Кинофантастика - Ролан Леук
23
Благодаря сверхточным атомным часам появилась возможность наблюдать эту разницу во времени при разнице в высоте всего 1 м.
24
Верно обратное: частота идущих к планете сигналов смещается в высокий диапазон.
25
Пространство-время перестает вращаться только на бесконечном расстоянии, а скорость вращения зависит от горизонта черной дыры. Наблюдать это вовлечение во вращение позволил спутник Gravity Probe В, благодаря которому получилось точно измерить очень слабое вращение плоскости его орбиты в связи с вращением Земли.
26
Существует второй, так называемый внутренний горизонт. Внутри него находится центральная сингулярность — не точечная, как у черной дыры Шварцшильда, а кольцевая.
27
Радиус последней стабильной орбиты тоже зависит от направления движения: радиус орбиты, вращающейся в обратную вращению черной дыры сторону, меньше радиуса орбиты, вращающейся в одну с ней сторону. Полагаем, планета Миллер вращается в туже сторону, что и черная дыра.
28
Статья вышла в серии «Скоро человек завоюет космос!» с подробностями проектов пилотируемых космических полетов Вернера фон Брауна. В создании серии участвовали видные фигуры космонавтики того времени: Вилли Лей, Фред Уиппл, Джозеф Каплан, Хайнц Хабер и сам фон Браун. Статьи проиллюстрировали лучшие представители тогдашнего «космического искусства»: Чесли Боунстелл, Фред Фриман и Рольф Клеп. Серию переиздали по случаю ее 50-летия в журнале Американского института аэронавтики и астронавтики. Статьи доступны по адресу: http://www.aiaahouston.org/newsletter.
29
Эта идея присутствует в многочисленных кинокартинах: «Миссия на Марс» (Брайан де Пальма, 2000), «Марсианин» (Ридли Скотт, 2015). Она использована при разработке кораблей Venture Star («Аватар» Джеймса Кэмерона, 2009) и Endurance («Интерстеллар» Кристофера Нолана, 2014).
30
Отметим, что орбитальные станции в научно-фантастических фильмах чаще попросту антинаучны. Их вращение бывает медленным (наверное, для красивой картинки). Такая станция должна бы иметь большой радиус, чтобы развивать центробежное ускорение порядка земного притяжения, часто более значительное, чем можно предположить по кадрам фильма. Это относится к кораблю «Гермес» из фильма «Марсианин», который доставляет астронавтов на Красную планету в 2035 году. Если внимательно, с хронометром следить за вращением его огромного колеса, то выявляется 40-секундный период вращения. Для равенства между центробежным ускорением и ускорением марсианского притяжения колесо должно иметь огромный радиус в 166 м (или даже больше, чтобы достигнуть ускорения земного притяжения). Однако из сравнения кажущегося размера колеса и человеческой фигуры явствует, что радиус колеса равен примерно 20 м. В этом случае для искусственной гравитации, сходной с марсианской, период его вращения должен составлять всего 15 секунд.
31
Момент инерции твердого тела характеризует состав его массы и количественно выражает трудность приведения его во вращательное движение. Примером нестабильности вращения твердого тела в невесомости служит эффект Джанибекова, названный так по фамилии советского космонавта, заснявшего это явление (см.: https://www.youtube.com/watch?v=r-TnCMZF3fA).
32
По Галилею, «движение — ничто».
33
Так вращается корабль «Эндюранс» в фильме «Интерстеллар».
34
На Земле мы чувствуем реакцию почвы, уравновешивающую притяжение планеты.
35
Инерционная масса служит количественным выражением инерции тела, то есть его «нежелания» двигаться иначе, менять свою траекторию при приложении к нему силы. Она фигурирует во втором законе Ньютона — фундаментальном уравнении механического движения, постулирующем, что ускорение тела равно приложенной к нему силе, поделенной на его инерционную массу. При заданной силе ускорение будет тем слабее, а отклонение от траектории тем меньше, чем больше инерционная масса. Гравитационная же масса, по тому же Ньютону, является источником гравитационного поля.
36
Равенство инерционной и гравитационной масс подтверждается экспериментально с точностью до миллиардной доли. Спутник «Микроскоп», запущенный в апреле 2016 года, зафиксировал данное равенство в 2018-м с точностью выше этой еще в тысячу раз!
37
Это явление отлично продемонстрировано в «Свидании с Рамой» Артура Кларка. Войдя в огромный цилиндрический корабль, команда исследователей поднимается по одной из гигантских лестниц, отходящих от его центра. Достигнув оси вращения — места, где центробежная сила и ощущаемая гравитация практически равны нулю, — люди чувствуют рост ощущаемой гравитации по мере удаления от оси вращения и приближения к боковой стенке цилиндра. Можно вычислить, что на них воздействует увеличение ощущаемого тяготения в 0,007 земной гравитации на каждые 100 м спуска, что не расходится с указаниями, которые приводит в своем романе Кларк.
38
В «Свидании с Рамой» исследователи ощущают во время головокружительного спуска загадочную силу, толкающую их вправо. Это сила Кориолиса, вызываемая их движением во вращающемся корабле.
39
Опыт с маятником Фуко — первое физическое доказательство вращения Земли вокруг своей оси.
40
С этой точки зрения нельзя не раскритиковать сцену в фильме «Интерстеллар», где дети играют в бейсбол на станции «Купер»: из-за силы Кориолиса траектория мяча на станции должна отличаться от его траектории на Земле, что создает немалые трудности при игре!
41
Кстати, имеется расхождение между размером колеса и периодом вращения. Последний составляет примерно 40 секунд, если судить по короткому эпизоду на «Гермесе» (1 час 36 минут 40 секунд). Чтобы центробежное ускорение было равно ускорению марсианского притяжения, у колеса должен быть огромный радиус, 166 метров. Но при сравнении видимого размера колеса с ростом персонажа в означенном эпизоде можно заключить, что радиус колеса составляет примерно 20 метров. Тогда для создания искусственной гравитации, похожей на марсианскую, период вращения должен составлять 15 секунд!
42
Хотя мы не располагаем ионным двигателем под стать «Гермесу», зонд «Доун» («Рассвет») был оснащен двигателем такого рода, чтобы вращаться вокруг карликовой планеты Церера. Его тяга невелика, несмотря на большую скорость выброса, ввиду малого расхода сырья. Но именно это обеспечивает длительную тягу.
43
Эта вода наличествует в виде льда или включений в породы. Для ее извлечения нужно нагреть реголит до температуры выше 0 °C, если вода имеет форму льда, до 120 °C, а лучше выше, если она присутствует в гипсе, и до 800 °C и выше, если в силикатах.
44
Формула этой реакции,
