Популярно о науке

Previous Entry Share Next Entry
Физика "Гравитации". Часть 1.
ahiin
What are we doing here? We're reaching for the stars.
                                                                             — Christa McAuliffe



Обещано было давно, но увы, руки дошли только сейчас. Спасибо всем, кто ждал и надеялся.

gravity

Прежде чем начать, я бы хотел отметить следующее:
1. Фильм отличный, данный разбор вовсе не является попыткой буквоедски выискать дутые недостатки. Еще раз: фильм просто отличный, одно из лучших  произведений о космосе в истории кинематографа вообще.
2. Так как фильм отличный, тем кто его еще, вдруг, не видел, настоятельным образом советую сначала посмотреть кино. Дальнейший разбор не просто полон спойлеров. Это один большой спойлер.


Не, еще не поехали. Есть еще два соображения, которые следует озвучить: во-первых, я в космической технике разбираюсь весьма поверхностно, во-вторых, есть многоуважаемый alien3, который понимает в ней весьма неповерхностно, и при этом обещал сделать разбор. В результате, принято решение двинуться в следующем направлении: будем рассматривать только преступления против физики как таковой, оставив выяснение, в какую сторону открывается шлюз на МКС, специалисту. Если хотите, будем считать, что действие происходит в параллельном мире, с идентичным нашему уровнем технического развития. Заклепки будем пересчитывать только в том случае, если работа какого-либо технического артефакта откровенно противоречит законам физики.

Иными словами, я собираюсь последовательно занимать позицию Advocatus Diaboli. И да, разбор опирается на оригинальную версию, фантазии авторов дубляжа остаются на их совести.

Вот теперь — поехали!

Дабы не возвращаться более, разделаемся для начала с вопросом орбит всевозможных космических аппаратов и мусора. Вопиющим моментом, регулярно пинаемым, является перелет сладкой парочки с орбиты "Хаббла" на МКС. В нашем мире подобный маневр потребовал бы, по моим грубым прикидкам, около тонны топлива. Однако, разумеется, пары орбит, для которых это возможно даже при помощи ранцевого двигателя — существуют. Туда мы и поместим условные "Хабблы" и условную "МКС", присовокупив недалече китайскую станцию. То же самое можно сказать и про космический мусор. Орбиты, на которых должны были находиться спутники, послужившие его источником, с инженерной точки зрения крайне сомнительны, однако физически не невозможны. Да, собралась там изрядная, теплая и странная компания, столпившаяся на маленьком космическом пятачке. Видимо убоялись космического одиночества. Пусть их. Периодичность встреч с космическим мусором, вместе с тем, вполне соответствует высотности орбиты реальной МКС. Вообще, именно эпизод с установкой таймера на повторный пролет обломков я склонен считать реверансом-извинением в адрес подготовленных зрителей.

В эту же кучу я волюнтаристски спихиваю вопрос пропавшей связи с Землей.

Будем теперь двигаться в хронологической последовательности.

Итак, завязка сюжета произошла, Клуни и Сандра, единственные выжившие, почти чудом воссоединились и вернулись к шаттлу. На борту двое погибших, плюс тело одного из астронавтов они подобрали.

[Стоп-кадры погибших.]
vlcsnap-2014-07-05-18h26m18s86

vlcsnap-2014-07-05-18h33m31s114

vlcsnap-2014-07-05-18h33m47s64


На стоп-кадрах видно, что тела замерзли. В динамике, на экране, они ведут себя как твердые монолиты. Более того, в сценарии это прямо говорится (отдельное спасибо alexis_m за ссылку). Однако, охлаждение излучением, а никакой другой вариант в вакууме невозможен, — процесс крайне неспешный. Время, необходимое, чтобы спуститься до точки замерзания воды исчисляется многими, многими часами, даже при условии, что погибшие астронавты полностью закрыты от Солнца корпусом шаттла. Если же экранирование неполное, то тем более. Появление трупного окоченения можно ожидать раньше, но и оно наступило бы не ранее чем через пару часов.

Вообще, космос в окрестностях звезды по имени Солнце вовсе не так уж и холоден. Если абсолютно черное шарообразное тело облучается прямыми солнечными лучами, то его температура термодинамического равновесия на расстоянии 1 а.е. от светила равна примерно +4 градусам Цельсия (спасибо zelenyikot, за то, что не пришлось считать температуру равновесия самому). В плотно закрытом (дабы предотвратить испарение) и выкрашенном в черный цвет чайнике Рассела даже не замерзнет вода!

Более того, на телах отсутствуют видимые последствия взрывной декомпрессии. Вопреки распространенному заблуждению, кровь у человека, попавшего в открытый вакуум не закипит, упругость стенок кровеносных сосудов этого не позволит. Однако, объемное расширение тканей будет видимо вполне явственно. Подробный разбор эффектов воздействия открытого вакуума на человеческий организм можно прочесть здесь.

