Varför tog det en raket för att lyfta av jorden, men bara shuttles att lyfta av de andra planeterna?

39

Jag minns gravitationen i både planeterna i Interstellar som kan jämföras med jordens. 80% av jordens gravitation vid Mannens planet och 130% vid Miller planet. Så varför tog det en raket för att lyfta av jordytan och komma till uthållighetsbanan, men bara Ranger-shuttles att lyfta av från Miller's & Mannens planet?

Jag ser en förklaring här

Men om så är fallet, varför använda en raket för att lyfta av från jorden?

    
uppsättning rusk 19.11.2014 08:00

6 svar

27

Samma fråga ställdes också på Quora med olika intressanta svar, även om det är svårt att säga vilken som är korrekt och alla låter ganska trovärdiga. Alla verkar emellertid överens om att både Lander och Ranger är mycket kapabla till planethöjningar och kunde lika väl ha lämnat jorden på deras egen. Återstår frågan varför de valde en raketstödd lift-off för jord. De mest övertygande svaren i universum är:

  • Som Victor säger också i sitt svar redan, kanske de måste < strong> bära mycket mer last och leveranser för deras första resa till Endurance för att förbereda sin långa resa. För detta kan det behövas ytterligare ökning.
  • De kanske vill spara bränsle , vilket är tydligt för att vara en mycket värdefull resurs. Så varför slösa inte helt en hel rakett på jorden, där de lätt kunde bygga och installera en och spara bränslet för de sannolikt bränsleintensiva liftarna för planeterna där det absolut behövs.

Men det finns också ett mycket bra out-of-univers-svar som nämns, vilket jag gillar mest (eftersom jag uppskattar analys mer än fanfiction, men det är bara jag ;-)), även om det är troligt att ses i samband med de andra förklaringarna:

  • Användningen av en klassisk rastelliftning i flera steg och dess hela skildring i filmen är ganska uppmanar påminnelser om de goda gamla rymduppdragen , särskilt Apollo uppdrag som vi upplevde tidigare. Och det här är definitivt tänkt, eftersom det är den banbrytande inställningen till rymdutforskning som Cooper klagar på att ha gått vilse i mänsklighetens pessimistiska samhälle av "vårdtagare" . Och det är detta hopp och inspiration som mänskligheten tog från de uppdrag som filmen vill återkalla med den här bilden.

Som ett litet tillägg lyckades jag efter en fruktbar diskussion sammanställa en beräkning för flyghastigheten på Miller planet i ett svar på en relaterad fråga över på Physics.SE (liknar jld s beräkning i hitt svar här ), vilket ger att planeten endast har cirka 96% av jordens flyghastighet. Så det är verkligen lite lättare att lämna den än jorden (och ännu mer sannolikt för Mann 's planet, som efter de beräknade begränsningarna skulle behöva ha bara mer än 64% av jordens densitet att vara lättare att lyfta av). Men jag står fortfarande över ovanstående antagande, att de också kunde ha lämnat jorden utan raket, om de inte hade den extra lasten, bränslebegränsningarna och skyldigheten att visa oss en bra gammal raketlansering.

    
svaret ges 23.11.2014 15:36
7

Det här var vad jag föreställde mig efter att ha tittat på filmen:

Pendlarna kunde bära personer och lite (eller ingen) last in och ut ur en planetens atmosfär, men en stor raket var nödvändig för att bära all last som behövdes för den långa resan till Saturnus och in i maskhålet.

    
svaret ges 21.11.2014 20:32
4

Okej, så flera personer har nämnt att planetens densitet kommer att ha en effekt på dess flyghastighet. Detta är sant. Den totala massan av planeten är: M = (4π / 3) R³ρ, där p är dess genomsnittliga densitet. Flyghastigheten är kvadratisk: v2 = 2GM / R = (8πG / 3) R²ρ = k²R²ρ, där jag har definierat k² = 8πG / 3. Så vi ser att ekvationen för flyghastighet, i termer av dess radie och dens densitet, ges av:

v = kR √ (p)

Accelerationen på grund av gravitationen ges av g = GM / R² = (4πG / 3) Rρ = (k² / 2) Rρ

Kip Thorne ger en uppskattning av Miller planetens genomsnittliga densitet: ~ 10 000 kg / m³, jämfört med jordens värde på ~ 5.500 kg / m³. Dessutom vet vi att Miller planet har 1,2 gånger accelerationen på grund av gravitationen på jorden: g2 = 1.2g1.

R2 = 1,2R1p1 / p2

Detta ger oss en radie på ~ 4200 km. Escapehastigheten kan erhållas genom att plugga in detta i vår första ekvation, vilket ger oss ett värde av ~ 9930 m / s. Det här är ungefär 90% av jordens flyghastighet, så det är verkligen lättare att ta av från Miller planet än jorden, men inte så mycket.

    
svaret ges 23.11.2014 23:40
0

Det finns två typer av fartyg som används med Endurance: Ranger och den lite större Lander. Om du går till Endurance-modellen, anges det att landaren kan bära hela modulerna av uthållighet. Så de skulle kunna användas för att få upp en mängd leveranser från jorden. länk

Så förklaringarna om bränsle / begränsade kapacitet kan inte vara korrekta, om inte ....

Alla tre fartygen Ranger, Lander och Endurance använder någon form av väldigt kraftfull plasmaprocessor, som behöver matas av en Tokomak-fusionsreaktor. Fusionen måste vara en av de aneutroniska reaktionerna (inga neutroner), annars skulle fartygen smälta eller kräva gigantiska radiatorer, eftersom neutroner är spillvärme i fusionsreaktioner. He3 + Litium är en bra kandidat för aneutronisk fusion. Men Helium3 är alltför sällsynt och extremt dyrt att producera. Så det kan vara svaret. NASA har inte råd att slösa helium3 till rutinarbete, så de använder antika kemiska raketer för att starta från jorden, där kemikalier är mycket billiga.

Ett kalkylblad med siffrorna: länk

    
svaret ges 04.12.2014 04:04
0

I själva verket lanserade raketen TWO Rangers AND dockningsunderenheten mellan dem medan de är fästade på det centrala navet i Endurance. Under den första dockningsföljden kan du se underenheten och den andra Ranger som sitter fast på botten av Ranger Cooper flyger.

Så det är mycket troligt att de inte kunde lyfta allt detta med bara en enda flygande Ranger och behövde raketerna för den mängd last.

    
svaret ges 14.04.2015 12:25
-1

Bästa svar jag har sett är här : det reframes Filmen som en konspiration av varumärkena (och några andra som Mann) som oavsiktligt förvirras av Cooper. Brand har redan utvecklat sin anti-gravitationsteori och utrustad med shuttles med anti-gravity-drivenheter när Cooper lämnar uppdraget.

When they take off from Earth, they use a big rocket to reach orbit. Miller's planet has 1.1 times Earth's gravity, and they don't need any rockets at all, the shuttle is taking off on its own. The same happens on Mann's planet twice. That's only possible if they already have the anti-gravity drives installed and working.

Plan A was never an alternative, probably because if humans didn't have food on Earth they wouldn't have any in space either. And on top of that, all crops were infected on Earth with the Blight, so Brand wanted a fresh start.

    
svaret ges 25.07.2015 16:07