Падение с помощью гелия

ВОПРОС: А что, если я выпрыгну из самолета, имея при себе гигантский сдутый воздушный шар и пару баллонов гелия, и во время падения надую шар? Как долго нужно падать, чтобы он успел замедлить меня для безопасного приземления?

– Колин Роу

ОТВЕТ: Как бы нелепо это ни звучало, подобное возможно.

Падать с большой высоты опасно ^{[источник не указан]}. Воздушный шар в самом деле мог бы спасти вас, хотя обычный шарик с вечеринки, ясное дело, с задачей не справится.

Если воздушный шар будет достаточно большим, гелий даже не понадобится. Оболочка шара сможет сработать как парашют и замедлить вас до скорости, которая уже не будет смертельной.

Понятно, что для выживания необходимо избежать приземления на высокой скорости. Как было написано в одной медицинской статье:

Разумеется, очевидно, что скорость или высота падения сами по себе не наносят повреждений… Однако быстрое изменение ускорения, как, например, после падения на бетон с высоты десяти этажей, – это другой случай.

По сути дела, это просто длинный пересказ старой фразы «убивает не падение, а внезапная остановка в конце».

Чтобы шар, наполненный воздухом (а не гелием), сработал как парашют, он должен иметь диаметр от 10 до 20 м, поэтому надуть его при помощи переносных баллонов не получится – он слишком большой. Огромный вентилятор мог бы накачать в шар воздуха из атмосферы, но раз уж мы дошли до такого, то лучше просто использовать парашют.

Гелий

Гелий упрощает ситуацию.

Нужно не так уж много гелия, чтобы поднять в воздух человека. В 1982 году некий Ларри Уолтерс пролетел над Лос-Анджелесом в шезлонге, привязанном к метеозондам, и в конце концов достиг высоты в несколько километров. Пролетев через воздушное пространство международного аэропорта Лос-Анджелеса, Уолтерс приземлился, прострелив несколько шаров из пневматического ружья[81].

Сразу по приземлении Уолтерс был арестован, хотя было не совсем понятно, какое обвинение ему следует предъявить. Инспектор по безопасности Федерального управления гражданской авиации США заявил «Нью-Йорк таймс»: «Мы знаем, что он нарушил какой-то пункт федерального закона об авиации, и выдвинем обвинение, как только решим, какой именно».

Относительно небольшого шара с гелием – точно меньшего диаметра, чем парашют, – хватит для того, чтобы замедлить ваше падение, однако если сравнивать этот шар с детским воздушным шариком, он все равно будет гигантским. Самые крупные баллоны с гелием, которые можно взять напрокат, вмещают чуть больше 7 000 л, и вам потребуется как минимум десять таких баллонов, чтобы наполненный шар смог выдержать ваш вес.

Причем надувать шар пришлось бы очень быстро. Баллоны со сжатым гелием гладкие и обычно довольно тяжелые, а это значит, у них высокая равновесная скорость. У вас было бы всего несколько минут на то, чтобы все их опустошить (как только баллон опустеет, его можно сбросить вниз).

Обойти эту проблему, начав падать с большей высоты, не получится. Как мы уже выяснили в истории со стейком, верхние слои атмосферы сильно разрежены и любой объект, падающий из стратосферы, будет очень сильно ускоряться, пока не достигнет нижних слоев атмосферы, а затем весь оставшийся путь будет падать медленно. Это верно для всех объектов, от маленьких метеоритов до Феликса Баумгартнера.

Но если бы вы смогли надуть шар быстро (например, подключив к нему несколько баллонов одновременно), вам удалось бы замедлить свое падение. Только не используйте слишком много гелия, иначе обнаружите себя парящим на высоте 5 км, словно второй Ларри Уолтерс.

Пока я делал расчеты для ответа на вопрос Колина, я умудрился несколько раз добиться того, что у меня на дифференциальных уравнениях зависла программа Mathematica. Кроме того, мой IP-адрес заблокировали в поисковой системе Wolfram Alpha из-за слишком большого количества запросов. Форма апелляции для заблокированных пользователей требует объяснить, с чем было связано такое количество запросов, и я честно написал: «Я вычислял, сколько баллонов с гелием нужно взять напрокать, чтобы надуть шар, который можно было бы использовать как парашют при падении из реактивного самолета».

Прости, Wolfram.