wtorek, 6 grudnia 2016

POGADANKA #01 - MITY SCIENCE FICTION

Niedawno zabrałem się do pisania krótkiego opowiadanka, którego jedynym celem istnienia miało być danie upustu mojej ekscytacji dotyczącej wymyślonego dla Encyclopædii okrętu. W miarę pisania uświadamiałem sobie coraz bardziej ogrom mojej niewiedzy, jeśli chodzi o to zagadnienie, więc i wizyty na stronach NASA, forach astrofizycznych i niezawodnej anglojęzycznej Wikipedii stawały się coraz częstsze, a zagadnienia bardziej złożone. Oczywiście, wpadłem też w klasyczną spiralę niewiedzy, czyli trafiałem na pojęcia, które były tłumaczone innymi, nieznanymi mi pojęciami i tak dalej, i tak dalej.
Koniec końców, dotarłem do wniosku, że skoro ja, mający dość poważną "zajawkę" na kwestie futurystyczne, astrofizyczne i ogólnie kwestie pojmowane jako geekowskie, to przeciętny zjadacz chleba, może nie uznawać za oczywiste kwestii, które dla mnie takimi są.
Toteż postanowiłem, że opowiadania nie będzie (bo jak już gdzieś wcześniej wspominałem, jestem beznadziejnym pisarzem), ale za to będzie pseudowykład w moim wykonaniu, w którym postaram się dość prosto wyjaśnić co uznam za stosowne.
Zaczniemy od wykończenia kosmicznych legend i mitów które zawdzięczamy głównie radosnej twórczości SF. Narosło już bardzo dużo błędów dotyczących postrzegania przestrzeni kosmicznej, z czego niektóre są oczywiste dla osób z podstawowym zasobem wiedzy fizycznej, a część wcale niekoniecznie.

"In space, no one can hear you scream.*"
To z tych bardziej oczywistych. W próżni nie ma hałasu. Dźwięk to fala powietrza. Cząsteczki powietrza to bardziej, to mniej naciskają na membranę w Waszych uszach, a ten nacisk przez biologiczną maszynerię, w którą (większość) ludzi jest wyposażona, zostaje przetworzony w sygnały zrozumiałe dla mózgu. To pozwala Wam na przykład stwierdzić, że Rosenrot to jednak kawał dobrego utworu. Raz jeszcze, falujące powietrze to fala mechaniczna. Mechaniczna, czyli koniecznie, absolutnie, bezwzględnie potrzebuje ośrodka, żeby się rozchodzić. W próżni ośrodka nie ma = nie ma dźwięku.
ALE.
Jeżeli stoisz sobie w kombinezonie na kadłubie rakiety i powiedzmy, że owa rakieta leci akurat przez próżnię z odpalonym silnikiem to prawdopodobnie usłyszysz silnik, bo w tym wypadku ośrodkiem jest kadłub statku, buty kombinezonu, kombinezon i wreszcie powietrze w kombinezonie, które przekazuje już klasycznie dźwięk do ucha.

"Power to main thrusters!"
Dobra, jechaliście kiedyś samochodem? Pewnie tak. I zapewne kiedyś zauważyliście, że gdy puści się homoseksualistę** pedał gazu, to samochód zwalnia. Dlaczego? Odpowiedź jest prosta - opory ruchu. Opony trą o asfalt. Karoserię opływa powietrze, które też raczej nie lubi, jak wjeżdża w nie jakaś tam karoseria. A jak jest chociaż lekko pod górkę, to i grawitacja sprzeciwia się związkowi samochodu i jego ruchu. To teraz ja się pytam, po jaką cholerę cały czas w filmach/grach Sci-Fi piloci "kosmicznych samochodów" cały czas cisną "kosmiczny pedał gazu"? Nie ma asfaltu, nie ma powietrza, nie ma niczego (poza wiatrem słonecznym, ale w tej sytuacji to zaniedbywalne), co zmuszałoby ich do marnowania bardzo cennego w kosmosie paliwa. Jeżeli coś w kosmosie leci X㎧ to będzie lecieć X㎧ bardzo długo. Silniki w kosmosie odpala się tylko i wyłącznie do przeprowadzania manewrów (by zmienić kierunek bądź, po fizycznemu, wartość wektora prędkości).

