Научно-фантастические корабли падают на планеты

Надеюсь вопрос подходит для этого форума....

Смотря «Звездный путь: Следующее поколение», я обнаружил, по крайней мере, пару случаев, когда из-за сбоя навигации на шаттле он падал на ближайшую планету в течение нескольких минут (обратите внимание, что корабль просто проходит мимо, а не покидает планету). ).

Я не опытный физик, но, судя по тому, как мы перемещаем наши зонды по Солнечной системе и по тому, что даже астероиды просто пролетают мимо Земли, не моргая, я понимаю, что нужно какое-то время покрутиться вокруг планеты, прежде чем войти в нее и врезаться в нее. его поверхность... даже китайская станция Тяньгун-1 падала долго.

Я знаю, что ситуация создана ради драмы, но меня интересует возможность того, что шаттл может быть захвачен гравитацией планеты и вынужден рухнуть почти мгновенно, делая бесполезными все попытки спасения.

Кто-нибудь из вас мог бы просветить меня?

здесь есть отличное и веселое обсуждение этой темы: tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/GravitySucks и здесь tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Analysis/GravitySucks

Ответы (3)

Судя по эпизодам «Звездного пути», которые я видел, экипажи «Энтерпрайза» и других кораблей предпочитают парить над планетой, а не вращаться по орбите. То есть они паркуют корабль так, чтобы он оставался неподвижным над планетой, требуя мощности двигателя, чтобы корабль не упал на поверхность из-за гравитации. В этой ситуации навигационная неисправность, которая отключит двигатели, приведет к падению корабля на планету.

Корабли могли бы сэкономить много топлива, если бы они припарковались с достаточной боковой скоростью, чтобы вращаться вокруг планеты, как космическая станция или луна. Тогда им нужно было бы потратить немного топлива, чтобы противодействовать атмосферному сопротивлению, если бы они были достаточно близко к планете (см. поправки орбиты на Международной космической станции).

Разве «парковка» корабля не то же самое, что и фиксированная орбита?
@LudovicoN С настоящими космическими кораблями это правильно. В «Звездном пути» кажется, что для парковки требуется постоянная мощность, чтобы они могли оставаться на одном месте.
Если они вращаются вокруг собственной оси вращения планеты (на экваторе), они могут просто находиться на геосинхронизированной орбите (вращаться с той же угловой скоростью, что и планета). В этом случае им не нужна была бы сила, чтобы оставаться «на одном месте».
@R.Rankin Если бы «Энтерпрайз» находился на геосинхронной орбите, потеря мощности двигателя не привела бы к падению на планету. Вы забываете, что законы драмы важнее законов физики в художественной литературе.

Ваша интуиция права. Если космический корабль движется мимо планеты, его угловой момент должен быть рассеян, прежде чем он сможет упасть на поверхность планеты. Космический корабль, если на него не воздействует атмосфера и не приводится в движение его двигателями, будет следовать по эллиптической орбите, которую можно рассчитать по его скорости, положению и массе планеты. Если эта орбита не пересекает поверхность планеты, космический корабль не столкнется с планетой — он просто будет вращаться вокруг нее. Если скорость достаточно велика (учитывая определенное положение) и не направлена ​​к планете, траектория будет параболой или гиперболой, и космический корабль просто продолжит движение по кривой траектории, уносящей его в бесконечность.

Я не специалист ни в орбитальной механике, ни в космических полетах, но я постараюсь. В идеальном сценарии, когда силы сопротивления отсутствуют, траектория корабля вокруг планеты может быть эллипсом, параболой или гиперболой. Возьмем, к примеру, следующее изображение, на котором изображены виды траекторий корабля, находящегося под гравитационным воздействием тела, находящегося в точке Ф может взять (взято из Википедии)

Траектория «обхода» может быть как зеленой, так и синей, а замкнутая орбита может быть красной или серой. Если наименьшее расстояние между точкой Ф и одна из траекторий меньше радиуса планеты, корабль заведомо ударится о поверхность. Поэтому, если команда корабля хочет избежать этой трагической судьбы, они должны скорректировать свою траекторию так, чтобы она проходила дальше от планеты.

Теперь, если принять во внимание силы лобового сопротивления, экипаж также должен избегать входа в атмосферу планеты (я имею в виду «толстые» слои атмосферы). В зависимости от того, насколько глубоко они проникают и как быстро они перемещаются, силы атмосферного сопротивления могут разорвать на части весь корабль (даже если их высота составляет десятки километров от поверхности!). Но даже если они не сгорят заживо, атмосфера все равно может замедлить корабль до такой степени, что он неизбежно упадет на землю. Так что «наиболее безопасное расстояние сближения» должно быть таким, чтобы атмосфера была «достаточно разреженной», чтобы не разбить корабль на части и не изменить траекторию на встречную.

Научно-фантастические корабли падают на планеты
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v