Гравитационный поезд — теоретическое средство транспортировки , разработанное таким образом, чтобы перемещаться между двумя пунктами на поверхности сферического объекта посредством прямого туннеля , который проходит непосредственно от одного пункта до другого через этот самый объект.

В большом теле, таком как планета , этот поезд можно было бы приводить в движение, используя только силу тяжести .

Задачи

В реальности, есть две причины, по которым гравитационные поезда не существуют. Первая заключается в том, что никакие известные в настоящее время материалы не способны противостоять очень высокой температуре и давлению земных недр . Вторая проблема — это трение. Проблема трения качения могла бы быть решена с помощью маглева . Однако, если весь воздух не будет выкачан из туннеля, возникает проблема сопротивления воздуха . Решение этой проблемы требует дополнительных решений и мощностей.

Гравитационный поезд можно рассматривать как некую экстремальную версию американских горок .

Более реалистичный вариант осуществления подобной концепции заключается в строительстве тоннеля, не выходящего за пределы земной коры. Тогда, при достижении первой космической скорости , гравитационным поездом становится вакуумный поезд . Максимальная энергия магнитов потребуется для придания поезду необходимой скорости. По её достижении состав будет «падать» за горизонт по баллистической траектории наподобие ИСЗ , а энергия потребуется лишь для стабилизации и преодоления остаточного сопротивления воздуха в вакуумном тоннеле.

Происхождение понятия

В XVII столетии британский ученый Роберт Гук в письме к Исааку Ньютону представил идею ускорения объекта в планете. Проект гравитационного поезда был представлен Парижской Академии Наук в XIX столетии. Идея была открыта вновь в 1960-х, когда физик Пол Купер опубликовал работу в американском «Журнале физики» .

В культуре

• В 1902 году вышла брошюра А. А. Родных «Самокатная подземная железная дорога между С-Петербургом и Москвою. Фантастический роман пока в трех главах, да и тех неоконченных».
• Принцип гравитационной дороги рассказывается в книге «Занимательная физика» Я. И. Перельмана
• Во вселенной трилогии «Звёздное дитя» Джека Уильямсона и Пола Фредерика присутствуют субпоезда, сеть из которых опоясала всю планету:

• В серии романов Джаспера Ффорде про Четверг Нонетот .
• В романе Евгения Гуляковского "Сезон туманов"

• В фильме Вспомнить всё 2012 года показан лифт «СКАТ», который соединяет территорию Европы (Объединённая Британская Федерация) и Австралии (Колония). Жители колонии ежедневно прибывают в ОБФ на работу, а вечером возвращаются обратно.
• В цикле К. Булычева про Алису Селезневу упоминается "Крымский метрополитен", действующий по схожему принципу, а также прямая подземная линия Варшава - Нью-Йорк.

Математические расчёты

Некоторые факты относительно гравитационного поезда:

• Время в пути всех гравитационных поездов, движущихся по прямой линии без трения, на выбранной планете будет одинаковым независимо от точки входа и точки выхода. Для Земли это время равнялось бы 2530,30 секундам (почти 42,2 минуты), если бы она являлась идеальным шаром .
• Время поездки зависит только от плотности планеты.
• Максимальная скорость достигается в середине путешествия. Для поезда, который идет непосредственно через центр Земли, эта максимальная скорость составляет приблизительно 7 900 метров в секунду (28 440 км/ч, 23 Маха ).
• При расстоянии между Москвой и Владивостоком по вакуумному тоннелю, проложенному в земной коре, примерно 6400 км, скорости около 8 км/с и перегрузок при ускорении и торможении 4g, поездка займёт 16 мин 40 с (1000 с).

См. также

• Брахистохрона
• Вакуумный поезд
• Маглев

Примечания

Ссылки

• (англ.)
• Описание концепции: и ( Purdue University ). (англ.)
• (англ.) , на сайте Hitch-Hiker’s Guide to the Galaxy («путеводитель „автостопом по галактике“»).