"The ships hung in the sky, much the way that bricks don't."
Kojarzycie te klasyczne sceny SF, w których to wielka flota wielkich okrętów wisi nad wielką planetą, a cała scena jest tak wielce statyczna i dostojna? Jest z tym jeden problem. Widzieliście kiedyś nagrania z International Space Station? Jeżeli tak, to cudownie, jeżeli nie, to gorąco polecam. Chodzi o to, że w kosmosie wszystko się kręci. Księżyc kręci się wokół Ziemi. Ziemia kręci się wokół Słońca. Słońce kręci się wokół środka Drogi Mlecznej. Droga Mleczna... Szczerze mówiąc, nie wiem, wokół czego się kręci, ale na pewno się porusza (i to nawet na torze kolizyjnym z Galaktyką Andromedy). Więc taka wielka flota wielkich statków, może sobie faktycznie względem siebie pozostawać w spoczynku, ale wielka planeta będzie pod nimi całkiem szybko pomykać. I częściej niż na powierzchni będą mogli się cieszyć wschodami i zachodami pobliskiej gwiazdy. Bo orbitują.
Ten fakt bardzo mocno wpływa na walki w kosmosie. Jeżeli faktycznie kiedykolwiek miałoby dojść do konfliktu w przestrzeni kosmicznej, to na orbicie planety, a nie w przestrzeni międzyplanetarnej/orbicie okołosłonecznej (okołoagneyańskiej?), z tego prostego względu, że spotkanie kogoś i utrzymanie dystansu mniejszego niż 10 km przez dłuższą chwilę, pozwalającą na wzajemną wymianę ognia, jest równie łatwe co trafienie z obracającej się karuzeli ziarnkiem piasku w ucho igielne dwa metry dalej.
Czyli niespecjalnie łatwe. Pozostaje też oczywiście kwestia czasu.

“Space is big. You just won't believe how vastly, hugely, mind-bogglingly big it is."
Podróż sondy Voyager 2 (wystrzelonej w 1977) na Jowisza trwała mniej więcej 3 lata. Sferę dominacji grawitacyjnej Słońca opuściła w 2015. Oczywiście, że można przyspieszyć podróż, ale wiąże się to z nieboskimi ilościami zużytego paliwa plus trzeba czekać na okno startowe. Czasem bardzo długo.
Jeżeli już dojdzie do spotkania (profesjonalnie: intersekcji orbit), to kolejną komplikacją jest wykrycie i trafienie przeciwnika. Przestrzeń jest ogromna. Niewyobrażalnie ogromna. W związku z tym najłatwiej wykryć inne statki przez różne rodzaje promieniowania, w związku z czym da się być praktycznie niewidzialnym w kosmosie.
Podsumowując, sytuacje, w których trzeba lecieć przez kilka miesięcy tylko po to, by postrzelać przez góra godzinę byłyby na orbicie okołosłonecznej powszechne.

"Evasive manouvers!"
Jeśli chodzi o wcześniej wspomniane manewry, to tu też wielu ludzi ma o nich mylne wyobrażenie. Głównym winowajcą jest saga Gwiezdnych Wojen. TIE odmian wszelkich, "X-Skrzydłowce" (absolutnie kocham to tłumaczenie), czy też stareńkie Droidy Sępy wykonują ciasne skręty, beczki i wiele innych, gwałtownych manewrów niczym Hurricane'y i Messershmitty nad Londynem.
Zasada zachowania pędu niestety psuje zabawę. Żeby faktycznie ostro zakręcić, kosmiczny Spitfire musiałby ustawić się pod kątem 90° względem toru ruchu. Takie walki bardziej przypominałyby jednak turnieje rycerskie na łyżwach. O manewrach napiszę nieco więcej w następnej Pogadance.

"They are so small, they're evading our turbolasers!"
Lasery, największa chyba gwiazda kinematografii SciFi. Zielone, czerwone, niebieskie, żółte, jakie tylko chcecie, dla każdego się znajdzie! A jak ładnie sobie mkną przez próżnię kosmosu z prędkościami definitywnie podświetlnymi, efektownie błyszcząc.
Tylko chwila chwila, coś tu nie gra.
Hmm, pomyślmy, laser to teoretycznie liniowy strumień wysokoenergetycznych fotonów. Liniowy.
Jak działa oko? Musi oberwać w receptor fotonem, żeby zarejestrować obraz. Wniosek? Jeżeli widzisz faktyczny laser bojowy, to znaczy, że jest wycelowany w Twoje oko i wiele więcej już w życiu nie zobaczysz.
CHYBA ŻE jest coś, co laser rozprasza, wytrąca fotony z ich pierwotnej ścieżki i dzięki temu zjawisku mamy np. pokazy typu Laser Show. Ale w kosmosie nie ma ośrodka rozpraszającego. Dopóki nie dostaniesz laserem w twarz, to pozostanie on niewidzialny.
Idąc dalej - laser = światło, a światło w próżni porusza się z v = c co oznacza, że broń laserowa trafia w cel praktycznie natychmiastowo.

