 2. Космос

Означает ли гибель «Звезды Смерти» конец для Эндора?

Вспомните одну сцену.

Имперский шаттл с Люком на борту вылетает из главного ангара Звезды Смерти. Целую стену сносит взрывом. Вырывая победу из лап смерти, Лэндо выводит «Сокола» из взрывающейся позади него станции и направляет к Эндору Они с Ниеном Нунбом с облегчением смеются. Мы видим эндорский лес, где Хан, Лея, Чуи и эвоки наблюдают саморазрушение Звезды Смерти – похожее на фейерверк в небе. Все радуются. Вскоре титры бегут на фоне звездного неба. Проблемы? Возможно. Нет сомнений, что сцена в «Возвращении джедая» снята и смонтирована прекрасно. Но давайте посмотрим на это с точки зрения науки. Что на самом деле случилось бы с эвоками на покрытой лесами луне, когда вторая Звезда Смерти была уничтожена? Смогла бы маленькая луна пережить это событие? Давайте попробуем создать альтернативную концовку к фильму с помощью науки.

Итак, давайте перепишем сцену. Для начала нам надо разобраться с характеристиками нескольких объектов и ответить на пару технических вопросов. Каковы размеры Эндора и Звезды Смерти? Как далеко друг от друга они расположены? Сколько энергии высвободится при взрыве Звезды Смерти и как именно она взорвется? И как этот взрыв отразится на поверхности покрытой лесами луны? Вроде бы все просто.

Но с самого начала мы сталкиваемся со сложностями. Каков на самом деле размер Звезды Смерти II? В каноне приводится число 160 км, которое можно посчитать диаметром станции – диаметр первой Звезды Смерти был 120 км. Другие источники говорят, что размер Звезды Смерти составлял около 3 % от размеров Эндора, диаметр которого 4900 км. Если исходить из этого, то диаметр второй Звезды Смерти – всего 147 км.

Третий вариант предполагает, что диаметр станции – целых 343 километра.

Последняя цифра выведена на основании изучения фильма. Если проанализировать голограмму, которую мы видим во время совещания в «Возвращении джедая», можно выяснить относительные размеры Эндора и Звезды Смерти. Как мы уже сказали, диаметр Эндора – 4900 км, а поскольку голограмма Звезды Смерти равняется примерно 7 % голограммы Эндора, то диаметр станции равен 343 км. Конечно, это не идеальные данные, но мы возьмем их за основу, поскольку они поступили из первоисточника.

Итак, с размерами обоих тел мы разобрались. Какое же между ними расстояние?

Зная высоту орбиты станции, мы поймем, как далеко Эндор был от центра взрыва и насколько большой урон мог быть ему причинен. Если снова взглянуть на голограмму из «Возвращения джедая», то можно определить, что расстояние между центрами Эндора и Звезды Смерти составляет 2910 км. Отняв радиус (4900: 2 = 2450) Эндора от этого числа (2900 – 2450 = 460), мы получим, что Звезда Смерти находилась в 460 км над поверхностью луны.

Чтобы вычислить массу Эндора, можно использовать массу Земли.

Соотношение масс Земли и Эндора пропорционально квадрату их радиусов. Таким образом, взяв радиусы (2450 км у Эндора и 6371 км у Земли) и массу Земли, мы выясним, что масса Эндора составляет примерно 15 % от массы нашей планеты. Больше, чем у Марса. В каноне «Звёздных войн» указано, что лишь 8 % Эндора покрыто океанами, а камень плотнее воды. Так что плотность Эндора находится где-то между железом и ураном. Плотненькая такая луна! Крепкая. Может держать удар.

Теперь вернемся к Звезде Смерти, висящей в небе. Как она это, собственно, делает?

Не забывайте, что станцию защищает энергетический щит, генератор которого расположен на поверхности Эндора. Прежде чем атаковать станцию, щит надо деактивировать. Чтобы оставаться под защитой щита, станции необходимо постоянно находиться над одной и той же точкой луны. Это можно понять из уже упоминавшегося совещания повстанцев. Подобные орбиты называются синхронными, и у нас они используются для размещения спутников связи.

