Насколько реалистично в фантастических фильмах показано движение космических кораблей? Ведь для поворотов им надо как-то вектор тяги менять, иметь корректирующие двигатели — а они летают как самолеты в атмосфере!

Спрашивает
Воля Иванов
#космический корабль
+1
#навигация
12.03.2023
14 892
Средний вопрос

Все зависит от того, какие фильмы вы имели в виду в своем вопросе. И какие технологии передвижения подразумеваются в конкретном фантастическом произведении.

Разберем каноничный пример вроде бы совершенно нереалистичного полета — «Тысячелетний Сокол» Хана Соло уходит от погони в поясе астероидов («Звездные Войны. Эпизод V: Империя наносит ответный удар»). Из повседневной жизни мы знаем, что объекты, имеющие массу (инерцию), стремятся продолжать прямолинейное движение. Но космический корабль харизматичного контрабандиста вертится в пространстве так, будто лишен этого обременительного свойства.

Вспомним то, что мы видели ранее в фильме: «Тысячелетний сокол» садится на брюхо и поднимается в воздух из этого же положения без видимой работы каких-либо двигателей. Следовательно, у него на борту есть устройство, каким-то образом компенсирующее если не всю, то подавляющую часть массы. Тогда любые эволюции звездолета в пространстве могут осуществляться даже незаметными глазу воздействиями. А ярко светящаяся полоса в корме — это некий маршевый двигатель, разгоняющий корабль до сверхсветовых скоростей.

Если принять за факт, что «Тысячелетний сокол» не имеет инерции, все его поведение на экране становится правдоподобным. Опустим тот факт, что такая компенсация массы невозможна даже теоретически. Логичным становится и «мотание» экипажа в кабине, явно не соответствующее тем перегрузкам, которые любые объекты на борту должны испытывать — просто фантастическое устройство не может компенсировать все массы сразу и полностью. Вполне реалистично, ведь идеально эффективной техники не бывает. Правда, не очень ясно, за счет чего «Тысячелетний сокол» меняет направление своего движения — но мы не обязательно должны это видеть, чуть подробнее об этом смотрите в конце нашей заметки.

Существует множество очень достоверных фильмов, где описаны технологии сегодняшнего или завтрашнего дня (легко предсказуемые на основании нынешних достижений). Например:

«Марсианин» — межпланетный корабль не может взять и вернуться за оставшимся членом экипажа, тому придется ждать товарищей больше года. У корабля на доступных нам технологиях скорее всего может не хватить рабочего тела, чтобы взять и развернуться на 180 градусов с той же скоростью. Это потребует (с учетом возвращения на прежнюю траекторию после спасения «потеряшки»), многократного увеличения доступной характеристической скорости (и на порядки большего количества доступного топлива).

«Интерстеллар» — несмотря на множество фантастических допущений и явно бесконечное количество доступного топлива, именно маневрирование кораблей в пространстве показано практически идеально.

«Человек на Луне» и «Аполлон 13» — странно было бы, покажи биографические картины о героях программы «Аполлон» полеты с грубыми ошибками. Неточности есть, но они настолько незначительные, что картины смело можно считать практически документальными в том, что касается техники. В контексте данного вопроса особенно примечателен момент в начале «Человека на Луне», где Армстронг управляет ракетопланом X-15 — он переходит из аэродинамического полета в маневрирование реактивными газовыми двигателями.

Что касается реальности в целом, то, да, вектор тяги приходится менять. Точнее — вектор скорости, путем создания тяги, которая формирует вектор импульса, который, в свою очередь, есть помноженная на скорость масса, и вот уже эта скорость векторно складывается с имеющейся у аппарата на момент начала маневра. Если рассматривать все пертурбации космических кораблей именно так, через геометрию, становится очевидно колоссальное количество требуемой энергии. Например, просто чтобы «повернуть» на 90 градусов с той же скоростью без использования воздействия других небесных тел, потребуется затратить вдвое большую характеристическую скорость, чем текущая скорость полёта! Количество необходимого для этого топлива рассчитывается исходя из массы аппарата, его текущей скорости и эффективности двигателей.

В космонавтике используется несколько комбинаций устройств для маневрирования. На той технике, которая не предназначена для длительного функционирования и обладает значительным удлинением для эффективного рычага (верхние ступени некоторых ракет), чаще всего поворачивается сопло или маршевый двигатель целиком. Долгоживущие космические аппараты используют двигатели ориентации и маховики (гиродины), чтобы повернуться вокруг своего центра масс в пространстве и направить сопло маршевого или маневрового двигателя в нужном направлении.

Кстати говоря, если не знать, куда смотреть, работу маневровых устройств можно запросто не заметить. Продукты работы двигателей малой тяги мгновенно кристаллизируются и затем сублимируют, они видны, как почти прозрачные облачка. А маховики вообще снаружи себя проявляют лишь изменением ориентации корабля или станции в пространстве.

Комментарии

5 Комментариев

Zhe Sh
12.03.2023
-
1
+
"«Интерстеллар» — несмотря на множество фантастических допущений и явно бесконечное количество доступного топлива, именно маневрирование кораблей в пространстве показано практически идеально." У Кипа Торна есть целая книжка, описывающая его борьбу с фантазиями Нолана во время съемок этого фильма. В общем, не все там идеально, мягко говоря)
Victor
12.03.2023
-
0
+
В Марсианине они вроде бы не разворачивались, а вернулись к Земле и использовали Землю для гравитационного маневра, чтобы вернуться снова к Марсу. Мб. им повезло с расположением планет, но по фильму (не знаю как по книге) это был самый быстрый способ добраться до Марса, т.к. запасного корабля не было.
-
6
+
Среди фантастических сериалов довольно реалистично показано движение космических кораблей в сериале "Экспансия" по одноимённому циклу Джеймса Кори. В частности, для выполнения торможения корабль-фрегат (вместимостью до нескольких десятков человек) разворачивается своим двигателем в сторону движения и включает тягу, таким образом сбрасывая скорость.
    Говард
    12.03.2023
    -
    2
    +
    В Пространстве есть лютые косяки с гравитацией. Особо на астероидах это заметно, где притяжение на глазок равно земному, на край марсианскому. По движениям предметов сильно палится данный недочёт. Чашки, тарелки, вода при такой низкой гравитации должны не так быстро опускаться.
Есть что спросить?

Вы можете получить ответ на вопрос по любой теме от экспертов нашей редакции, хорошо разбирающихся в этой теме.

Задать вопрос

Похожие вопросы

На этот вопрос ответить одновременно и легко, и сложно. Если мы строим нечто такое, что на это «нечто»...Читать далее

Орбита — это геометрическая линия в пространстве, которую чертит центр масс тела, свободно летящего в...Читать далее

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно