Всепланетный самолет

ВОПРОС: А что, если попытаться пролететь на обычном земном самолете над разными объектами Солнечной системы?

– Глен Кьякьери

ОТВЕТ: Вот наш самолет[74]:

Нам придется использовать электрический двигатель, потому что двигатель внутреннего сгорания может работать только там, где есть зеленые растения. В мирах, где нет растений, кислород не задерживается в атмосфере – он соединяется с другими элементами, образуя, к примеру, углекислый газ или ржавчину. Растения исправляют это, захватывая углекислый газ и выделяя обратно в воздух кислород. Для работы двигателя внутреннего сгорания необходимо, чтобы в воздухе присутствовал кислород[75].

А вот и наш пилот:

Вот что произойдет, если наш самолет запустить над поверхностью 32 крупнейших объектов Солнечной системы:

Поскольку в большинстве случаев у этих небесных тел нет атмосферы, то самолет тут же свалится на их поверхность. Однако в нескольких случаях падение с высоты километра или меньше будет достаточно медленным, чтобы пилот остался цел – в отличие, впрочем, от систем, призванных обеспечить его выживание.

У девяти объектов атмосфера достаточно плотная, чтобы имело смысл о ней говорить: это Земля (разумеется!), затем Марс, Венера, планеты-гиганты, а также спутник Сатурна Титан и Солнце.

Давайте посмотрим, что произойдет с самолетом на каждом из этих небесных тел.

Солнце

Эту идею вы вряд ли назовете удачной. Если самолет у и удастся подлететь достаточно близко к поверхности Солнца, чтобы хоть как-то ощутить наличие атмосферы, он в буквальном смысле слова испарится меньше чем за секунду.

Марс

Чтобы посмотреть, что произойдет с нашим самолетом на Марсе, обратимся к X-Plane.

X-Plane – самый продвинутый симулятор полетов в мире, результат 20-летнего труда одного из самых преданных энтузиастов авиации[76] и сообщества его единомышленников. Этот симулятор позволяет моделировать обтекающие потоки воздуха для каждой части самолета в процессе полета, что делает его ценным инструментом для исследований, так как позволяет создавать виртуальные модели новых самолетов – и новые условия для них. В частности, если задать в настройках программы пониженную гравитацию, разреженную атмосферу, а заодно и уменьшить радиус планеты, то можно смоделировать полет на Марсе.

X-Plane говорит нам, что полет на Марсе сложен, но не невозможен. В НАСА это знают, и там обдумывали идею исследовать Марс при помощи самолета. Сложность заключается в том, что для того, чтобы удержаться в такой разреженной атмосфере, надо лететь по-настоящему быстро: только для отрыва от поверхности надо разогнаться до 1000 км/ч, а инерция при движении будет такой, что изменить курс будет почти невозможно – даже если вам удастся повернуть корпус самолета, он все равно продолжит двигаться в первоначальном направлении. Создатель X-Plane сравнил пилотирование марсианского самолета с управлением сверхзвуковым океанским лайнером.

Наша одномоторная «Сессна-172» не справится с такой задачей. Даже если этот самолетик запустить с высоты 1 км, он не сможет разогнаться достаточно быстро для того, чтобы удержаться в воздухе, и рухнет на марсианскую поверхность со скоростью почти 60 м/с (220 км/ч). Падая с 4–5 км, самолет мог бы разогнаться достаточно для того, чтобы спланировать – на скорости, составляющей примерно половину скорости звука в земном воздухе. Пережить такую посадку не смог бы никто.

Венера

К сожалению, X-Plane не может смоделировать поистине адские условия, которые царят вблизи поверхности Венеры. Но теоретические расчеты дадут нам примерное представление о том, на что был бы похож этот полет. Вкратце: самолет полетит неплохо, однако при этом сразу загорится, потом перестанет лететь, а потом перестанет быть самолетом.

Атмосфера на Венере в 60 раз плотнее, чем на Земле. Она достаточно плотная, чтобы наша «Сессна» смогла взлететь на скорости, близкой к скорости вашей обычной утренней пробежки. К сожалению, эта атмосфера настолько горячая, что в ней расплавился бы свинец. В течение первых же секунд с бортов потечет краска, системы самолета станут отказывать одна за другой, и он медленно спланирует на поверхность, разваливаясь в воздухе под воздействием высоких температур.

