مهندسی هوافضا پاسخ می‌دهد: آیا اژدهایان بازی تاج و تخت می‌توانند واقعا پرواز کنند؟

افراد بسیاری به زندگی‌ها و عشق‌های طبقات حاکم وستروس (Westeros) علاقمند شده‌اند؛ جایی که ساکنان جذاب آن زمان زیادی را صرف ستیز دربارهٔ این می‌کنند که چه کسی باید اختیار امور را در دست بگیرد. بازی تاج و تخت بسیار سرگرم کننده است — اما شیفتهٔ هیچکدام از شخصیت‌ها نشوید، چون احتمال دارد به زودی کشته شوند.

یکی از این حاکمان بلند پرواز — دنریس تارگرین — زمان نسبتا خوبی را با اژدهایان و پرواز با آن‌ها می‌گذراند. گای گرتن (Guy Gratton) به عنوان یک مهندس هوافضا دربارهٔ این جانوران اسطوره‌ای کنجکاو شده و مکانیسم پرواز آن‌ها را بررسی کرده. او به این نتیجه رسیده برای این که این اژدهایان بتوانند پرواز کنند، باید در دنیایی متفاوت با زمین زندگی کنند.

این امکان وجود دارد که اندازهٔ یک اژدها را در مقایسه با دنریس، که قدی حدود ۱٫۶ متر و وزنی حدودا ۶۰ کیلوگرم دارد، تخمین زد. به نظر می‌رسد که بدن اژدها چهار برابر او طول، پنج برابر او ارتفاع و حدود دو برابر او پهنا داشته باشد، با یک دم تقریبا به اندازه و ضخامت بدن او. با این فرض که چگالی یک اژدها و یک زن با هم برابر هستند، جرم یک اژدهای کاملا بالغ باید حدود ۴۴ برابر دنریس باشد: تقریبا ۲٬۶۰۰ کیلوگرم.

با توجه به این که به نظر می‌رسد همه در وستروس مشابه انسان‌ها روی زمین راه می‌روند، فرض می‌کنیم که نیروی گرانش در آنجا با زمین یکی است؛ یعنی طبق شتاب گرانشی ده متر بر مجذور ثانیه، وزن اژدها (که آن را W می‌نامیم) ۲۶٬۰۰۰ نیوتن خواهد بود.

برای فهمیدن ایرودینامیک پرواز اژدهایان، به کمی اطلاعات بیشتر نیاز داریم. اول از همه، مساحت بال. به نظر می‌رسد که هر بال طولی به اندازهٔ دو برابر بدن اژدها (بدون احتساب سر و گردن و دم) دارد. در نتیجه، فرض می‌کنیم بال‌ها تقریبا با دو مستطیل ۴ متر در ۸ متر یا ۶۴ متر مربع معادل هستند. پارامتر مساحت را S می‌نامیم.

دومین چیز، سرعت واماندگی (Stalling Speed) است: کمترین سرعتی که اژدها می‌تواند به طور ایمن به پرواز در آید و سقوط نکند. منطقی است که فرض کنیم یک اژدها تقریبا با سرعت واماندگی خود از زمین بلند می‌شود یا فرود می‌آید؛ درست مثل کاری که هواپیماها و پرنده‌ها می‌کنند. طبق چیزی که در سریال دیده می‌شود، بدن ۱۳ متری اژدها در طول سه ثانیه از صفحهٔ نمایش عبور می‌کند؛ یعنی سرعت واماندگی حدود ۴٫۴ متر بر ثانیه است.

ایرودینامیک اژدها

مهندسان معمولا برای حل مسائلی از این دست به ریاضیات رجوع می‌کنند. در این مورد به معادلهٔ استاندارد لیفت (به پرواز در آمدن):

که می‌توان آن را به صورت زیر نوشت:

با استفاده از این رابطه می‌توان ضریب لیفت را محاسبه کرد. اگر چگالی (ρ) را برابر با چگالی هوا در ارتفاع دریا در نظر بگیریم (۱٫۲ کیلوگرم بر متر مکعب)، ضریب لیفت ۳۶٫ به دست می‌آید، که کاملا غیر واقعی است.

برای مقایسه، هواپیمای بسیار سبک وزن رگالو وینگ (Rogallo wing) — یک هواپیمای کوچک یک یا دو سرنشینه متشکل از یک چارچوب سبک و یک موتور کوچک در زیر یک بال پارچه‌ای مدل هنگ گلاید — ضریب لیفت بین ۲٫۲ تا ۲٫۷ دارد. شکی نیست که تکامل باعث شده بال‌های اژدها بسیار کارآمد باشند، اما بهتر است برای واقعی بودن فرض‌ها، بیشینهٔ ضریب لیفت (C_L.max) را ۳٫۵ در نظر بگیریم.

