Fråga:
Varför behövde det en raket för att lyfta upp jorden men bara skyttlar för att lyfta av de andra planeterna?
rusk
2014-11-19 13:00:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag minns att gravitationen i båda planeterna i Interstellar var jämförbar med jordens. 80% av jordens tyngdkraft för Mann's planet och 130% för Miller's planet. Så varför tog det en raket för att lyfta upp från jordytan och komma till Endurance-banan, men bara Ranger-pendlar för att lyfta från Millers & Manns planet?

Jag ser en förklaring här

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

Sett samma fråga på Facebook för några dagar tillbaka.
Hade den ett svar?
Det är ett tomthål. Jag tror att även Neil Tyson ifrågasatte detta i ett av sina twitter-inlägg.
Jag ser en förklaring här. Jag gör det inte.
@NGLN: Jag menade en förklaring om Ranger Shuttles, raketer, landare, deras nyttolaster etc. Förlåt mig om jag inte var tillräckligt tydlig.
Som en sidoanteckning är _escape velocity_ endast relevant för "ballistiska" banor, dvs om du vill _kasta_ något från jorden. - Det är möjligt att fly jorden med mycket lägre hastigheter. Hissar trotsar jordens allvar utan att vara mycket snabb. Tänk dig nu en hiss som går [hela vägen upp i rymden] (http://en.wikipedia.org/wiki/Space_elevator). Om det finns kontinuerlig "dragkraft" är det inte viktigt att nå flyghastighet. - Vem vet hur motorerna på dessa Landers och Rangers fungerar?
På [scifi.se]: [Varför lanserades Ranger från jorden ovanpå en raket?] (Http://scifi.stackexchange.com/q/75883/10622)
Sex svar:
Napoleon Wilson
2014-11-23 20:36:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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 troliga. Alla verkar dock vara överens om att både Lander och Ranger är mycket kapabla till planetlyftningar och lika gärna kan ha lämnat jorden på sitt egen. Återstår frågan varför de valde en raketstödd lyft för jorden. De mest övertygande svaren i universum är:

  • Som Victor också säger i sitt svar, kanske de måste bära mycket mer gods och förnödenheter för sin första resa till Uthållighet för att förbereda sin långa resa. För detta kan ytterligare boost behövas.
  • De kanske vill spara bränsle vilket tydliggörs som en mycket värdefull resurs. Så varför inte hellre slösa bort en hel raket på jorden, där de lätt kunde bygga och sätta upp en och spara bränsle för de troligtvis bränsleintensiva lyften till planeterna där det definitivt behövs.

Ändå nämns också ett mycket bra svar utanför universum som jag skulle vilja ha mest (eftersom jag uppskattar analys mer än fan-fiction, men det är bara jag ;-)), även om det antagligen är för att ses i samband med de andra förklaringarna:

  • Användningen av en klassisk flerstegsraketlyftning och hela dess skildring i filmen väcker i stort sett påminnelser om det gamla goda rummet uppdrag , särskilt de Apollo uppdrag som vi upplevde tidigare. Och detta är definitivt avsett, eftersom det är den banbrytande inställningen av rymdutforskning som Cooper klagar för 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 komma ihåg med denna skildring.

