看地心引力有一些物理上的疑问

rockwu

太空中力的作用到底该怎么样还真没概念，不过男主应该比女主重，而且女主的绳索吃不住力，拉绝对不行，只能放弃。另外太空中物体虽然是处于失重的漂浮状态，但是周边的环境应该依然会使其的运动轨迹发生变化，只能靠推进设备来调节方向和速度，不可能象游泳那样划划就行吧？

胖头虫

对第二个问题有同样的疑问： 看画面上空间站外面的绳索啥的都处于漂浮状态，都不处于受力状态。。。为何只有女猪脚和上尉都受着某种很大的引力。。。

Bed Potato

第二个问题，看片的时候也觉得有问题，女主只要稍往回拉一把，就能让男主重新飘回太空站方向。
电影里那么表现是增强戏剧性。或者可以解释他们的轨道很低了，处于大气层的上缘，或多或少已经有稀薄的空气阻力了。就像后来女主到达天宫时，天宫已经再开始坠入大气层了，女主得紧紧把住才不会被吹走。

Bed Potato

第一个问题，也许在失重状态下，靠一根绳子连在一起的两个物体前进，且只有其中一个物体有动力的情况下，控制其前进方向并不容易。其实最根本的原因还是克鲁尼开始太得瑟了，为破纪录飞来飞去浪费太多^^

一沙鸥

我擦，文科森对这类理科的东东简直就是一头雾水…………[s:16]

眉间尺

rockwu 发表于 2014-1-25 23:21
太空中力的作用到底该怎么样还真没概念，不过男主应该比女主重，而且女主的绳索吃不住力，拉绝对不行，只能 ...

只要上尉确保每次喷射方向是在自己与太空站的连线上并且背向太空站, 两人的质心速度就会指向太空站. 不用理会是否有博士的存在. 如果控制得好, 两人之间的连线也始终平行于质心的运动轨迹, 控制得不好, 也顶多是两人绕着质心旋转, 但是质心的速度依然是指向太空站的.

外界的影响这里主要是外围大气的磨擦力. 如果这种摩擦力能对上尉这种与水的密度差不多的物体产生如此巨大的变速效果. 那么对于太空站这样的巨大物体所产生的变速效果较之宇航员虽然可能会小很多, 但是对于航天器来说应该也是属于坠毁状态了. 这个要细细算一下. 不过以影片中的情况来看, 问题还是很多. 如果"风"的作用如此强劲. 那么当初两人与太空站以及风的位置关系是怎样的. 如果处于上风头, 那么几乎不需要能量就能被"吹"向太空站. 如果风向与两人与太空站的连线不平行, 那么在长达数分钟的横向吹拂之后, 两人与太空站之间的相对速度将是很可怕的. 而且因此而引起的位置偏差也是非常可观的. 靠上尉那点能量, 完全可能根本无法靠近太空站.

眉间尺

Bed Potato 发表于 2014-1-26 18:31
第二个问题，看片的时候也觉得有问题，女主只要稍往回拉一把，就能让男主重新飘回太空站方向。
电影里那么 ...

"风" 的确可以解释力的存在, 但是无法解释在两人奔向太空站时"风"没有发挥任何作用.

眉间尺

Bed Potato 发表于 2014-1-26 18:37
第一个问题，也许在失重状态下，靠一根绳子连在一起的两个物体前进，且只有其中一个物体有动力的情况下，控 ...

假设上尉在奔向太空站时还没有与博士相连. 只要初始方向正确, 中途再俘获完全静止的博士都不会改变两者的共同速度方向, 只不过改变了速度大小(大致减小一半). 当然博士并非静止, 但是在整个飞行途中上尉的喷射器都在不停喷射. 速度方向的偏差应该早就校正得差不多.

mmd

chopin 发表于 2014-1-25 12:16
今年“金球奖”主持人说，george宁肯在太空中漂到死，也不愿与一位中年妇女多相处一分钟

犀利啊！

eagon

眉间尺 发表于 2014-1-25 22:57
在短时间内可以认为太空站是个惯性参考系. 在失重状态下. 除非想不断加速, 否则只要具有一定初速度之后就 ...

在太空环境下，只需极小的推动即可推动物体匀速直线运动。所以，只要时间足够长，两个人是可以运动到空间站。但是，这是建立在生命维持装备工作时间足够的情况下。真实的情况是，上尉和博士已经太空行走了相当时间，特别是博士的宇航服内氧气量已经不多，只够几分钟；再加上空间碎片的威胁，所以必须尽快赶到空间站。

benn3721

第二个问题，还有天宫自己会坠毁，是个问覅。

眉间尺

eagon 发表于 2014-1-29 11:03
在太空环境下，只需极小的推动即可推动物体匀速直线运动。所以，只要时间足够长，两个人是可以运动到空间 ...