با حذف احتمال در کار بودن هرگونه جادو، این موضوع به ما می‌گوید که اتمسفر وستروس باید از اتمسفر زمین بسیار چگال‌تر باشد. با استفاده از همان معادلهٔ لیفت می‌توان این چگالی را به دست آورد:

۱۲ کیلوگرم بر متر مکعب، یا حدود ۱۰ برابر چگالی استاندارد روی زمین (یا ۱۰ بار)، بسیار زیاد به نظر می‌رسد، اما در واقع چندان بد نیست. این مقدار برابر با فشاری است که یک غواص در عمق ۱۰۰ متری تجربه می‌کند — کاملا قابل تحمل.

شواهد تجربی نیز این را تایید می‌کنند. بعد از تماشای چند قسمت از سریال تاج و تخت متوجه می‌شوید که تقریبا همه می‌توانند یک نیزه یا شمشیر را به اندازه‌ای پرتاب کنند که یک ورزشکار المپیک خواب آن را هم نمی‌تواند ببیند. با توجه به این که گرانش تقریبا با زمین برابر است، این نشان می‌دهد که سلاح‌های پرتاب شده نیروی لیفت بسیار بیشتری نسبت به زمین تولید می‌کنند — نکته‌ای که با غلظت بالای اتمسفر سازگار است.

چیزی در هوا وجود دارد

می‌توان پرسید ترکیب گازهای این اتمسفر چیست. اتمسفر زمین از ۲۱٪ اکسیژن، ۷۸٪ نیتروژن و ۱٪ گازهای دیگر تشکیل شده است. می‌دانیم که ۲۱٪ اکسیژن کافی است — چیزی که در حال حاضر تنفس می‌کنیم — در حالی که ۳۰٪ اکسیژن تقریبا هر چیزی را به شدت قابل اشتعال می‌کند (فراتر از این مواد قابل انفجار می‌شوند).

این در وستروس کاملا محتمل است، زیرا به نظر می‌رسد هرکس از کنار کوچکترین فوت یک اژدها رد شود، می‌تواند آتش بگیرد. علاوه بر این می‌توان دید که اثر مردم محلی از روشن کردن آتش در هر کجا غیر از داخل قلعه‌های سنگی واهمه دارند. وستروس احتمالا هوایی با چگالی بالا با حدود ۳۰٪ اکسیژن دارد؛ اما نه بیشتر.

بقیه چه؟ می‌توان با یک حدس علمی گفت که اتمسفر وستروس به جای گاز نیتروژن حاوی گاز آرگون است — یک گاز بی‌اثر که روی زمین بعد از اکسیژن و نیتروژن بیشتری فراوانی را دارد. آرگون ۴۲٪ چگال‌تر از نیتروژن است و باعث می‌شود اتمسفر سنگین‌تر شده و فشار آن به اندکی پایین‌تر از ۱۰ بار برسد.

دو قانون مربوط به گازها وجود دارند که می‌توان با استفاده از آن‌ها به رفتار هوای ترکیب شده از آرگون و اکسیژن پی برد: قانون چارلز برای اضافه کردن گازها به هم و قانون بویل برای نشان داده این که پس از افزایش فشار چه اتفاقی می‌افتد.

با به کار بردن این قانون‌ها می‌توان نشان داد که در فشار حدود هفت اتمسفر، یک اتمسفر متشکل از ۷۰٪ آرگون و ۳۰٪ اکسیژن به چگالی هوای ۱۲ کیلوگرم بر متر مکعب که محاسبه کردیم می‌رسد و در نتیجه اژدهایان می‌توانند در آن پرواز کنند. به بیان ساده‌تر، اگر هوا سنگین‌تر باشد ما می‌توانیم اتمسفری چگال‌تر داشته باشیم — در این مورد با جایگزین کردن گاز بی‌اثر نیتروژن روی زمین با گاز سنگین‌تر (یا در حقیقت چگال‌تر) آرگون هوا سنگین‌تر می‌شود.

این ترکیب آرگون-اکسیژن (یا آرگوکس - Argox) می‌تواند در فشار زیاد اندکی اثر مخدر داشته باشد. شاید این بتواند تا حدی رفتار دائما غیر عقلانی و خشونت‌آمیز بسیاری از شهروندان وستروس را توجیه کند.

پس اندکی دانش فیزیک، ایرودینامیک و کاربرد فیزیولوژی انسانی می‌تواند چیزهای زیادی را دربارهٔ وستروس آشکار کند — جایی که آزدهایان پرواز می‌کنند، همواره باید از آتش ترسید و رفتار غیر عقلانی مردم نه فقط به خاطر چیزی است که می نوشند، بلکه به چیزی که تنفس می‌کنند نیز مربوط می‌شود.