"If the planet blew up, the gravity would go away."
Nie macie pojęcia (chyba, że macie, to przepraszam), jak trywializowana jest grawitacja w znacznej części twórczości SF. "Komputer, włącz grawitację!"
*PYK*
I bohater pewnie maszeruje po podłodze.
Ludzie! Jeżeli kiedykolwiek zrozumiemy grawitację na tyle, by nią tak manipulować, to nie pozostanie już chyba nic do odkrycia. Kto potrafi kontrolować grawitację, ten potrafi manipulować czasem i przestrzenią. Dosłownie. Nawet nie umiem sobie wyobrazić, jakie drzwi wyważyłaby taka technologia.
W SF pozwala natomiast łatwiej nagrać sceny na statkach, czasem jakąś bajerancką broń, która na końcu filmu ładnie wybucha.

To nie koniec grawitacyjnych problemów. Astronauci na ISS mają w grafiku obowiązkowe 8 godzin solidnych ćwiczeń fizycznych, żeby SPOWOLNIĆ degenerację kości. W rok tracą 30% masy kośćca.
Wszystko przez warunki mikrograwitacji, bardziej znane jako 0G.
Ważne - nie istnieje sytuacja w której "nie ma grawitacji". Gdyby nie było, biedni astronauci na orbicie przestaliby być na orbicie, a zaczęliby dryfować w pustkę kosmosu torem prostoliniowym.
Rozwiązaniem problemu braku ciążenia mogłyby być stacje/statki toroidalne (patrz: doughnuty). Taki statek/stacja przez rotację mógłby wytworzyć "sztuczną grawitację" na pokładzie przez użycie siły odśrodkowej. Niemniej, jest kolejna trudność. Taki torus musiałby być bardzo duży. Na tyle, by wzrost człowieka był pomijalny względem promienia torusa, bo w przeciwnym wypadku, "sztuczna grawitacja" działająca na głowę jest znacznie niższa od tej działającej na stopy.
W skrócie, układ krwionośny i błędnik kiepsko na to reagują.

"What happens if he blows the airlock?"
Próżnia, słowo które padło już kilkukrotnie, i która jest dość chętnie wykorzystywanym motywem. W kinematografii i grach próżnia w efektowny i dramatyczny sposób uśmierca bohaterów i statystów. W filmie Sunshine jest taka przykra scena, kiedy to jedna z postaci zostaje kosmiczną mrożonką po kilkudziesięciu sekundach w pustej przestrzeni.
Ba! Tak chłopaka zmroziło, że aż gdy zahaczył ramieniem o jakąś wystającą antenę, to owe ramię odłamało się na czysto.
Co za bzdura.
Cóż, o ile faktycznie lepiej po kosmosie w krótkich spodenkach nie biegać, tak nie przez niskie temperatury. W próżni ciężko w ogóle mówić o temperaturze, bo temperatura to "wartość średniej energii kinetycznej cząsteczek". Uwaga, uwaga, w próżni cząsteczek (prawie) nie ma.
Idąc dalej, delikwent wyrzucony przez śluzę nie zamarznie na kość...
...natychmiast. Będzie oddawał ciepło, ale jedyną możliwością będzie dla niego promieniowanie podczerwone, które to jest najwolniejszą metodą.
Śmiertelnie niebezpieczna jest natomiast różnica ciśnień. Człowiek jest stworzony do życia pod presją. Konkretnie pod presją około 1000hPa. Organizm ludzki natomiast radzi sobie beznadziejnie bez tej presji.
a) W próżni krew zaczyna natychmiast dosłownie wrzeć.
b) W próżni woda natychmiast zaczyna parować, głównie z oczu, jamy ustnej i płuc.
c) Jeżeli wstrzymuje się oddech - wybuchają płuca, jeżeli się łapie - zamarzają.

Chwila! Nie umiera się od razu!
Wg. NASA utrata przytomności następuje po ok. 15 sekundach, a zgon po maksymalnie 90.

"Space, the final frontier."
Dość już się nagadałem w tej pierwszej pogadance. Będą kolejne, ale trzeba już zakończyć, bo post i tak już zbyt długi. Wiadomo, jeżeli coś źle napisałem, albo z czymś się nie zgadzacie, to atakować.
Dziękuję bardzo za uwagę i bez odbioru.


*Wszystkie nagłówki to cytaty z najróżniejszych dzieł science fiction, głównie Hitchhikers Guide to the Galaxy, Star Treka, Gwiezdnych Wojen i chyba jest też jeden z Interstellar.
**Jak chcecie bóldupczyć o kiepskiej jakości żarty na tle rasowym/orientacyjnym/religijnym/<insert inny wrażliwy temat> to proszę albo kontaktować się ze mną osobiście, albo iść pouderzać w poduszkę pięściami.