Гораздо лучшая идея – лететь над венерианскими облаками. Хотя условия близ поверхности Венеры ужасают, верхние слои ее атмосферы на удивление похожи на земные. На высоте 55 км человек смог бы выжить, если у него будет кислородная маска и защитный костюм: воздух имеет комнатную температуру, а давление примерно такое же, какое бывает в земных горах. Костюм же необходим, чтобы защитить вас от серной кислоты[77].

Кислота – это не слишком приятно, однако зона прямо над облаками все равно неплохо подходит для самолета, если только у него нет незащищенных металлических деталей, которые кислота могла бы разъесть. И если этот самолет в принципе способен летать в условиях постоянно бушующего 12-балльного урагана (простите, я забыл упомянуть об этом раньше), то…

В общем, Венера – ужасное место.

Юпитер

Наша «Сессна» не сможет лететь над Юпитером, потому что здесь слишком сильная гравитация. Мощность, которая потребуется для горизонтального полета в атмосфере Юпитера, должна быть в три раза выше, чем на Земле. Начиная с комфортного давления, примерно равному земному на уровне моря, мы разогнались бы среди бушующих ветров до 275 м/с (965 км/ч), погружаясь все глубже в слои аммиачного и водяного льда, пока нас и наш самолетик не раздавило бы. Поверхности, на которую можно было бы упасть, у Юпитера просто нет: атмосфера этого газового гиганта просто плавно переходит в жидкое тело планеты по мере того как вы погружаетесь в нее все глубже.

Сатурн

Тут ситуация немного лучше, чем на Юпитере. Меньшая сила гравитации, в общем и целом близкой к земной, и чуть более плотная (но все еще разреженная) атмосфера означают, что мы сможем продержаться несколько дальше, прежде чем нас из-за холода и сильнейшего ветра постигнет та же судьба, что и на Юпитере.

Уран

Уран – это странный на вид шар равномерно синего цвета. На этой планете тоже бушуют сильные ветра и царит жгучий холод, но это самая дружелюбная из газовых планет, и возможно, здесь на нашей «Сессне» мы смогли бы немного полетать. На самом Уране смотреть, наверное, особенно не на что, зато можно полюбоваться на его узкие кольца в небе.

Нептун

Если вы все же планируете полет вокруг одного из ледяных гигантов, я бы порекомендовал скорее Нептун[78], а не Уран. Здесь хотя бы есть облака, на которые можно полюбоваться, прежде чем вы замерзнете насмерть или ваш самолет развалится из-за турбулентности.

Титан

Лучшее мы приберегли напоследок. Когда речь заходит о самолетах, то Титан может оказаться даже более подходящим местом, чем Земля. Атмосфера у него плотная, но сила гравитации невелика, и хотя здешний воздух плотнее земного в четыре раза, давление в атмосфере выше всего на 50 %. Меньшая, чем на Луне, гравитация означает, что летать будет легко. Нашу «Сессну» можно бы поднять в воздух при помощи педальной тяги.

На самом деле, человек мог бы взлететь на Титане, используя лишь силу собственных мускулов. Человеку с дельтапланом удалось бы взлететь и парить исключительно с помощью: гигантских плавательных ласт, надетых на ноги, или даже просто размахивая искусственными крыльями. Физические затраты минимальны – возможно, потребуется не больше усилий, чем при ходьбе.

Оборотной стороной медали (а оборотная сторона всегда имеется) будет холод. На Титане температура составляет 72 градуса по шкале Кельвина, что примерно соответствует температуре жидкого азота. Исходя из расчетов, основанных на стандартах обогрева легкомоторных самолетов, я бы предположил, что кабина «Сессны» на Титане будет терять тепло со скоростью два градуса в минуту.

Батареи смогут поддержать тепло еще некоторое время, но в итоге самолет замерзнет и рухнет на поверхность. Космический зонд «Гюйгенс», который падал на Титан с практически опустошенными батареями и делал в процессе увлекательные снимки, замерз насмерть всего через несколько часов, проведенных на поверхности: после приземления он смог отправить на Землю лишь одну фотографию.

Если бы люди нацепили искусственные крылья, чтобы взлететь, мы могли бы воплотить миф об Икаре в его титановой версии: крылья замерзли бы, развалились, и мы разбились бы насмерть.

Но я никогда не считал историю Икара назиданием о том, что для человечества существуют пределы. Я считаю ее просто предупреждением о том, что есть пределы использования воска в качестве клея. Проблема холода на Титане – всего лишь инженерная проблема. Если нашу «Сессну-172» соответствующим образом оборудовать и правильно подобрать источники тепла, она вполне могла бы полететь над Титаном – и мы тоже.