Vår lanserade fordon matchar hastigheten hos slangvagnen?

Den ursprungliga planen var att skicka ett skepp till mars med leveranser. Det skeppet exploderar.

Då erbjuder kineserna hjälp. Och besättningen erbjuder att slinga sköt tillbaka till mars.

Den kinesiska tekniken är bra för att få podgen upp ur jordens atmosfär. det är inte tillräckligt att gå hela vägen till mars. Det är ett litet skepp. I bästa fall en envägsresa till mars.

Besättningsskeppet har inte tillräckligt med juice att landa på mars. Om de landade på jorden skulle det ta för lång tid för en omstart. Genom att använda slingskottet sparar de tid. Men resan till mars kommer att hamna i besättningen. Därför skickas maten till dem istället.

Think of a relay race. The runner approaches with the baton. His successor runs alongside him for a while, matching the runner's speed, so that they can easily pass the baton.

Det är i princip det.

Men du har korrekt lagt till att detta innebär att leveransskäret skulle behöva matcha Hermes hastighet, vilket, som det var etablerat i filmen, behövde en slangvinkel runt jorden för att uppnå en sådan hastighet.

Men ignorera inte massskillnaderna:
Accelerationen påverkas direkt av det accelererade objektets massa .

Om Hermes skulle tävla mot ett skepp som har hälften av massan; och de använder exakt samma dragkraft, kommer det mindre skeppet att accelerera dubbelt så fort. Eller, med andra ord, skulle det mindre fartyget hälften ta tid att accelerera till en given hastighet, jämfört med hur lång tid det skulle ta Hermes att nå samma hastighet.

Försörjningsfartyget var väldigt litet (i förhållande till Hermes) och kunde därför snabbt accelerera och decelerera för att synkronisera med Hermes.

Jag kan inte komma ihåg om leveransfartyget var bemannat eller inte. Om det antas att det inte var bemannat betyder det att försörjningsfartyget inte behöver begränsa sin acceleration till den G-kraft som en mänsklig kropp kan klara av. Ett obemannat skepp är därför mindre begränsat och kan accelerera vid full blast (beroende på fartygets strukturella integritet).

Imagine the same relay race. The current runner, holding the baton, is an elephant. The successor, who needs to match the elephant's speed, is a cheetah. Obviously, the cheetah needs considerably less warm up time to accelerate and match the elephant's speed.

Compare this to the second relay team, which only consists of elephants. The successor, also an elephant, needs to start running much earlier than the cheetah, because he can only accelerate at a lower rate. He takes more time* so that he can accelerate up to the same velocity (= the runner's velocity), and only then is able to make the hand off.

*And the elephant also runs a longer distance than the cheetah while getting up to speed; which is a slightly more appropriate analogy for the Hermes/supply ship scenario, which was limited by the amount of Hermes' orbit being in lower Earth orbit.

Det är en mer exakt jämförelse mellan Hermes och leveransfartyget. eftersom deras massa (och därmed accelerationsmedel) är väldigt annorlunda.

Varför inte bara skicka leveransskärmen, eftersom det är snabbare?

Först och främst är försörjningsfartyget inte snabbare (= högre maxhastighet). Det accelererar snabbare (= når snabbare hastighet snabbare).
Tänk på det som en skåpbil och en Lamborghini som kör på en motorväg med högsta tillåtna hastighet. Lamboen når maximalt varvtal mycket snabbare än van men när vanen har nått maximal hastighet också; båda bilarna kommer att resa med samma hastighet. Om du gör en otroligt lång resa är skillnaden mellan att resa i Lambo eller i vanen försumbar.

För pedanterna: det finns ingen maxhastighet för något rymdskepp (förutom den fysiska begränsningen av ljusstyrka) från ett fysikperspektiv. Det finns dock begränsningar för att resa hastighet från ett engineering perspektiv. Mest synnerligen bränslekostnader, risk för överskridande och fartygsskrovets strukturella stabilitet.

För det andra, medan försörjningsfartyget är snabbare, är det inte i stånd att upprätthålla det mänskliga livet tillräckligt länge, eftersom fartyget självt om det är för litet. Ja, det bär matleveranserna (och förmodligen syre- och CO2-filter och liknande), men det är inte ett fullt fungerande skepp som Hermes är.

For the same reason, a rock band travels in a tour bus instead of a small hatchback. Even though the hatchback is a bit faster through traffic; could fit 4 band members, the manager, and the equipment on the roof; and is considerably cheaper to build and operate, it's simply not a viable option for an extended journey.

En liten hatchback är inte gjord med långa resor i åtanke. Den är gjord för att vara liten, effektiv och en bra bil för korta avstånd i stadsmiljöer.

På liknande sätt är försörjningsfartyget inte byggt för en längre resa. Det kan vara möjligt att göra sitt jobb genom att använda ett enda batteri, utan någon form av elproduktion, eftersom den aldrig håller sig i omlopp i mycket lång tid. Om obemannade, det har noll boende för mänskligt liv (utrymme att bo, luft att andas, ...). Kanske har det inte ens ett säkert sätt att återvända till jorden eller till och med överlevande reentry, för att det helt enkelt inte är värt kostnaden att utveckla dessa funktioner.

Bara för att försörjningsfartyget kan komma dit betyder inte att det är det bästa fordonet som ska användas för resan. Det betyder inte ens nödvändigtvis att det är lönsamt att göra det.

Redigera Ett litet omnämnande. Kanske har du redan tänkt på det här, och det här är källan till din fråga. Kanske inte. Jag lägger till det ändå, kanske för framtida läsare.

Om leveransfartyget hade matchat Hermes hastighet, levererade varorna, och sedan inte sakta eller ändra kursen på något sätt; förutsatt att Hermes inte ändrade sin kurs, skulle de två fartygen ha rest sida vid sida och skulle ha nått Mars samtidigt.

Så är kärnan i din fråga, försörjningsfartyget som kan komma till Mars lika snabbt, korrekt. Du har helt enkelt glömt att ta hänsyn till nödvändiga maskiner och skeppsförmåga för att bibehålla mänsklig överlevnad för hela tiden som resan tar.

När det gäller Mars tror jag Whatney hakar upp med skeppet innan de slänger runt jorden. För Whatney att avlyssna måste deras relativa hastigheter bara vara tillräckligt nära för att han ska kunna ansluta. Det behöver inte vara en perfekt match. De måste bara vara i nära nog närhet som relativt snabba hastigheter att avlyssna. Sedan kan hastigheter och banor ändras något, eller någon form av "grip" kan hända, som de gjorde med Whatney.

Att gå igenom "slanghot", själva, skulle inte troligen betyda att de matchade hastigheterna eller banorna. Tyngdkraften används för att öka deras hastighet, men effekterna skulle vara olika, beroende på deras kurs, deras hastighet, deras manövrar, medan de påverkas av tyngdkraften och avfyrningen av motorer före, under och efter. Det verkar som om du tycker om det som att släppa en burk i en flod och låta strömmen bära dig. Det är inte så.

Under alla omständigheter är alla navigeringar exakt beräknade, så att de vid någon tidpunkt och när som helst borde kunna förutse både fart och banor och beräkna resupply-fartyget för att avlyssna. Det här är inte annorlunda än ett skepp eller en sond som landar på en planet, en asteroid, dockning med en banbrytande station etc. Om jag vet exakt när, var och hur snabbt skeppet ska resa, kan jag fånga det på bästa sätt plats och tid, och behöver inte följa samma, exakta fotsteg för att göra det.