Маленькая планета

Правда ли, что на очень маленьком, но сверхмассивном астероиде можно жить, как Маленький принц?

— Саманта Харпер

На прошлой неделе мы увидели, каково жить в огромном мире. Теперь посмотрим на мир маленький.

«Маленький принц» Антуана де Сент-Экзюпери — это история о путешественнике с далекого астероида. Простая, грустная, проникновенная, незабываемая^[1].↲Другой взгляд на Le Petit Prince вы найдёте, долистав до последнего раздела вот этого чудесного сочинения за авторством Мэллори Ортберг.↳ Она написана якобы для детей, но сразу и не скажешь, для кого на самом деле. Так или иначе, читателей своих книга безусловно нашла; она входит в число самых популярных произведений в истории.

Книга написана в 1942 году. Интересное время, чтобы писать про астероиды, ведь в 1942 мы даже не знали, как они выглядят. Даже при наблюдении в лучшие телескопы самые крупные астероиды напоминали лишь светлые точки. Отсюда, между прочим, и пошло их название — слово астероид означает «подобный звезде».

Наши догадки о том, как выглядят астероиды, впервые подтвердились в 1971 году, когда Маринер-9 достиг Марса и сфотографировал Фобос и Деймос^[2].↲Вот фотография, на которой Фобос выглядит как типичный астероид. Архив фотографий с миссии находится в центре анализа данных космических исследований NASA (NASA Space Science Data Center), но вот что странно: NSSDC направляет читателей за самими изображениями на чью-то персональную страничку сайта Tripod.↳ Эти луны (их считают захваченными астероидами^[3])↲Забавно, что Фобос и Деймос, судя по свежим исследованиям — не астероиды, хоть и похожи. См. Роберт А. Крэддок «Фобос и Деймос — результат мощного удара?». Icarus (2010).↳ укрепили современное представление об астероиде как о картофелине, испещрённой кратерами.

До семидесятых годов в научной фантастике обычно полагалось, что маленькие астероиды должны быть круглыми, как планеты^[4].↲Не всегда; многие догадывались, как выглядят астероиды. Кроме того, возникали и более странные идеи.

Автор «Маленького принца» пошёл дальше, представив астероид крохотной планетой с гравитацией, воздухом и розой. Придираться к научной стороне здесь смысла нет, так как а) история не об астероидах и б) начинается она притчей о том, как взрослые нелепы в своём стремлении всё воспринимать буквально.

Так что давайте лучше, не пытаясь ничего у книги отнять, посмотрим, что нового и чуднóго наука может к ней добавить. Существуй на самом деле сверхплотный астероид с поверхностной гравитацией, достаточной для пеших прогулок, он обладал бы весьма неожиданными свойствами.

Если радиус астероида — 1,75 метра, то для возникновения на его поверхности такой же гравитации, как на Земле, ему пришлось бы иметь массу около 500 миллионов тонн. Это, в грубом приближении, суммарная масса всех людей на Земле.

Стоя на поверхности, вы будете ощущать на себе действие приливных сил. Ноги покажутся тяжелее головы, словно вас легонько растягивают. Как будто вы вытянулись на упругом резиновом шаре или лежите на карусели головой к центру.

Вторая космическая скорость на поверхности такого астероида — около 5 метров в секунду. Это не скорость спринтерского бега, но всё равно достаточно быстро. Грубо говоря, если вы не можете забить в прыжке баскетбольный мяч, то и преодолеть гравитацию, подпрыгнув вверх, у вас не выйдет.

Правда, со второй космической скоростью вот какая штука: не важно, в каком направлении вы движетесь^[#].↲Здесь автор подметил, что общепринятый английский термин Escape velocity следует заменить на Escape speed, поскольку velocity — это вектор, тогда как speed — единственно уместный здесь скаляр. — Прим. пер.↳ Если только вы не нацелены прямо в планету, то, развив скорость выше второй космической, вы выйдете за пределы её гравитационного притяжения. То есть покинуть наш астероид можно, просто разбежавшись горизонтально и прыгнув с трамплина.

Если вы разгонитесь недостаточно для того, чтоб покинуть планету, вы останетесь на её орбите. Орбитальная скорость составит примерно 3 метра в секунду — как при обыкновенном беге трусцой.

Но это будет чуднáя орбита.

Приливные силы будут действовать на вас по-разному. Если вы вытянете руку вниз, к планете, её будет притягивать гораздо сильнее, чем остальное тело — его будет отталкивать вверх. Выходит, действие гравитации на другие части тела будет ещё меньше. Собственно говоря, каждая часть вашего тела будет стремиться занять свою собственную орбиту.

Крупный орбитальный объект — скажем, луна — при таких приливных силах обычно разрушается с образованием колец. С вами такого не случится. Тем не менее орбита ваша станет хаотичной и нестабильной.

Интересное исследование орбит этого типа провели в своей статье Раду Д. Руджеску и Даньеле Мортари^[6].↲Раду Д. Руджеску, Даньеле Мортари. Ультрадлинные орбитальные тросы не подчиняются законам Кеплера и нестабильны // WSEAS Transactions on Mathematics. — Том 7, № 3, март 2008. Стр. 87–94.↳ Их модель показала, что большие продолговатые объекты движутся вокруг центральных тел по странным извилистым траекториям. Даже их центр масс не описывает привычных эллипсов; некоторые занимают пятиугольные орбиты, другие же беспорядочно кружатся и падают на планету.

Между прочим, результаты такого исследования могли бы пригодиться на практике. За последние годы многократно предлагалось использовать длинные кручёные тросы для транспортировки грузов в гравитационные колодцы и обратно — своего рода дрейфующий космический лифт. Такими тросами можно было бы доставлять грузы на поверхность Луны и с неё или подбирать космические аппараты на краю земной атмосферы. Присущая тросам нестабильность орбиты ставит перед подобными проектами интересные задачи.

Что касается обитателей нашего сверхплотного астероида — им не помешает осторожность; чересчур разогнавшись при беге, они серьёзно рискуют споткнуться и остаться без обеда.

К их счастью, прыгать вверх можно сколько угодно.