Mi történik a golyókkal, ha géppuskából sorozatot adsz le a világűrben vagy a Holdon?

A For All Mankind című sikersorozat második évadának fináléjában a nézők egy érdekes jelenetet láthattak, amikor a Hold élettelen felszínén az amerikai tengerészgyalogosok és a szovjet különleges alakulatok tüzet nyitottak egymásra űrbéli gépkarabélyaikból. A szkafanderek átlövése ebben a sorozatban ijesztően valósághűnek tűnik, de vajon a valóságban is így történne minden?

Elgondolkodtál már azon, hogyan is nézne ki a gyakorlatban egy valódi tűzharc a világűrben, ha az űrhajósoknak fontos tudományos űrállomásokat vagy feltételezett holdi, illetve marsi bázisokat kellene megvédeniük?

Hogyan viselkednének a lövedékek a nyílt űrben, a Holdon vagy éppen a Marson? Mi történne a visszarúgással, ha a súlytalanság állapotában húznád meg a ravaszt?

Vegyük górcső alá az űrbéli tűzharcok fizikáját és mechanikáját, amelyek a közeljövőben elméletileg akár a sci-fi kategóriájából is kiléphetnek.

Ha eltekintünk a filmektől és a sci-fitől, hamar kiderül, hogy az űrbéli lövöldözés témája nem pusztán a forgatókönyvírók kitalációja, hanem egy kifejezetten komoly kérdés, amellyel már a hidegháború idején is foglalkoztak.

Az ok rendkívül egyszerű: az első keringési állomásokra és űrhajókra nemcsak tudományos kutatóbázisként, hanem potenciális katonai platformként is tekintettek. A hidegháborús fegyverkezési verseny éveiben a Szovjetunió és az USA részéről senki sem zárta ki annak lehetőségét, hogy az űrhajósok között közvetlen fegyveres konfliktus alakulhat ki a Föld körüli pályán.

A fegyverek űrbéli tesztelésének egyik legjobban dokumentált esete 1975. január 24-én történt, amikor a szovjet Almaz (Szaljut–3) katonai űrállomásra egy NR–23 típusú automata gépágyút telepítettek. A mérnökök ugyanis tartottak az amerikai felderítő műholdak vagy elfogó űrhajók esetleges támadásától.

A gépágyút mereven rögzítették az állomás törzsén. A célzáshoz a manőverező hajtóművek segítségével magát a 18 tonnás, óriási szerkezetet kellett elforgatni. Mivel a szakemberek tartottak az erőteljes visszarúgástól és a rezgésektől, amelyek kárt tehettek volna az űrállomásban, a próbát távvezérléssel hajtották végre, amikor a személyzet már elhagyta a fedélzetet és visszatért a Földre. Az ágyú egy programozott sorozatot lőtt ki (összesen mintegy 20 lövést adva le).

A tüzelésből származó visszarúgás kompenzálására a lövések pillanatában egyidejűleg bekapcsolták az állomás helyzetszabályozó hajtóműveit is.

A kísérlet és a számítások végül a következő eredményeket hozták:

• vákuumban is gond nélkül lehet lőni;
• a tesztet sikeresnek ítélték: a fegyver visszarúgása és a rezgések nem tettek kárt az állomásban;
• a fő problémát nem maga a lövés, hanem annak következménye jelenti. Minden egyes lövés olyan impulzust keltett, amely megváltoztatta az állomás tájolását. Súlytalanságban egy géppuskasorozat visszarúgása képes ellökni és elforgatni egy űreszközt, vagy akár kontrollálhatatlan pörgésbe hozni azt. Ugyanez lenne igaz magára a lövészre is, ha a lövést egy ember adná le.

A különbség hat alapvető tényezőben rejlik.