Логично предположить, что Звезда Смерти висит с применением технологии репульсоров, таких же, как у спидеров и других транспортных средств вселенной «Звёздных войн». Конечно, репульсоры Звезды Смерти должны быть огромными, потому что задача у них тоже внушительная.

Какие осколки образуются при взрыве Звезды Смерти II? И что с этими осколками случится?

Описывая сцену из «Возвращения джедая», мы сказали, что взрыв Звезды Смерти II выглядел всего лишь как фейерверк в небе. Да и вообще взрыв какой-то слабенький по сравнению с первой Звездой Смерти, превратившейся в ядерный гриб, как только в нее попали две протонные торпеды. Но вторая Звезда Смерти вежливо позволила повстанцам сбежать, прежде чем разлететься на куски. Все вышеперечисленное – плохие новости для эвоков.

Если подумать о том, как взорвалась Звезда Смерти II, можно понять, что лишь малая часть осколков испарилась. Кроме того, взрыв не придал им достаточного дополнительного ускорения. В результате оставшиеся после взрыва осколки будут двигаться слишком медленно и не смогут оставаться на орбите.

Так что фейерверк – это лишь прелюдия к смертоносному дождю обломков. Вся масса Звезды Смерти рухнет на Эндор, при этом центром их разброса будет генератор щита – как раз то место, где находятся наши герои и эвоки. Но какова будет масса горящих осколков Звезды Смерти?

Мы уже говорили об этом вкратце, когда рассчитывали, во сколько обойдется строительство первой Звезды Смерти. Исходя из схожих параметров и принимая во внимание диаметр 343 км, можно предположить, что 19 масса составит 10 кг. Интересное число. Оно близко к массе колец Сатурна – бессчетных обломков, больших и малых, составляющих пояса, которые являются визитной карточкой газового гиганта.

Можно высчитать и скорость осколков. Если предположить, что день на Эндоре длится, как на Земле, то оборот по синхронной орбите составит 24 часа. Соответственно, после взрыва осколки будут двигаться со скоростью 212 м/с. Намного ниже, чем 4500 м/с, необходимые, чтобы остаться на орбите. Однако, исходя из этой скорости, можно рассчитать, какова будет сила удара осколков, когда они упадут на Эндор.

Удар будет мощный.

Вся эта масса осколков упадет на покрытую лесами луну со скоростью свыше 2800 м/с. От удара образуется кратер диаметром 700 км – в четыре раза больше, чем от астероида, покончившего с динозаврами. А масса Эндора, напоминаем, составляет лишь 15 % от земной. Только представьте масштаб разрушений!

На поверхности Эндора будет уничтожено абсолютно все. Атмосфера тоже пострадает. Она раскалится от падающих осколков, моря моментально превратятся в пар, а леса по всей луне начнут гореть, вызвав глобальный огненный шторм.

Теперь посмотрим, каким получился бы финал «Возвращения джедая», снятый по науке.

Начнем с момента, где Хан, Лея, Чуи и эвоки видят взрыв Звезды Смерти. Огонь охватывает атмосферу Эндора все шире и шире, будто он вдруг попал в корону сияющей звезды. Тысячи пылающих метеоров летят по небу во всех направлениях, оставляя после себя яркие полосы. Сердца наполняются ужасом при виде мощи этого разрушения.

Наши герои начинают двигаться. Они вскакивают на спидеры и мчатся через лес, пока планета горит. Едва опережая огненную стену пожара, они чувствуют ее жар за спиной и, наконец, добираются до «Тысячелетнего сокола», на котором Лэндо уносит их в безопасное место. Миссия провалена. Темная сторона победила. Пока что. Финальные титры на фоне звезд.

Что мы можем узнать о нашем млечном пути благодаря галактике «Звездных войн»?

«Звёздные войны» переполнены инопланетянами. Среди них – арканианцы, кроки, эвоки, гунганы, хатты, тойдарианцы, таскенские рейдеры, вуки и вомп-крысы.

В целом речь идет о сотнях рас, живущих на тысячах миров. Однако, сравнив географию обитаемых частей галактики «Звёздных войн» с нашей Галактикой Млечный Путь, можно наткнуться на кое-что интересное.

