Свободное падение в открытом космосе — Мэт Джей Карлсон

Урок полностью: http://ed.ted.com/lessons/free-falling-in-outer-space-matt-j-carlson

Если бы вы были на орбите Земли, вы бы испытали чувство свободного падения, но не то, которое ваш желудок чувствует перед крутым спуском на американских горках. С небольшой помощью сэра Исаака Ньютона, Мэт Джей Карлсон объясняет основные силы, действующие на космонавта, и почему вам, вероятно, не стоит пробовать это дома.

Урок — Мэт Джей Карлсон, анимация — Джош Харрис.

Вы когда-нибудь плавали

в тёплой воде бассейна с мыслью:

«Было бы здóрово стать космонавтом!

Можно пари́ть в космосе,
любоваться Землёй и всё такое.

Вот было бы классно!»

Только всё это не совсем так.

Находясь в космосе,
вы вращаетесь вокруг Земли:

это называется свободным падением.

На самом деле вы падаете на Землю.

Задумайтесь на минутку:
вы испытываете то же самое,

скатываясь вниз с американской горки
с криком «Ееей!»

Только это происходит

всё время, пока вращаетесь вокруг Земли:

два, три, четыре часа, дня.

Пока не надоест.

Что же значит «вращаться на орбите»?

Вспомним Исаака Ньютона.

У него была идея,
небольшой мысленный эксперимент.

Возьмём пушку

и поставим её на вершину холма.

Если из неё выстрелить,

ядро упадёт недалеко.

Но если выстрелить сильнее,

ядро улетит дальше

и приземлится сразу за горизонтом.

Теперь понятно, что, выстрелив ядро
очень-очень сильно,

оно облетит всю Землю

и вернётся назад — бум! —
и ударит вас, например, в зад.

Увеличим масштаб: теперь вы в спутнике

над Северным полюсом Земли.

Север находится сверху.

Вы должны упасть и удариться об Землю.

Но спутник очень быстро движется вбок,

поэтому когда вы падаете,

вы промахиваетесь.

Оказавшись сбоку Земли,
вы падаете дальше,

а притяжение Земли тянет вас в сторону.

Итак, вас тянет в сторону, вы падаете

и опять пролетаете мимо Земли,
и вот Земля уже над вами.

Теперь Земля притягивает вас,
но вы всё ещё быстро движетесь вбок.

И вы снова пролетаете мимо Земли.

И вот вы с противоположной стороны Земли,
движетесь вверх,

а Земля тянет спутник к себе.

Итак, вам нужно упасть в сторону,

но вместо этого спутник поднимется наверх.

И вот вы снова пари́те над Землёй,
над Северным полюсом,

двигаясь вбок и падая вниз,

и, как вы уже догадались,

спутник снова промахивается,
потому что движется слишком быстро.

Так происходит с космонавтами
на орбите Земли.

Они всё время падают на Землю,

но всегда промахиваются,
можно сказать, что они всё время падают.

Им кажется, что они падают,
так что с этим остаётся смириться.

Технически, если вы будете бежать
достаточно быстро и споткнётесь,

вы можете покинуть Землю.

Но тут есть большая проблема.

Во-первых, вам надо разогнаться
до 8 километров в секунду.

Это 18 000 миль в час.

Чуть больше, чем 23 Маха!

Вторая проблема:

если вы настолько быстры,

да, вы выйдете на орбиту Земли
и вернётесь туда, откуда вышли,

но по пути будет много воздуха,

хотя мало людей и предметов.

Поэтому вы бы сгорели
из-за атмосферного трения.

Так что я бы этого не рекомендовал.