• Sebesség: A Földön a lövedék a cső elhagyása után a légellenállás miatt azonnal veszíteni kezd a sebességéből, és néhány száz méter megtétele után lelassul. Az űrben a kilövés után szinte a végtelenségig megőrzi torkolati sebességét (ami egy AK vagy M16 esetében nagyjából 700–900 m/s), amíg kozmikus porba vagy valamilyen aszteroidába nem ütközik.
• Túlmelegedés: Ez egy kritikus szempont. A Földön a fegyver csövét a levegő hűti. Vákuumban viszont nincs hőáramlás (konvekció) – a hő kizárólag közvetlen hősugárzás (infravörös fény) útján tud távozni, ami rendkívül lassú folyamat. Egy sorozatlövés esetén a gépkarabély csöve pillanatok alatt felizzana, és képtelen lenne lehűlni. A For All Mankind című sorozatban a fegyverek sem az esztétika miatt fehérek: a kutatók ezzel próbálják visszaverni a napfényt, hogy a fegyverzet ne melegedjen túl már a harc megkezdése előtt.
• Visszarúgás: Súlytalanságban vagy a Hold gyenge gravitációjában a visszarúgás reaktív hajtóműként viselkedik. Ha az űrhajós tömege a felszereléssel együtt 120 kg, a lövedék pedig 4 grammos és 900 m/s sebességgel repül, akkor a lendületmegmaradás törvénye alapján minden egyes lövés hátrafelé fogja lökni a lövészt. Ráadásul, ha a tus a vállnak támaszkodik (az ember tömegközéppontja felett), a visszarúgás nem pusztán hátralöki, hanem pörgésbe is hozza az embert. Egy sorozatlövés szó szerint egy bukdácsoló, pörgő testté változtatná a katonát, aki így képtelen lenne célba venni a következőt. A sorozatban emiatt mutatták be zseniálisan azt is, hogy ilyen helyzetben miért csak az egyeslövéses üzemmódot alkalmaznák. A Hold körülményei között rendkívül nehéz lenne sorozatot lőni, a nyílt űrben pedig egyenesen életveszélyes.

• Röppálya: A Földön a lövedék a kilövés után az erős gravitáció és a légellenállás hatására azonnal süllyedni kezd. A mélyűrben, a bolygóktól távol azonban szigorúan egyenes vonalban halad, és millió éveken át megőrizheti az irányvektorát. Pályán keringve vagy a Hold közelében aztán belép az égi mechanika is a képbe. Bár a lövedék sebessége (körülbelül 900 m/s) nem elegendő ahhoz, hogy valódi műholdként megkerülje a Holdat (ehhez 1680 m/s lenne szükséges), a pályája ettől függetlenül elliptikussá válik.
• Hatótávolság: A Holdon a levegő hiánya és a gyenge gravitáció miatt a megszokott harci lőtávolság a többszörösére nő. Egy olyan lövedék, amely a Földön néhány száz méter után leesne, a Holdon könnyedén elrepül 5–10 kilométerre úgy, hogy közben maximálisan megőrzi pusztító erejét. Míg azonban a Holdon a felszín előbb-utóbb megállítja a lövedéket, a nyílt űrben leadott lövés esetén a hatótávolság szinte felfoghatatlan. A mélyűrben egy gépkarabélyból kilőtt lövedék több millió kilométert fog repülni. Megtartja a 900 m/s-os sebességét egy óra, egy év, sőt akár ezer év múlva is. A becsapódási ereje pontosan akkora marad 10 ezer kilométer után, mint egy méterre a csőtől. Ugyanakkor lelassíthatja a közeli csillagok vagy bolygók gyenge gravitációja, a kozmikus por, vagy egy aszteroidával való esetleges ütközés.
• Hang és torkolattűz: A Földön egy gépkarabély minden egyes lövését nemcsak az egész testünkkel érezzük, hanem egy hangos dörrenést is hallunk. Vákuumban a lövés a környezet számára teljesen némán zajlik, mivel a hanghullámoknak nincs közvetítő közegük. Maga a lövész csupán egy tompa lökést érez a vállában, és némi rezgést a szkafander kesztyűjén keresztül. Ezzel szemben a torkolattűz villanása a világűr sötétjében vakítóan fényesnek és élesnek hat, mivel nincs levegő, ami szétszórná a fényt.

