# Нил Деграсс Тайсон: «Для выхода на орбиту Земли мяч нужно пнуть со скоростью 5 миль в секунду»

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=uIEifKejuUc
Канал: StarTalk
Опубликовано: 23.06.2023

---

Возможно ли отправить футбольный мяч на орбиту одним точным и мощным ударом ноги? В новом выпуске StarTalk знаменитый астрофизик Нил Деграсс Тайсон и его коллега Гэри О’Рейли разбирают физику профессионального спорта и сопоставляют её с жесткими законами космической механики. Исследователи выясняют, хватит ли сил у земных атлетов, чтобы преодолеть гравитацию, и на каких небесных телах футбольный матч может закончиться потерей мяча в межзвёздном пространстве.

## ⚽ Рекорды Земли и физика удара
[[JUMP:0:01]]

Обсуждение начинается с анализа возможностей человеческого тела и современных технологий в спорте. Гэри О’Рейли приводит впечатляющий факт: максимальная зафиксированная скорость полета мяча в профессиональном футболе составляет 131 милю в час (около 210 км/ч) [0:41]. Этот рекорд принадлежит бразильскому футболисту Ронни Эберсону, который неоднократно демонстрировал подобную мощь удара [0:53].

Нил Деграсс Тайсон обращает внимание на то, что скорость полета зависит не только от силы мышц, но и от физических свойств самого снаряда:

*   **Деформация и отскок:** При ударе мяч сжимается, аккумулируя энергию. Скорость вылета определяется не только движением стопы, но и тем, насколько эффективно мяч восстанавливает форму (эффект отдачи) [1:31].
*   **Дизайн снарядов:** Тайсон отмечает, что дизайн современных мячей специально разрабатывается для того, чтобы они летели быстрее, делая игру более динамичной [1:06].
*   **Сравнение с бейсболом:** Тайсон вспоминает свой опыт из «Малой лиги», когда он обнаружил, что розовый надувной мяч (Spalding) летит гораздо дальше бейсбольного [2:38]. Гэри О’Рейли добавляет, что бейсбольный мяч внутри состоит из слоев резиновых лент и нитей, обмотанных вокруг небольшого ядра, которое, по воспоминаниям Тайсона, иногда содержит жидкость [3:44].

## 🚀 Математика орбиты: правило квадратного корня
[[JUMP:4:09]]

Переходя от спорта к астрофизике, Тайсон объясняет, почему даже рекорд Ронни Эберсона ничтожно мал для выхода в космос. Вторая космическая скорость (скорость убегания) для Земли составляет примерно 7 миль в секунду [4:22]. В пересчете на привычные величины — это около 25 000 миль в час. 

Тайсон делится «красивым и гиковским» физическим фактом, который был частью его экзамена в аспирантуре [6:11]:

*   **Формула орбитальной скорости:** Чтобы вычислить скорость, необходимую для удержания объекта на низкой околоземной орбите, нужно разделить скорость убегания на квадратный корень из двух ($\sqrt{2} \approx 1,41$) [5:30].
*   **Реальные цифры:** 7 миль в секунду, разделенные на $\sqrt{2}$, дают примерно 5 миль в секунду [5:44].
*   **Контекст:** Именно с такой скоростью (5 миль/с) движутся МКС, космические шаттлы и спутники Илона Маска [5:44].

По мнению Тайсона, даже если бы Супермен обладал суперсилой, ключевым фактором для запуска мяча на орбиту была бы именно скорость его движения, а не просто мощь [4:36].

## ☄️ Космический футбол на астероидах и карликовых планетах
[[JUMP:6:23]]

Если на Земле отправить предмет в космос ударом ноги невозможно, то на других небесных телах ситуация меняется. Тайсон анализирует различные объекты Солнечной системы:

*   **Марс и Плутон:** Эти планеты (и бывшие планеты) всё еще слишком велики. Скорости человеческого удара не хватит, чтобы преодолеть их гравитацию [6:35].
*   **Церера (Ceres):** Крупнейший объект в поясе астероидов, классифицируемый как карликовая планета [7:30]. Её гравитация настолько велика, что придала ей сферическую форму. Скорость убегания здесь составляет около 1/3 мили в секунду, что всё еще недостижимо для футболиста [7:56].
*   **Кометы:** На комете Галлея скорость убегания составляет всего около 1 мили в час [8:36]. 

По словам Тайсона, на объектах размером в пару десятков миль в поперечнике любой человек может случайно стать «пусковой установкой». На таких телах прыжок или быстрый бег могут привести к тому, что вы навсегда покинете поверхность и улетите в открытый космос [9:04]. Тайсон шутит, что футбол в таких условиях был бы крайне неудобным: любое гневное действие приводило бы к потере мяча на орбите [12:24].

## ☀️ Как покинуть Солнечную систему
[[JUMP:10:47]]

Тайсон объясняет, что те же принципы математики работают и в масштабах всей звездной системы. Чтобы объект не просто покинул Землю, а полностью улетел из Солнечной системы, нужно учитывать орбитальную скорость Земли относительно Солнца.

1.  **Орбитальная скорость Земли:** Наша планета движется вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с (или 18 миль в секунду) [11:00].
2.  **Расчет скорости убегания:** Если умножить 30 км/с на $\sqrt{2}$, мы получим примерно 42 км/с [11:13].
3.  **Итог:** Чтобы запустить мяч (или корабль) за пределы Солнечной системы, необходимо разогнать его до скорости около 30 миль в секунду по направлению движения Земли [11:43].

## 🔄 Орбитальный «бумеранг»: почему мяч вернется?
[[JUMP:12:39]]

В завершение дискуссии Нил Деграсс Тайсон описывает любопытный парадокс орбитальной механики. Если вы пнете мяч с большой скоростью, но её окажется недостаточно для выхода на стабильную орбиту или преодоления гравитации, в теории мяч должен вернуться в точку запуска.

По словам Тайсона, точка запуска всегда остается частью орбитального пути объекта [13:19]. Если бы Земля была сжата до размера точки (но сохраняла свою массу), а вы «парили» бы в месте удара, то выпущенный мяч описал бы огромную эллиптическую орбиту и через полтора часа ударил бы вас в затылок [13:32]. В реальности же мяч просто столкнется с поверхностью планеты на другой стороне Земли, так как она находится на пути этой воображаемой орбиты [13:05].