Strzał z karabinu w stanie nieważkości — na przykład w otwartej przestrzeni kosmicznej — wyglądałby zupełnie inaczej niż na Ziemi, ale wszystkie podstawowe prawa fizyki wciąż by obowiązywały.
Gdyby astronauta nacisnął spust w próżni, pocisk opuściłby lufę z taką samą prędkością wylotową jak na Ziemi, a nawet nieco większą, bo w kosmosie nie ma ciśnienia atmosferycznego, które częściowo hamuje rozprężanie się gazów. Kluczowe jest to, że proch strzelniczy zawiera własny utleniacz (na przykład azotan celulozy), więc nie potrzebuje powietrza z otoczenia, aby się zapalić — spalanie w próżni zachodzi bez problemu. W lufie dochodzi do gwałtownego rozprężenia gazów, które wyrzucają pocisk do przodu i jednocześnie odpychają strzelca do tyłu.
Brak powietrza ma jednak kilka istotnych konsekwencji. Po pierwsze, nie ma oporu aerodynamicznego — pocisk nie zwalnia, tylko leci w linii prostej z prędkością wylotową, dopóki nie napotka przeszkody lub nie wejdzie na własną orbitę w polu grawitacyjnym planety. Po drugie, nie ma atmosfery, która rozpraszałaby energię gazów prochowych — te rozprężają się w pełni, dając nieco większy odrzut. Strzelec nie ma oparcia ani tarcia z podłożem, więc zgodnie z III zasadą dynamiki Newtona sam zostaje odepchnięty w przeciwnym kierunku. Dla typowego karabinu może to oznaczać, że astronauta zacznie dryfować w kosmosie z prędkością odrzutu rzędu 1–2 m/s, a jeśli nie był dobrze ustabilizowany, dodatkowo obróci się wokół własnej osi.
Dźwięk strzału na zewnątrz nie rozchodzi się, bo w próżni nie ma cząsteczek powietrza, które mogłyby przenosić fale akustyczne. Huk słychać jedynie w samej broni i przez przewodnictwo w ciele astronauty i kombinezonie. Ognista kula wylotowa też wygląda inaczej — nie ma charakterystycznego błysku płomienia unoszącego się w powietrzu, bo rozprężenie gazów zachodzi bez efektu spalania resztek w tlenie atmosferycznym.
Jeszcze jednym skutkiem strzału w kosmosie jest przegrzewanie się lufy. Na Ziemi broń oddaje część ciepła przez konwekcję — powietrze odbiera nadmiar energii. W próżni nie ma takiej wymiany, więc chłodzenie następuje jedynie przez promieniowanie cieplne i przewodzenie w metalowych częściach broni. Przy kilku strzałach nie ma to dużego znaczenia, ale podczas serii lufa szybciej się przegrzewa.
Podsumowując: w stanie nieważkości strzał z karabinu jak najbardziej jest możliwy. Proch spala się, bo ma w sobie utleniacz, pocisk wylatuje z pełną energią i nie traci jej na opór powietrza, a strzelec zostaje odepchnięty w przeciwną stronę, co mogłoby być nawet wykorzystane jako prowizoryczny sposób manewrowania w otwartym kosmosie. To fascynujący przykład, jak w próżni dobrze znane zasady balistyki i dynamiki nabierają nieco innego wymiaru.
Fot. FB Sławosz Uznański-Wiśniewski
