Как «Интерстеллар», «Чужой» и «Марсианин» работают на уровне физики?

Сразу после Дня космонавтики, который отмечается 12 апреля, вспоминаем культовые фильмы о вселенной и пытаемся понять, как в них работает физика. У нашего эксперта, DIY-блогера Дани Крастера, даже был опыт воссоздания киношных штук не из этого мира. Как-то он с командой пробовал сделать кровь «чужих» из одноимённой картины (вы ещё не раз услышите об этом проекте в тексте): ребята пытались растворить железо, алюминий, титан и даже сосиску с помощью соляной, серной, азотной, плавиковой и хлорной кислот, чтобы понять, что за смесь течёт в жилах монстров. Получилось, мягко говоря, впечатляюще. Но так и работает всё жанровое кино: у него в приоритете — зрелищность. А теперь докажем это на других поп-культурных примерах!

«Интерстеллар»

Червоточина

По сюжету фильма Земля становится непригодной для жизни, а обычные космические перелёты — слишком долгими. Даже ближайшие звёзды находятся в десятках и сотнях лет пути. Чтобы перемещаться в другие галактики и исследовать планеты герои используют червоточину, появившуюся возле Сатурна. В «Интерстелларе» она выглядит как короткий путь через Вселенную: а-ля вы свернули пространство, словно лист бумаги, и прокололи его. В принципе такой феномен действительно существует в уравнениях общей теории относительности, но на практике мы даже близко не понимаем, как его стабилизировать. Главная проблема — потребность в так называемой экзотической материи с отрицательной энергией, которую пока можно только намёками наблюдать в квантовых эффектах. Если говорить честно, то сейчас это вопрос не инженерии, а уровня цивилизации: чтобы реализовать перелёт через червоточину, нужно управлять мощью звёзд. То есть идея не бредовая, но до реального устройства, как до постройки лифта на Луну.

Кристофер Нолан: гений или нет? Гид по творчеству режиссёра

Тот, кто делает массовое кино авторским.

2х2.медиаАлина Кувшинникова

Чёрная дыра

В «Интерстелларе» чёрная дыра появляется, когда главные герои приближаются к планете Миллер, чтобы проверить данные астронавта. В фильме «точку невозврата» показывают почти научно точно: редкий случай, когда кино не врёт ради красоты. Такие объекты реально существуют, что подтверждают фотографии, позволяющее изучать их по косвенным признакам. Но идея летать рядом с чем-то подобным — уже совсем другой уровень сложности. Рядом с чёрной дырой бешеная радиация, гравитация, растягивающая всё в спагетти; и куча эффектов, делающих навигацию адом. Теоретически можно было бы использовать коллапсар в качестве источника энергии, вытягивая силу из вращения, но практически подобное находится пока за пределами даже самых смелых проектов. Так что наблюдать — да, использовать — нет.

Замедление времени

В одной из самых культовых сцен картины, в которой главный герой смотрит видеосообщение дочери, выясняется, что время зависит от условий, в которых вы находитесь. На планете Миллер оно совсем иное. За несколько минут, которые, как думал Купер, прошли за время его отсутствия, его коллеги и дочь постарели на десятки лет. Эффект замедления хроноса — одна из тех вещей, которые выглядят фантастикой, но в реальности уже давно встроены в повседневную жизнь. Те же GPS-спутники учитывают эту разницу, основываясь на гравитации Земли и скорости движения в целом. Иначе навигация просто не работала бы. В фильме подобный феномен доведён до экстремума: разница во времени измеряется уже не минутами, а часами и годами. Чтобы такое произошло, потребуется гравитация буквально уровня чёрной дыры. В реальном мире эффект есть, он измерим, его используют, но сделать так, чтобы кто-то «вернулся в будущее», — всё ещё невозможно без экстремальных космических условий.

Тест. Насколько хорошо ты знаешь творчество Кристофера Нолана?

Любишь смотреть фильмы Кристофера Нолана? А хорошо ли ты помнишь события из них?

2х2.медиаМаксим Клейн

«Чужой»

Ксеноморф

Существо из «Чужого» кажется полностью вымышленным, но его логика частично взята из биологии. В природе полно паразитов, которые управляют поведением хозяина, быстро адаптируются и меняют форму в зависимости от условий. Однако уровень универсальности ксеноморфа, подстраивающегося под любой организм и развивающегося с бешеной скоростью, — это уже художественное преувеличение. Современная генетика, включая CRISPR (использует белок Cas9 в качестве «молекулярных ножниц» и РНК для поиска нужных участков), позволяет редактировать ДНК, но создавать организмы с такой гибкостью мы всё равно не можем. Это скорее страшная гипотеза о том, куда способна прийти биотехнология, чем реальный проект.

Тест. Ты — Чужой. Попытайся устранить команду на космическом корабле

Постарайся выжить на корабле от лица Чужого!