嗯. 这个原因可以解释为什么一路上一直不停喷射.[s:21]

眉间尺

benn3721 发表于 2014-1-29 15:58
第二个问题，还有天宫自己会坠毁，是个问覅。

近地轨道并非完全没有大气. 无动力飞行的航天器最终都难逃一劫.

flyandy

假设男女主所处的空间无阻力无引力，那么只要对准了空间站，哪怕一指头，只要时间够，也能过去，
问题在于引力有多大？真空的阻力有多大？

flyandy

1、宇航员：任务专家培训6个月即可登空？
剧情：桑德拉·布洛克饰演的女主角培训6个月便成了任务专家上了太空，且最终逃生。
现实：曾完成7次太空行走的美国前宇航员斯科特·帕拉兹斯基对Vulture网站的记者指出：女主角所担任的任务专家，是因有某项特殊技能，被派到太空做特定任务和实验。但培训6个月肯定不行，至少需要两年的基本技能培训。任务专家有且仅有一次太空飞行机会，不会进行模拟器着落训练，也不会做太空行走。
我国至今登陆太空的10名航天员中均为专业航天员，最年轻的王亚平也是安全飞行1600小时后经过近三年的航天员培训方登陆太空，培训6个月即登空的情况尚难想象。
2、太空行走：喷气包带人自由翱翔？
剧情：美丽的太空，乔治·克鲁尼饰演的男主角背着喷气包自由翱翔，准备创造人类太空行走累计时间的纪录。
现实：美国多位宇航员都指出，太空的景象确实美妙，甚至比电影中的呈现更美。曾三次太空行走的前宇航员加勒特·赖斯曼就认为电影对太空行走的运动和体态都呈现得很准确。
而针对喷气包带人行走的问题，北京航空航天大学宇航推进系讲师任军学指出，这早已实现，“但用它从一个空间站到另一个空间站还没有可能，毕竟背包携带的燃料有限，不能飞得太远”。而男主角太空行走不系安全绳索是不可能的。美国前宇航员斯科特·帕拉兹斯基同时指出，喷气包带人在太空行走没电影中那么迅速，移动会缓慢得多。
另外需普及的是，人类飞船外太空行走的累计时间记录是俄罗斯宇航员阿纳托利-索洛维约夫创造并保持的超过82小时。单次太空行走时间记录则是美国宇航员吉姆-沃斯和苏珊-赫尔姆斯2001年在“发现”号和国际空间站外创造的8小时56分钟。
3、太空垃圾：卫星碎片袭来？
剧情：俄罗斯击毁自己的一颗废弃卫星，产生成千上万的碎片，并且引发连锁反应，击中主人公所在的飞船和空间站。高速飞行的碎片不断袭来，导致主人公在太空失重环境下不断翻滚。
现实：这几乎难以出现。曾驻守国际空间站的美国前宇航员焦立中指出，太空中所有东西的轨道都有不同倾角，卫星炸毁只会形成一小团碎片，不会马上产生连锁反应，因为所有东西都在不同轨道上。北京航空航天大学宇航推进系讲师任军学也提出，目前太空卫星随便还不至于引起连锁反应。同时，哪怕出现卫星碎片，因为其高速运转的速度，人眼也几乎不可能看到。
尽管如此，太空垃圾仍是令人头痛的问题，而卫星碎片带来太空灾难也还有理论上的可能。BBC网站的文章就指出，2007年中国摧毁了自己一颗报废的气象卫星，形成数千块高尔夫球大小或者更大碎片，2013年俄罗斯一颗小卫星或就是被这些太空垃圾撞成重伤。只不过没有电影中讲述的那么迅速罢了。北京大学地球与空间科学学院空间物理与应用技术研究所所长兼空间探测与数据分析实验室主任陈鸿飞讲述：“（太空垃圾）体积较大的可能对航天器造成致命伤害。国际上用望远镜或射电望远镜对这类碎片进行探测并编目，并能够预测其轨道和位置。发射航天器时选择合适时间窗口，运行时也可以机动变轨，规避碎片密集区。另一类垃圾则为微尘颗粒，由于卫星速度很高，可能会磨坏卫星表面或光学镜头，人们也非常关注。”
4、当宇航员真的太空遇险
人类航天史上，遇险案例并不少，但发生在太空中的却不多。中国“神五”火箭总指挥、“神十”火箭顾问黄春平对媒体介绍，航空飞船在上升段和降落段才最危险，因为飞行器与大气层发生摩擦，冲击发动机工作，震动，噪声，高温高压，高过载，飞行器易发生事故，而其中火箭上升段更加危险。
发生在太空中的遇难案例，只有1971年前苏联的“联盟11号”飞船返回大气层之前，因为返回舱和轨道舱分离出现问题，导致3名宇航员死亡。
黄春平表示，飞船或空间站是低轨道运行，但速度达第一宇宙速度左右，即7.9公里/秒左右，因此出舱活动要十分小心，都有缆绳连着飞行器。是在失重状态下设计出来的，强度能满足，不会断裂，也未发生过太空行走时飘走事故。
