Джон Чейз – Наука «Звёздных Войн» (страница 29)
Чтобы управлять крыльями, Уотто понадобятся мощные мускулы, прикрепленные к их основанию, как и у других позвоночных. У летающих позвоночных большие грудные мышцы крепятся к грудине. Но поскольку крылья Уотто расположены на спине, у него должны быть соответствующие мускулы именно там.
А это помешает ему пользоваться плечами и руками во время полета.
Скорость полета и взмахи крыла
Чем тяжелее живое существо, тем больше нагрузка на крыло, то есть величина подъемной силы относительно площади крыла. Это объясняется тем, что при росте животного его масса увеличивается быстрее, чем площадь крыла.
Чтобы компенсировать увеличение веса, животному понадобится лететь быстрее либо чаще махать крыльями при небольшой скорости. Оба эти способа увеличат значение скорости воздуха над крылом (V) в уравнении подъемной силы.
Поскольку для быстрых взмахов больших крыльев требуется много энергии, крупным животным энергетически выгоднее быстрее летать, чем чаще махать. Именно поэтому мы обычно видим их парящими, а не зависшими на одном месте.
Если Уотто так тяжел, как выглядит, то для зависания ему потребуется махать крыльями очень часто, что приведет к большой нагрузке на его мускулы и крылья. Уотто машет своими крыльями со скоростью четыре-пять взмахов в секунду.
Хотя это сопоставимо со взмахами крупных птиц при полете – кондор машет от одного до трех раз в секунду, – это недостаточно быстро для зависания на одном месте. Зависшая колибри делает 50 взмахов в секунду; летучей мыши удается зависать, делая всего десять взмахов.
Изучив все вышесказанное, можно прийти к выводу, что Уотто и его сородичи-тойдарианцы летают в нарушение всего, что мы знаем о полете живых существ. Возможно, летающие коровы более реалистичны, чем летающий Уотто.
Но мы кое-что забыли: у него будет больше шансов взлететь на планете с более низкой гравитацией и плотной атмосферой. Низкая гравитация уменьшит размер необходимой для полета подъемной силы, а более плотная атмосфера позволит в соответствии с уравнением создавать бóльшую подъемную силу при каждом взмахе. Отличным местом для полета Уотто будет Титан – самый крупный спутник Сатурна, – обладающий обоими этими свойствами. Правда, там тойдарианцу понадобится кислородная маска!
Часть 4. Технологии
Когда мы получим спидер, как в «Звездных войнах»?
Признайтесь, вы воображали себя верхом на спидере из «Звёздных войн». Возможно, вы представляли, как лавируете между деревьями Эндора. А может, как Рей, несетесь над песками Джакку под палящим солнцем на огромном самодельном спидере.
В «Звёздных войнах» спидеры – это что-то вроде мотороллеров на воздушной подушке с ракетным двигателем, которые могут развивать скорость до 500 километров в час. Для вождения спидера нужна сноровка, поскольку скорость и маневренность он приобрел в ущерб безопасности водителя.
Но как именно работает спидер?
Если бы он работал по тому же принципу, что и земные суда на воздушной подушке, то все было бы достаточно просто. Понадобится только овальная платформа, вентилятор с мотором и гибкая перепонка, которая, как юбка, удержит воздух под судном. Собственно, воздушная подушка – это кольцо воздуха, циркулирующего под перепонкой. Оно удерживает и отделяет воздух, находящийся под дном судна, от воздуха с более низким давлением, находящегося снаружи. Когда мы добились того, чтобы судно оторвалось от земли, осталось только поставить двигатель и рулевое управление.
Но если посмотреть на спидеры из «Звёздных войн» – будь то Х-34 Люка, или имперский спидер 614-AvA, использовавшийся на Лотале, или 74-Z, которые мы видели во время битвы на Эндоре, – то ничего похожего на подушки мы не увидим. Магнитная левитация тоже выглядит маловероятным решением.
Если вы когда-нибудь играли с магнитами, то знаете, что противоположные полюса отталкиваются. Эта идея и лежит в основе магнитной левитации. Используя сильный электромагнит, магнитный поезд парит в магнитном поле, находящимся между поездом и рельсом. Но ни в лесу Эндора, ни в песках Джакку рельсов нет. Помните сцену из «Эпизода V», в которой замороженное тело Хана Соло плывет по воздуху по коридорам облачного города? Разве это не круто? Возможно, эта сцена и есть ответ на тайну спидера. Можно долго рассчитывать подъемную тягу спидера. Можно думать о магнитной левитации. Но в мире «Звёздных войн» происходит нечто совсем другое. Когда Люк паркует свой спидер и выключает двигатель, разве он не продолжает парить в воздухе, как и замороженный Хан Соло?