Тем временем, предоставив разбитый шаттл его огненной судьбе, выжившие отправляются на МКС. Техническую сторону этого перелета мы обсуждали в самом начале, поэтому опустим детали. После ряда ударов, кувырков и прочей акробатики, главные герои застывают в следующей позиции:

vlcsnap-2014-07-05-21h22m30s154

Казалось бы, скорость погашена наконец, спаслись таки. Но нет, кровожадный режиссер твердо решил угробить Клуни, не взирая на какие-то там законы физики. Неведомая сила продолжает тащить несчастного. Кто сказал "там же невесомость"? Герой должен пожертвовать собой и он, таки, да. Истинному героизму небесная механика не помеха.

Спаситель уносится вдаль:
vlcsnap-2014-07-05-21h23m04s5

Сандра недоумевает: как с такими знаниями физики его к полетам допустили?
vlcsnap-2014-07-05-21h23m16s126

Не могу я серьезно об этом эпизоде писать. Отлично снятый, отлично сыгранный, полный драматизма момент. И одновременно - полная чушь, которую склонны замечать даже вполне "гражданские" зрители. Назовем вещи своими именами: на фоне этого "сюжетного решения" всё остальное — мелочи и откровенные придирки.

При первом просмотре отпустило меня уже только когда начались виды Сандры на станции:
vlcsnap-2014-07-05-22h01m07s249

Здесь мы ее пока и оставим.

Продолжение.



виды Сандры на станции
=======================
черт, надо таки посмотреть

об улете Клуни - а там точно никаких инерционных сил не подразумевалось? Не, точно смотреть надо

Глухо там, увы. Смотрел три раза, причем третий - покадрово.

Интересно, спасибо.
Специально при просмотре старался не отвлекаться на физику.

В это воскресенье выступаю по теме на Старконе. :-)

Кстате да, где именно и во сколько? Я собирался на Старкон на выхах.

отличный пост, мне понравилось)

"Однако, охлаждение излучением, а никакой другой вариант в вакууме невозможен, — процесс крайне неспешный. Время, необходимое, чтобы спуститься до точки замерзания воды исчисляется многими, многими часами"

Тут вы могли добавить, что тело ведь находиться в скафандре, а он весьма и весьма хороший термос. Поэтому эффективно будет остывать только лицо, а потом голова. Иней на лице может появиться достаточно быстро, но само тело замерзнет действительно очень не скоро.

"его температура термодинамического равновесия на расстоянии 1 а.е. от светила равна примерно +4 градусам Цельсия"
1. Здесь не учтено, что часть времени тело будет находиться тени Земли, а потому реально температура черного тела будет чуть меньше.
2. Скафандр блестящий и формулу излучения надо ввести коэффициент. Излучение блестящего тела будет меньше. Оно остывать будет дольше, но зато остынет до более низкой температуры. Все это совсем не трудно посчитать. Школьная физика + формула Стефана-Больцмана. Но для качественных рассуждений, возможно, и не обязательно это делать.

Там специально написано 1 а.е., а не на орбите Земли.

Никто случайно не знает, что делал открытый парашют в открытом космосе?

И что делает молочный коктейль в молочном баре?

Не могу я серьезно об этом эпизоде писать.

Это действительно самый тупой эпизод фильма. Если оставить все как показано и сохранив законы физики, то достигнув максимально натяжения нить начала бы сжиматься вернув астронавтов обратно и стукнув их об станцию.
не думаю, что режиссер этого не понимал. Видимо есть законы развития сюжета, которые сильнее физики, когда "ружье должно выстрелить", т.е. в данном случае - герой погибнуть.
Просто режиссер не стал заморачиваться и пояснять зрителю, например, что там на тросе был какой-то карабин он при максимальном натяжении сорвался и все, герой улетает в космос. Ему нужно было показать драму, а не банальную физику.
Придумайте сами, как убить героя, в космосе, дав героине и зрителю несколько секунд на переживание драмы и показав неутолимость обстоятельств. Это не простая задача.

Лично меня фильм подкупил как раз грамотным представлением всяких эффектов, связанных с физическими законами.
Клуни уносит в глубины космоса центробежная сила. Станция сама по себе вращается вокруг своей оси один оборот за один оборот вокруг Земли. Это причина т.н. хлыстовых эффектов, которые ограничивают линейные размеры орибитальны сооружений. Но там ещё каких-то вращений добавилось.

Что такое частотность попадания космического мусора на орбите МКС и при чем тут это вообще - не знаю. При расчете экранной защиты от метеороидов и тел техногенного происхождения используется термин вероятностный поток.

Вообще беда всех этих подрывов околоземных спутников орбитальными ракетами в том, что мусор разлетается в разные стороны, засоряя в том числе и более высокие орбиты.
Это вообще на мой взгляд самый сильный минус фильма: китаяцы взрывали свои спутники, америкосы взрывали своим спутники - и те и другие поднагадили. Русские не взрывали. Почему они в кино решили взорвать именно русский спутник именно русскими, да ещё с угрозой поражения своих же блоков на МКС - это извЕните меня полнейший маразм и именно за это стоило бы авторов фильма очень сильно попинать. Потому что это откровенный трендежь и провокация - уроды конкретные.