如果真的不幸缆绳断了或滑脱，还有太空背包帮宇航员撑着。黄春平称，那个大包能确保宇航员的生活压力、温度、空气洁净度、电源通讯设备等，高级的宇航员还有导航设备、动力系统、测距等设备，能使宇航员脱离飞船在空间活动一定时间还能返回飞船，最好的宇航服能保障约8小时。如真不幸牺牲了，那就只能成为太空垃圾了。
那么，如果沿着《地心引力》的剧情探究，还有那些太空秘密被掩盖了呢？
A空间站间的穿梭
剧情：卫星碎片袭来，主人公从严重受损的“探险者号”飞到国际空间站，然后又前往中国“天宫一号”，利用喷气包和航天器穿梭在空间站之间。
现实：这几乎很难完成，宇航员需要借助不同的航天器充当“垫脚石”，整个过程非常复杂并且风险极高。美国前宇航员迈克尔·马西米诺和加勒特·赖斯曼分析，改变既定的运行轨道需精心策划。哥伦比亚号的悲剧就是最好的证据——即使搭载了计算机、满载着推进剂，地面上还有数百工作人员的支持，当年哥伦比亚号仍没能安全抵达国际空间站。加勒特·赖思曼说：“在《地心引力》中，他们看到一艘太空飞船，凭一个软着陆喷射器或灭火器向大致方向飞就能抵达？这绝对不可能。”
B氧气没了
剧情：女主角宇航服内的氧气用尽，无氧还不断吸入二氧化碳的情况下还支撑了10多分钟，最终进入国际空间站获救。
现实：科学研究显示，多数人在最大程度地吸入空气后，最多只能屏气一分钟左右。单靠肺部所能容纳的氧气可以支撑大约4分钟，但几乎没人能在不经过训练的情况下，让屏气时间接近这个数值。女主角那段时间的成功挣扎，无疑是生命的奇迹，与常识相悖。
C男主角何必松手？
剧情：进入国际空间站前，主人公再遭卫星碎片袭击，为让女主角活下去，男主角松开绳索缓缓飘向远方。
现实：曾两度前往国际空间站、并在太空中度过156天的美国前宇航员凯瑟琳·科尔曼表示，除非整个空间站在旋转，制造了一些离心力，否则男主角不会被往外拉，而电影里面空间站根本不在旋转。也就是说，两位宇航员此时仍在微重力作用下飘浮，只要女主角轻轻一拉，男主角就会飘回来。美国前宇航员加勒特·赖斯曼也认为，哪怕松开绳索，男主角也只会飘在原地，不会飘向远方。
D太空中的无线电波
剧情：国际空间站的航天器没了燃料，女主角绝望地调试着无线电波，与地球的无线电爱好者搭上联络，但最终无助地哭了。
现实：中国“神五”火箭总指挥、“神十”火箭顾问黄春平说：“宇航员在太空的通信是按规定的频率约定好的，发射功率要足够大才能接收到，一旦收不到可能是由于设备坏了或者飞船姿态的变化，天线要对准地面，宇航员可通过调整姿态来解决，不可能通过调频乱找地面无线电发射源，一位普通无线爱好者，发射功率也不够更不可能有语音功能。”
而电影中女主角哭也是一个BUG，在太空的失重状态，眼泪不会是球状，而是小的、雾状的。同样，女主角的头发也会到处乱飘，当然更不可能穿成短裤和背心。美国宇航员焦立中描述，真正的宇航服沉重笨拙，正常情况下需一个同伴帮忙才能脱掉，一切顺利大概要15分钟。“在宇航服下面有一层液态的冷却层和通风层，它们就像一套保暖内衣，只不过有冷凝水管让你的体温恒定。再往下一层？最性感的部分了——一张成人尿布。相信我，看上去一点都不好。”
E海上着陆
剧情：女主角最终登上了神舟飞船，然后在大气层跌跌撞撞，海上着陆返回地球。
现实：神舟飞船里的乒乓球和弥勒佛当然是玩笑，设备上只有中文字也很难为真。更值得说明的是，重返地球大气层并不像影片描述的那么简单，而是一个非常复杂的过程，潜在的危险性与发射不相上下，很多宇航员在返回途中因为微小故障遇难。片中女主角乘坐的返回舱失去控制，而她甚至没有调整重返角度。如果角度过浅，她会飞回太空，太深的话，便会被高温烧死。
海上着陆则是返回舱回地球的一种常见方式，但不会如电影中所示的直接下沉。北京航空航天大学宇航推进系讲师任军学说：“一般情况下，飞船返回舱是密封的，不会进水，也不会沉到水中。当然，也需要回收部门很快地找到并打捞。俄罗斯和我国是陆上回收，不存在进水的问题。”
“理中客”点评：
正是这样一部充满科学bug的片子，却被诸多宇航员和专业人士称为“史上最佳太空电影”。人们潜心吐槽的时候或许忘了这并非一部纪录片，而是一部商业电影。这些bug的存在，有意或无意，引起热议已是商业的成功。而更具价值的是，电影的的确确让人们又一次抬头仰望——浩瀚的太空，人类的渺小与孤独，谁能解读？
资料来源：果壳网、科技日报、搜狐娱乐、福布斯中文网、Vulture网、BBC、Quora等