Секрет «Звёздных войн» – репульсорная технология. Она позволяет летательному аппарату зависать или носиться над поверхностью планеты, отталкиваясь от гравитационного поля. Многие считают, что спидеры используют антигравитацию.
Антигравитация
Антигравитация – это давняя мечта авторов научной фантастики. Идея силы, противостоящей гравитации, впервые появилась в конце XIX века. Обычно писатели изображали устройства, позволяющие людям или предметам парить над землей или перемещаться. В некоторых ранних произведениях принцип антигравитации использовался для отправки космических кораблей на Марс. В одном из рассказов корабль героя обмазали специальным антигравитационным маслом.
Неудивительно, что самым знаменитым антигравитационным устройством мы обязаны Герберту Уэллсу. В романе «Первые люди на Луне» описываются антигравитационные листы, сделанные из «кейворита», из которых создается корабль, отправляемый на Луну. А герой комиксов Бак Роджерс пользовался антигравитационным поясом.
Если приглядеться внимательнее, антигравитационные устройства в «Звёздных войнах» повсюду. Не только в спидере Люка на Татуине и спидерах на Эндоре, но и в огромной барже Джаббы «Кетанна» с командой в 26 человек и вместительностью 500 пассажиров. Не будем забывать и замороженного парящего Хана Соло, а также одноместные воздушные платформы (ОВП), на которых летали боевые дроиды в «Скрытой угрозе».
Репульсорная технология в «Звёздных войнах» распространена повсеместно.
Репульсоры
Предположим, что, как в старых фантастических произведениях, транспорт в мире «Звёздных войн» использует некое антигравитационное поле, чтобы держаться в воздухе. И не похоже, что для этого требуются большие усилия, – вспомните припаркованный спидер Люка, замороженного Хана Соло и все поды, выстроившиеся в ряд перед началом гонки в «Скрытой угрозе». Они парят в воздухе, легко сопротивляясь гравитационному полю планеты. Чтобы оставаться на определенной высоте над поверхностью планеты, к спидеру – или любому другому предмету – нужно приложить силу, равную силе тяжести, но противоположную по направлению (идея равновесия сил принадлежит, конечно же, знаменитому британскому ученому Исааку Ньютону). Для ускорения вверх от поверхности планеты приложенная сила должна быть еще больше (это тоже концепция Ньютона).
Поскольку, как следует из теории Эйнштейна, гравитация – всего лишь искривленное пространство, надо просто искривить пространство в другую сторону. Если геометрия пространства подчиняется вашей воле, то с помощью антигравитации вы можете не только парить над поверхностью, но и летать в небе. Но не все так просто.
Хотя любая масса создает гравитацию, не так легко найти материал, который создает антигравитацию. Нам известно лишь об одном материале, который
Давайте построим спидер
Представьте, что вы – гениальный инженер вроде юного Энакина Скайуокера. Вы достигли вершин в гонках на подах и теперь решили построить собственный спидер. Вы придумали ретро-дизайн в стиле фильма «Запретная планета» или какого-то другого аппарата в духе фантастики 1950-х годов. Ну вы понимаете: ретрофутуризм, закругленные углы, закрылки сзади, все дела.
Конечно, основной задачей остается репульсор. Сколько экзотической материи вам надо взять? Просто взвешиваете свое транспортное средство и добавляете равное ему по массе количество экзотического вещества. Вуаля, вес вашего спидера равен нулю. Теперь он не будет ни притягиваться к планете, ни отталкиваться от нее. Когда вы его припаркуете, как сделал Люк, ваш спидер будет висеть на той же высоте, на которой вы его оставили.
Представьте себе более амбициозные проекты, такие как огромный гоночный под Себульбы, «Кетанну» Джаббы или летающие балконы членов Галактического Сената. При увеличении массы, в том числе за счет пассажиров, вы просто добавите соответствующее количество экзотического вещества. Это убережет «Кетанну» от падения в песок, а сенаторов от быстрого снижения вглубь палаты дебатов – мы же не хотим, чтобы политики так низко пали?
Остается одна маленькая деталь: а что такое экзотическая материя? Проблема в том, что никто этого не знает. Общее определение экзотической материи – «любая небарионная материя». Обычная материя состоит из барионов – субатомных частиц, таких как протоны и электроны. Экзотическая материя сделана из чего-то другого. Мы только не знаем из чего. Пока что.