Только представьте, как огромны галактики. Во вселенной больше звезд, чем песчинок на всех пляжах Земли. Давайте остановимся на минутку и представим, что мы на одном из этих пляжей. Золотой песок до горизонта. Конечно же, яркий солнечный день. Вообще давайте не будем экономить, пусть это будет пляж на Карибах. Вы опускаетесь и двумя руками черпаете золотистый песок, а потом пропускаете его сквозь пальцы, песчинки сверкают, ловя лучи солнца. Каждая песчинка – звезда, а каждая звезда – это солнце, подобное нашему. Вы делаете еще несколько шагов, снова черпаете песчинки и рассыпаете их. И так далее, по всем пляжам Земли. Столько песка, столько звезд…

Группа исследователей из Университета Гавайев попыталась посчитать количество песчинок на всех пляжах мира. На Земле примерно (с ударением на слове «примерно») 7,5 × 10¹⁸ песчинок, то есть семь квинтиллионов пятьсот квадриллионов песчинок.

И при этом на каждую песчинку приходится десять звезд. Их число в 11 раз больше, чем чашек воды в мировом океане, и в 100 миллиардов раз больше, чем количество букв во всех 14 миллионах книг Библиотеки Конгресса США. (Чтобы вас не пугало столь большое значение, добавим, что число звезд во вселенной равно числу молекул Н₂О всего в 10 каплях воды!)

Галактики беспрепятственно плывут по просторам глубокого космоса. Каждая из них содержит миллионы, если не миллиарды звезд. В безоблачную ночь некоторые галактики можно увидеть невооруженным глазом. Стоит вспомнить, что само слово «галактика» произошло от древнегреческого «galaxias», что означает «молоко», потому что на ночном небе они выглядят как пятна пролитого молока.

Представьте, что вы снова на пляже, но теперь уже под ночным карибским небом, полным звезд. Вы смотрите на них, от их количества кружится голова, но местами вы видите небольшие пятна. Огромная галактика в созвездии Андромеды – одна из ближайших к нам, но все равно ее детали можно разглядеть лишь в телескоп.

И эта, и другие галактики в небе нам кажутся всего лишь пятнами, хотя на самом деле там огромное количество звезд. Да и сам Млечный Путь состоит из множества звезд – от 200 до 400 миллиардов. И эта Галактика нам особенно важна, потому что в ней находится и наш дом – Земля.

Теперь представьте, что мы отправились в галактическое путешествие на «Тысячелетнем соколе».

Учитывая репутацию корабля, добраться до внешнего края Млечного Пути ему проблем не составит. Гипердрайв «Тысячелетнего сокола» включен, и мы уходим в гиперпространство на пути к краю нашей Галактики.

Достигнув его, мы смотрим на Млечный Путь через иллюминатор «Сокола». Это поразительное зрелище. Сверху наша галактика выглядит как огромная светящаяся спираль, состоящая из нескольких сотен миллиардов звезд, одна из которых – Солнце. Расстояние от одного конца Млечного Пути до другого может составить до 150 тысяч световых лет, ведь для того, чтобы разместить столько звезд, надо очень много места. Так много, что для его измерения ввели специальную единицу – световой год. Световой год – это расстояние, которое свет преодолевает за 365 земных дней. Свет путешествует быстрее чего бы то ни было. За одну секунду луч света преодолевает 299 792,458 км. А за год – 9 460 730 472 580,8 км. А ширина нашей галактики, напомним, 150 тысяч световых лет!

Галактика «Звёздных войн» по размеру схожа с нашей. Она разделена на несколько регионов. В самом центре находятся Системы Ядра – самый яркий участок пространства. К нему прилегает регион Центральных Миров, где зародилась человеческая раса. Здесь располагаются такие планеты, как Альдераан и Корусант. Дальше следуют Колонии (включающие планеты Кастелл и Халкион), Внутреннее кольцо (где находится Ондерон), регион Экспансии (содержащий планету Акварис), Среднее кольцо (к мирам которого относится Набу) и территории Внешнего кольца (среди них – Хот и Татуин).

