Введение
Что случится, если произвести выстрел из огнестрельного оружия за пределами земной атмосферы? На Земле полёт пули ограничен сопротивлением воздуха и гравитацией, но в космосе эти факторы отсутствуют. Хотя подобный эксперимент в реальности вряд ли будет проведён (космонавты — люди здравомыслящие), теоретическое рассмотрение этого вопроса открывает интересные физические закономерности.
Выстрел в атмосфере: земные ограничения
На нашей планете дальность полёта пули имеет строгие пределы. Например, пистолет Макарова эффективен на дистанции до 50 метров, а пуля автомата Калашникова может преодолеть до 1500 метров. Даже у рекордсменов, вроде немецкой «Пушки Кайзера Вильгельма» (130 км) или современных баллистических ракет (сотни километров), всегда наступает момент «излёта». Атмосфера, с её сопротивлением, и сила земного притяжения неизбежно останавливают любой снаряд.
Выстрел в открытом космосе: теория и парадоксы
В космическом вакууме, лишённом воздуха и гравитации (вблизи массивных тел она, конечно, есть, но для снаряда на орбите это особая история), ситуация кардинально меняется. Вопрос, однако, сложнее, чем кажется. Даже опытный астронавт НАСА Клейтон Андерсон затруднился дать однозначный ответ о траектории пули.
С точки зрения физики процесса, вакуум не является препятствием для самого выстрела. В патроне уже содержатся все необходимые компоненты (запал, окислитель, порох) для создания импульса, выбрасывающего пулю. Отсутствие атмосферного сопротивления означает, что теоретически пуля могла бы лететь вечно, подчиняясь законам небесной механики. Но именно здесь начинаются нюансы.
Ключевую роль играет движение самого стрелка. Если выстрел производится, например, с борта Международной космической станции (МКС), движущейся со скоростью около 7.6 км/с, то пуля получит эту орбитальную скорость в качестве «базовой». К ней добавится скорость, сообщённая пороховыми газами (от 120 до 1200 м/с в зависимости от оружия). В результате траектория пули станет новой, слегка изменённой орбитой вокруг Земли. Выстрел «вперёд» по ходу движения сделает орбиту более вытянутой, выстрел «вбок» или «вниз» может в итоге привести к входу пули в атмосферу и её сгоранию.
Обратите внимание: Как долго нейтрон «живет» в космосе и почему это так важно?.
Экспериментальная проверка, впрочем, не обязательна — все эти сценарии можно точно рассчитать, зная массы, скорости и направление выстрела.
Скептический взгляд и технические сложности
Однако не все эксперты разделяют оптимизм относительно самого факта выстрела. Российский военный специалист Алексей Леонков указывает на возможную проблему: современное огнестрельное оружие рассчитано на использование атмосферного кислорода для воспламенения пороха. В вакууме этот процесс может быть нарушен.
Кандидат технических наук Дмитрий Дьяконов обращает внимание на эффект отдачи. В невесомости, при отсутствии опоры и сопротивления воздуха, отдача может вызвать сильное вращение тела стрелка вокруг центра масс, если сила приложена не по его центру. Это сделает стрельбу крайне неудобной и потенциально опасной для самого космонавта. Кроме того, ударные нагрузки в вакууме могут повредить ударно-спусковой механизм оружия, сделав перезарядку невозможной.
Вывод
Таким образом, вопрос о выстреле в космосе не имеет простого и однозначного ответа. С одной стороны, физика предсказывает почти вечный полёт пули по орбитальной траектории. С другой — возникают серьёзные сомнения в технической возможности произвести сам выстрел в безвоздушной среде и контролировать его последствия для стрелка. Окончательную ясность, видимо, может внести только реальный, хотя и маловероятный, эксперимент.
До новых встреч!
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Что произойдет, если выстрелить из огнестрельного оружия в космосе?.