2х2.медиаМаксим Клейн

Космический грузовик Nostromo

Космический корабль в «Чужом» — не блестящий лайнер, а обычный рабочий грузовик, именно поэтому он и выглядит правдоподобно. Nostromo — это буксир: в фильме он тянет за собой гигантский перерабатывающий комплекс с рудой. Машина подобна огромной транспортной платформе с экипажем, системами жизнеобеспечения и автоматикой. Что важно: перед нами не фантастика в чистом виде. Современные компании вроде SpaceX активно двигаются в сторону многоразовых тяжёлых судов, а грузовые миссии в космос — обычное дело. Главная проблема — их стоимость и автономность: такие корабли должны уметь долго работать без помощников с Земли. Но если смотреть на тренды, подобные фуры — вопрос ближайших десятилетий. Кто знает, может, скоро и мы с вами станем гостем такого аппарата.

Сканер движения

Сканер движения из «Чужого» тоже кажется чем-то сверхъестественным. Но если разобраться, можно выяснить, что это комбинация уже существующих технологий. Прибор работает как локатор или лидар: отслеживает изменения в пространстве и показывает движущиеся объекты на экране. В фильме его активно используют колониальные морпехи во главе с Эллен Рипли и отрядом, чтобы фиксировать ксеноморфов в тёмных коридорах базы. В нашем с вами быту существуют автомобильные радары, датчики движения и тепловизоры. Они тоже обнаруживают людей и предметы. Разница в том, что киношная версия слишком универсальна и точна: она «видит» всё и сразу, без ошибок. Настоящие системы шумят, путаются и имеют ограничения по дальности и углу обзора. Но если собрать устройство из современных компонентов, можно получить довольно похожий результат — не идеальный, но вполне рабочий.

Лучшие комиксы о чужих: вторая жизнь классического космохоррора

Как историю ксеноморфов продолжают на страницах комиксов.

2х2.медиаАлексей Першин

«Марсианин»

Культивирование еды на Марсе

История с картошкой в фильме похожа на трюк фокусника, но это почти реализуемая технология. Марк Уотни использовал марсианский реголит как основу и смешивал его с органическими отходами (собственными, да-да). На планете нет воды, поэтому он синтезировал её из ракетного топлива. А сами посевы выращивал внутри жилого модуля, где поддерживал давление, температуру, влажность и необходимое освещение. Мы уже умеем культивировать растения в полностью контролируемой среде: без почвы, используя гидропонику и светодиодное освещение. Основная проблема Марса — токсичный грунт и радиация, однако и это можно обойти: просто очищать землю и использовать изолированные модули. Подобные эксперименты уже идут в лабораториях и на МКС. Считайте, что это будущее сельхозтехники.

Полёт нормальный: сериалы о космосе, которые мгновенно пронесут через безграничные миры

Ты прям как космос, это выше небес!

2х2.медиаЕвгений Белоусов

Получение воды из топлива

Подъехала чистая химия — без всякой магии. При реакции газов в топливной системе образуется вода, подобную схему добычи жидкости применяют даже при конструировании ракетных двигателей. Проблема в другом: процесс очень энергичный, а потому может закончиться взрывом, если реакцию не контролировать. В фильме шанс такого исхода показан довольно честно: главный герой понимает, чем всё может обернуться. В одной из сцен Уотни ошибается с расчётами: водород накапливается в избытке, из-за чего происходит взрыв прямо внутри жилого модуля. Мужчину отбрасывает ударной волной. Следом он обнаруживает повреждения оборудования, без которого дальнейшее выращивание картофеля невозможно. Сотворить нечто похожее инженерам под силу: просто потребуются аккуратность, точность и максимальный контроль.

Связь через старый зонд

Ещё кое-что очень реалистичное. Космическую технику проектируют с большим запасом надёжности. Если она не разрушена, её можно попытаться восстановить с помощью реанимирования старого зонда. В фильме аппарат Pathfinder давно считался вышедшим из строя, но герою всё-таки удалось установить связь с Землёй. Электроника прибора частично уцелела, вдобавок он находился относительно недалеко от базы Марка Уотни. Мужчина очистил устройство от пыли, подключил питание и проверил, какие системы ещё работают. У аппарата нет «чата», поэтому герой использовал камеру для общения с землянами. Позже коммуникация усложнилась: картинки сменил двоичный код. В реальности инженеры постоянно работают с давними системами, эмулируют архивные протоколы и вытаскивают данные из, казалось бы, мёртвого оборудования. Короче, нормальная инженерная практика. Всего-то-навсего в экстремальных условиях.

Изнанка и энерго-купол: как работает физика в сериалах? Разбирается Даня Крастер

Смогли бы мы жить в мире с энерго-куполами, червоточинами и силовыми щитами?

2х2.медиаДаня Крастер