Míg a Holdon a harc szinte tiszta vákuumban zajlana, a Mars jóval kiszámíthatatlanabb környezetet jelent. Bár van légköre, a gyakorlatban az űrhajós olyan körülmények között találja magát, amelyek sokkal inkább egy ritka gázzal teli, óriási szélcsatornára emlékeztetnek.

Mindenekelőtt a lövedék repülésének fizikája változik meg teljesen.

A gravitáció a Marson a földi érték körülbelül 38%-a – ez érezhetően erősebb, mint a Holdon, de még mindig nem elegendő ahhoz, hogy a lövedék gyorsan „leessen”. Ennek eredményeként a röppálya elnyújtott és lapos lesz: már nem egyenes vonalú, mint a világűrben, de nem is olyan meredek ívű, mint a Földön.

A gyakorlatban ez a hatékony lőtávolság ugrásszerű növekedését jelenti.

A Mars légköre azonban tartogat egy további, váratlan tényezőt is. Nagyjából százszor ritkább a földinél, és főként szén-dioxidból áll. Egyrészt a légellenállás szinte elhanyagolható – a lövedék alig veszít a sebességéből, és óriási távolságokon is megőrzi az energiáját. Másrészt viszont mégiscsak létezik légkör, vagyis olyan hatások lépnek fel, amelyek a Holdon egyáltalán nem tapasztalhatók.

Ilyen például a szél. Annak ellenére, hogy a marsi porviharok látványosak, az alacsony légsűrűség miatt a mindennapokban alig érezhetők. Egy kilométerre vagy még messzebbre száguldó lövedék számára azonban még ez a „könnyű” légáramlat is befolyásoló tényezővé válik.

A hang a Marson az emberi fül számára is hallható, de rendkívül szokatlan, és felismerni szinte lehetetlen. A szén-dioxid remekül elnyeli a magas frekvenciákat, ezért a lövés megszokott, éles csattanása elmarad. Ehelyett csupán egy tompa, mély puffanás hallatszik, amely gyorsan elhal. A tűzharc többé nem „hangos”, hanem egy furcsa, fojtott, tompa jelenetté válik, ahol a hang nem nyújt megszokott támpontot, és szinte lehetetlen megállapítani, pontosan honnan is érkezik a támadás.

Létezik egy kevésbé nyilvánvaló szempont is: a fegyver hűtése. A vákuummal ellentétben a Marson van hőáramlás, hiszen a gáz mégiscsak szállítja a hőt, ám ezt rendkívül lassan és gyengén teszi. A cső gyorsabban hűl, mint a nyílt űrben, de még mindig lényegesen lassabban, mint a Földön. Ez azt jelenti, hogy az intenzív tüzelés továbbra is veszélyes magára a fegyverre: a túlmelegedés nem tűnik el, csupán valamivel lassabban fejlődik ki.

Végezetül ott van maga a felszín. A Marsot finom, rendkívül száraz regolit borítja, ami lényegében éles szemcséjű por. Egy tűzharc, és az azzal járó manőverezés közben ez a por a levegőbe kavarodik, és a gyenge gravitáció miatt sokkal lassabban ülepszik le, mint a Földön.

Ennek eredményeként már az első néhány lövés és lépés után olyan sűrű porfelhő képződhet a katona körül, amely percek múltán sem oszlik el. Ez drasztikusan rontja a látási viszonyokat, eltömi az optikákat és a finom mechanikát, néha pedig szinte teljesen ellehetetleníti a célzást.

Végső soron a világűr és az idegen bolygók a legfontosabbat veszik el az embertől: az irányítás érzését. A Földön a katona megszokta, hogy a fegyver engedelmeskedik neki: meghúzza a ravaszt, és a dolgok nagyjából a kiszámítható fizika törvényei szerint zajlanak. A Földön kívül azonban minden a visszájára fordul. A ravasz minden egyes meghúzása a fizikai folyamat részesévé teszi a lövészt: mozogni, pörögni kezd, elveszíti a tájékozódási képességét, a kilőtt lövedék pedig önálló életre kel – olykor jóval tovább, mint azt valaha is el tudnánk képzelni.