Как падение превращается в сверхзвуковой полёт
На большой высоте воздух настолько разрежен, что встречает падающего с меньшим сопротивлением, чем плотные слои у земли. Гравитация продолжает ускорять его, а тормозящая сила воздуха пока не успевает уравновесить ускорение. Поэтому скорость может стать сверхзвуковой — то есть превысить скорость звука именно в окружающем воздухе.
«Звуковой барьер» — не твёрдая граница и не особое препятствие. Когда тело движется быстрее звуковых волн, которые оно создаёт, эти волны уже не расходятся впереди него обычным образом: возникает ударная волна. Для человека, падающего в атмосфере, важна местная скорость звука: она зависит прежде всего от температуры воздуха и меняется с высотой.
Почему разреженный воздух не спасает от торможения навсегда
Сопротивление зависит и от плотности воздуха, и от скорости: чем быстрее движется тело, тем сильнее воздух его тормозит. По мере снижения плотность растёт, поэтому сопротивление резко усиливается. В какой-то момент оно может уравновесить силу тяжести — тогда скорость перестаёт заметно увеличиваться. Это называют предельной скоростью падения.
Сверхзвуковое падение требует не только разгона, но и устойчивого положения тела: сильное сопротивление и потоки воздуха способны вызвать вращение и лишить прыгуна контроля. Поэтому решающим оказывается весь путь вниз — сначала разреженный воздух позволяет набрать скорость, а затем более плотные слои начинают её отнимать. Двигатель не нужен: высоту и скорость обменять друг на друга помогает сама гравитация.
