Земные и космические скорости человека. Научно-популярный журнал для юношества «Страна знаний» №5, 2021

Все течёт, все меняется, ничто не стоит на месте

Гераклит Эфесский, 544–483 гг. до н. э.

Человек во все времена стремился быть быстрым. Сначала для того, чтобы догнать зверя на охоте или вовремя убежать от него, потом – чтобы иметь возможность путешествовать, ещё позже – чтобы преодолеть земное притяжение. Для этого человеческий разум придумывал и придумывает всё новые и новые способы и приспособления.

Средняя скорость пешехода, который движется в быстром темпе, – 2,28 м/с (8,208 км/час), олимпийский чемпион в беге Донован Бейлей достиг скорости 43 км/час. Для сравнения: улитка может передвигаться со скоростью 48 м/час, сухопутные черепахи – 700–900 м/час, полевая мышь – 4–7 км/час, змея – 10 км/час, курица – 15 км/час, свинья – 18 км/час.

Сравнение природной скорости человека и некоторых других живых существ (в м/с)
Сравнение природной скорости человека и некоторых других живых существ (в м/с)

Скорость передвижения всадника на коне галопом – 60 км/час. Слон движется со скоростью 40 км/час, жираф и олень могут бежать в среднем со скоростью 51 км/час, гепард – до 120 км/час.

Сеть японских высокоскоростных поездов Синкансэн, которые называют «пулями», считается рекордсменкой по скорости на железной дороге. В зависимости от состояния линий поезда способны развивать скорость 320–581 км/час.

Первый автомобиль двигался со скоростью 15 км/час, а самый быстрый на сегодня реактивный автомобиль Thrust SSC под управлением англичанина Энди Грина зарегистрировал скорость на специально оборудованной дорожке 1226,522 км/час.

Техногенная скорость человека (в км/ч)
Техногенная скорость человека (в км/ч)

Самая быстрая птица в мире, сокол-сапсан, в стремительном пикирующем полёте способна развить скорость свыше 322 км/час, серая ворона – 43, воробей – 39 км/час. Стрекоза может пролетать за час – 30 км, пчела – 22 км, оса – 9 км, комнатная муха – 6 км. Самый быстрый самолёт в мире – экспериментальная гиперзвуковая модель X-43A – достиг скорости 11230 км/час, что примерно в 9,6 раз превышает скорость звука.

Чтобы оторваться от земного притяжения и выйти на орбиту Земли, ракетные двигатели должны развивать так называемую первую космическую скорость – 7,9 км/с.

Минимальная скорость, которую необходимо предоставить телу на поверхности Земли, чтобы оно вышло за пределы гравитационного действия планеты (вторая космическая скорость), – 11,2 км/с.

Третья космическая скорость - минимально необходимая скорость тела, что позволяет преодолеть притяжение Солнца и в результате выйти из Солнечной системы в межзвездное пространство.

Взлетев с поверхности Земли и наилучшим образом используя орбитальное движение планеты, космический аппарат может достичь третьей космической скорости уже при 16,67 км/с относительно Земли, а при старте с Земли в наименее выгодном направлении его необходимо разогнать до скорости 72,8 км/с.

Космические скорости человека (в км/с)
Космические скорости человека (в км/с)

Роботизированный космический зонд «Новые горизонты» был запущен 19 января 2006 г. на траекторию выхода за пределы Солнечной системы. После завершения работы последнего разгонного двигателя скорость аппарата относительно Земли составляла 16,26 км/с (58636 км/час или 1,2 млн километров в день), что сделало его самым быстрым не только среди космических аппаратов, но и среди любых созданных человеком объектов.

По расчётам четвёртая космическая скорость – минимально необходимая скорость тела, которая позволяет преодолеть притяжение галактики Млечный Путь, – не является постоянной для всех точек Галактики, а зависит от расстояния до центральной массы (для нашей галактики таковым является объект Стрелец A, сверхмассивная чёрная дыра). По приблизительным предварительным расчётам в районе нашего Солнца четвёртая космическая скорость составляет около 550 км/с. Значение сильно зависит не только от расстояния до центра Галактики, но и от распределения масс вещества по Галактике, о которых пока нет точных данных.

И в то же время, не ведая стремительных взлётов земных скоростей, сидя за компьютером или просто за письменным столом, засыпая в кровати или скучая, глядя в окно, мы и не задумываемся, что наша, вроде, незыблемость действительности относительная. Неподвижные на первый взгляд для окружающих и для себя, мы одновременно выполняем много движений с безумными скоростями.

Находясь на поверхности вращающейся Земли, мы, вместе с улитками, курами, сапсанами, слонами и другими живыми существами, ежесекундно мчимся вокруг земной оси со скоростью, зависящей от нашего местонахождения. На экваторе это более 465 м/с (1674 км/час), на полюсах данное движение отсутствует, а на широте Киева скорость равна примерно 299 м/с (1076 км/час).

Кроме того, вместе с Луной мы мчимся по орбите Земли вокруг Солнца со средней скоростью 30 км/с, в перигелии в начале января скорость чуть больше, а в афелии, в начале июля – чуть меньше.

Солнечная система и мы вместе с ней движемся относительно ближайших звёзд примерно со скоростью 20 км/с (не более 4 астрономических единиц в год) по направлению к сегодняшнему созвездию Геркулеса. В то же время относительно межзвездного газа Солнечная система движется с чуть большей скоростью – до 25 км/с – уже по направлению к созвездию Змееносца. Специалисты объясняют это смещение наличием так называемого «межзвёздного ветра», что «дует» из южной части Галактики.

Солнечная система вращается вокруг центра Галактики со скоростью около 200 км/с (40 астрономических единиц за год!). Эта скорость постоянно уточняется, поскольку точных сведений о распределении вещества в нашей Галактике мы ещё не имеем и до конца не понимаем, относительно чего должны измерять своё движение.

Мы приближаемся навстречу Туманности Андромеды в секунду на 100–150 км, вместе с ней к другому скопления галактик примерно на 400 км в секунду.

И так бесконечно вместе с ними дальше и дальше. Постоянное движение, безумные, как для землянина, скорости, много неизвестного и ещё неизведанного, которое манит своими тайнами.

Л.В. Казанцева, кандидат физико-математических наук, Астрономическая обсерватория Киевского национального университета имени Тараса Шевченко