Иногда территории галактики «Звёздных войн» обозначаются как галактический север, юг, запад, восток. На галактическом востоке расположились так называемые Неизведанные регионы, которые оставались малоизученными на протяжении всей галактической истории, поскольку там почти не было надежных гиперпространственных маршрутов. Между обжитой частью галактики и Неизведанными регионами лежит Дикое Пространство, частично исследованное и населенное разумными существами, но недостаточно цивилизованное.

Если смотреть на галактику сверху, то большинство цивилизованных регионов лежат справа от сияющего центра. Если бы в нашей Галактике деление на регионы прошло точно так же, то Солнце и вращающиеся вокруг него планеты попали бы в Неизведанные регионы. Возможно, их стоило бы назвать темной стороной Галак тики.

Описанная ситуация может дать ответ на вопрос о жизни в Галактике Млечного Пути.

Десятилетиями, если не веками, астрономы задавались вопросом: почему в Галактике, которую мы считаем наполненной внеземными формами жизни, мы до сих пор не находили свидетельств этого? Лучше всех вопрос сформулирован в парадоксе Ферми: «Где они все?» Энрико Ферми был итальянским физиком, создавшим первый ядерный реактор и удостоенным в 1938 году Нобелевской премии за серию работ по трансмутации элементов.

Вопрос прозвучал, когда во время обеденного перерыва Ферми обсуждал с коллегами возможность существования разумной жизни во вселенной. Большинство ученых склонялись к тому, что у человечества должно быть множество космических соседей. Ферми предположил, что если бы цивилизаций было много, то некоторые из них стали бы распространяться в космосе – как и произошло в истории галактики «Звёздных войн».

Ферми пришел к выводу, что любая цивилизация, обладающая ракетной технологией и имперскими амбициями, может быстро колонизировать целую Галактику. По его расчетам, за 10 миллионов лет Империя – или другая подобная ей тирания – могла бы поработить каждую обитаемую планету в Галактике. По сравнению с возрастом Млечного Пути это практически ничто, так что завоевание было бы довольно быстрым.

Итак, если у инопланетных цивилизаций было достаточно времени, чтобы захватить всю галактику, то где они все? Где легионы летающих тарелок, баражирующих по небу? Где полчища инопланетян, вторгающихся на нашу планету? Где будущее, обещанное научной фантастикой?

Многие исследователи считают, что парадокс Ферми – это излишне радикальный вывод, сделанный на основе простого наблюдения: если разумная внеземная жизнь существует, то человек должен был давно с нею встретиться. Некоторые предлагают вполне правдоподобные решения парадокса.

Возможно, воинственная внеземная цивилизация самоуничтожится, прежде чем сможет достичь стадии межзвездных путешествий. Возможно, расстояние между звездами так велико, что путешествия между ними слишком сложные и дорогие. А может быть, инопланетяне нас посещают, но, пока люди не разберутся друг с другом, делают это в тайне?

«Звёздные войны» предлагают еще один вариант.

Предположим, что Земля и Солнце находятся в Неизведанных регионах нашей Галактики. Тогда получается, что наша планета слишком далека от продвинутых Центральных Миров Млечного Пути. Чтобы попасть в Солнечную систему, инопланетянам придется пролететь триллионы километров.

Возможно, в Галактике Млечный Путь тоже много торговых путей, проложенных в сторону галактического востока, а галактический запад заселен, но еще не до конца исследован.

Возможно, мы все-таки не одни во вселенной.

«Звёздные войны» предсказали существование экзопланет?

Помните сцену в «Пробуждении Силы», когда Хан, Рей и Финн входят в бар Маз Канаты на Такодане? Пристанище пилотов и опасных пиратов; сцена отсылает к кантине в Мос Эйсли в «Новой надежде». Тоже было заведение, известное не своим ярким освещением, а алкогольными напитками, джазовыми мелодиями и периодическими вспышками насилия – как раз там Люк встретил Хана в начале саги.

Но откуда берутся все эти разнообразные существа? Ответ: с экзопланет, с многих тысяч экзопланет.

Драмы, развернувшиеся в обоих заведениях, показывают, что даже в своих самых шуточных моментах «Звёзд ные войны» не только показывают нам инопланетные формы жизни, но и не чураются философских рассуждений. И вот почему.