Напомню, что путешествовать по орбитам можно просто вооружившись кульком карамелек, отбрасывая их в нужно направлении. Хотя с ранцем сподручнее.

Почему не упомянут такой банальный механизм остывания, как испарение?.

Самая классная фраза в фильме - это когда Клуни вваливается в китайский КЛА и Баллок спрашивает его, как он спасся, а он отвечает: "Ты не поверишь. Это была целая история!"

Вы бы хоть для интереса прикинули, сколько там карамелек потребуется, чтоб с орбиты Хаббла перейти на орбиту МКС.

и тут обманули

Героя Клуни сдул эфирный ветер.


Ошибкой было брать истеричную бабу на космическую станцию.

Да лан.
Баллок офигенно секси.
Таких везде берут.

Гравитация - это поток гравитационных частиц, который исходит из ядра, а потом возвращается. Гравитация действует механическим образом, избегая (других видов) взаимодействий со всеми, кроме некоторых субатомных частиц, так что будучи независимыми, гравитационные частицы движутся нисходящим потоком и восходящей струёй, сталкивая встречающиеся на своём пути составные части атомов. Взаимодействие с другими частицами является, по существу, механическим, потому что поток гравитационных частиц имеет очень большую скорость, и поэтому множества взаимодействий с потоком, который выходит из гравитационного гиганта и возвращается обратно в этот гигант, не случается. Причина того, почему восходящий поток более быстр, - не только в сжатии, когда давление потока находит выход, но и в образующейся траектории. Таким образом, на выходе скорость более высокая, в то время как на входе механическое давление распространяется вниз на более обширную площадь, и это требует большего времени.

Что касается скорости медленного потока частиц гравитации, направленного вниз, то выброс частиц наружу происходит в 4,87235 раз быстрее. В сравнении со скоростью света гравитационные частицы движутся медленнее. Если принять скорость распространения гравитации за 1, то свет имеет скорость 9,87104, таким образом, коэффициент, соотносящий скорость распространения нисходящего гравитационного потока к скорости света равен, приблизительно, 1/10. Давление гравитационных частиц, возвращающихся к большой массе - к ядру Земли, и направленное вниз, распространяется на объекты, с которыми они сталкиваются, и процесс занимает некоторое время для того, чтобы пробить дыру в этих объектах и оказывает постоянное давление вниз во время движения этого потока. Таким образом, возвращающиеся частицы создают механическую силу, обусловленную временем, в течение которого они находятся в объектах и на их поверхности, и их постоянным направлением движения, и которая в целом является большей, чем сила, движущихся вверх частиц, которые быстро проходят через поверхность объектов, по существу, отталкивая их в сторону, а не притягивая.

Re: гравитация

Ого!
В Кремле уже знают?

Как ребенок вы. Не различающий кино и документального фильма.

Физика "Гравитации". Часть 1.

Пользователь bubenby сослался на вашу запись в своей записи «Физика "Гравитации". Часть 1.» в контексте: [...] Оригинал взят у в Физика "Гравитации". Часть 1. [...]

Не цепляйтесь к мелочам!

Че пристали?
Впервые в истории появился крупнобюджетный фильм, в котором хотя бы постарались вежливо обойтись с законами физики.
Спасибо уже за то, что на космической станции внезапно не возникает сила гравитации, направленная строго в пол, так что можно спокойно ходить, бегать, кататься на велосипеде, играть в баскетбол, отжиматься от пола (как в "Прометее").
Подоплека-то понятна: проще нафантазировать, что наука будущего овладела силами гравитации, чем придумать, как снять невесомость в земных условиях.
Спасибо также за ограниченность пространства внутри космических кораблей.
А то какой фильм не включишь - хоть "Прометей", хоть "Чужой", - высоченные потолки. огроменные ангары....а воды столько, что она все время откуда-то течет и капает.
А Вы тут про то, как с орбиту на орбиту перебраться.... да на одной они все орбите крутятся, понятно? :) так что не надо менять орбитальную скорость, шпарь себе прямо вперед...ну то есть криво - по эллипсу :)
Тьфу на Вас, запутали совсем :)
Меня, честно говоря, более всего напряг пожар на МКС - сдается мне, в реальности она бы так легко не удрала на "Союз".
Да и горело что-то больно долго...
И есть сомнения насчет того, что в космос с собой берут огнетушитель (а также знак аварийной остановки):)
Но, блин, больно красивая идея - использовать реактивную струю огнетушителя как космический двигатель :)
Я бы на месте сценаристов тоже не удержался бы от соблазна :)

Re: Не цепляйтесь к мелочам!

На Мире огнетушители даже разок в ход пускали, когда кислородная шашка бракованная загорелась.

?

Log in

No account? Create an account