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

Även om jag håller med om att raketlyftningen väcker minnen av gamla, finns det ingen anledning att tro att det är den enda anledningen till att den presenterades. För en film fylld med vetenskaplig noggrannhet verkar detta vara en sträcka. Även om det var en rolig scen, var det verkligen en nödvändig. Det var inget sätt som Ranger kunde transportera dem och all deras last.
@AndrewMartin Visst, det är därför jag sa i kombination med de andra svaren ... Men ok, omformulerade det.
@AndrewMartin Om du ångrar ditt svar och införlivar resultaten från din [physics.se] -fråga i den (som verkligen stöder ditt antagande att det är lättare att lyfta), skulle jag fritt rösta om det och ta bort dessa kommentarer från mitt svar (eftersom, medan jag är intressant, skulle jag ändå anse dem som irrelevanta för mitt svar ändå). När allt kommer omkring är det din [physics.se] fråga och det borde inte ha varit för ingenting, du hade rätt när lift-off var enklare, bara inte om dess exakta relation till planetens densitet.
För att vara ärlig tror jag att @jid's-svaret täcker allt jag gjorde, i mycket större detalj. Så jag tror att min förmodligen är bättre borttagen. Oroa dig inte för nedröstningen, jag ska bara gå på en serie nedröstning av dina svar :) (det * var * ett skämt, jag lovar!)
Även om tyngdkraften är en kardinalfaktor för att bestämma flyghastigheten känner jag att Aerodynamic Resistance (ADR) också är en viktig faktor. Jordens atmosfär kan antas vara mycket tätare på grund av närvaron av ozonskikt, de andra planeterna kan ha mycket mindre tät atmosfär som leder till mycket mer mindre ADR. Jag funderar strikt utan någon grund och jag kan ha mycket fel. Men ville bara framföra denna punkt och bjuda in lite konstruktiv kritik. Peka gärna på om jag har fel :)
@NapoleanWilson: Har inte varit i quora på ett tag men jag gillar svaret utanför universum. ;)
@NapoleanWilson: Även om det fortfarande finns en sak som stör mig. Som nämnts i länken som jag gav i frågan finns det också Lander-pendlar som kan bära tunga nyttolaster. Kunde de inte ha använts istället för en raket?
@rusk: Jag tror att svaret utanför universum är logiskt - det är en episk scen, underbar start etc. Men det är också en hel del mer än bara att framkalla gamla minnen. Det var inget sätt att de lämnade jorden på en ranger med alla sina förnödenheter. Det skulle bara inte hända. De behövde drivas av raketerna.
@rusk Bara att de (* Landers *) redan var uppe i rymden. * Coop * och de andra åkte på en * Ranger * från jorden till * Uthålligheten *. Så dålig planering, kanske? Men ärligt talat, i det här fallet tror jag att du fortfarande kan ta bränslebesparingsargumentet. Det är inte helt förklarat och jag antar att alla möjliga förklaringar kan fungera i * viss grad, även om inte en ensam för varje möjlig sidofråga man kan ha.
@Cool_Coder Det låter verkligen rimligt (även om jag i särklass inte är någon expert på fysik och redan har haft en svår men rolig tid att få den flyghastigheten tillsammans). Men hur som helst anser jag redan att övervägande av hastighetsövervägande inte är alltför relevant för denna fråga. Men ändå tack för den extra informationen, faktiskt med tanke på att vi till viss del vet hur * Mann * atmosfären ser ut, kan man kanske resonera om dess ADR lite mer.
Det är också värt att påpeka att det har funnits verkliga förslag för enstegs [spaceplanes] (https://en.wikipedia.org/wiki/Spaceplane) som använder en [scramjet] (http: // en. wikipedia.org/wiki/Scramjet) -motor för att uppnå mycket höga hastigheter i atmosfären innan raket i omloppsbana, se [Rockwell X-30] (http://en.wikipedia.org/wiki/Rockwell_X-30) för en design som NASA övervägde på 1980-talet. Och för att få ett plan från marken utan en landningsbana finns det olika typer av [VTOL] (http://en.wikipedia.org/wiki/VTOL).
BTW, wiki-sidan säger att Rockwell X-30 förväntades kunna använda sin scramjet i atmosfären för att uppnå en hastighet på cirka 25 gånger ljudets hastighet, vilket skulle fungera till cirka 8500 m / s. Så ett sådant fartyg skulle redan vara mycket närmare den nödvändiga flyghastigheten (som är 11200 m / s på jorden, och jld nämner att det skulle vara cirka 9930 m / s på Millers planet), med den extra kick som uppnås genom att skjuta raketer snarare än att använda scramjet. Eftersom scramjet fungerar genom att ta in luft och värma och driva ut det i hög hastighet behöver inte så mycket bränsle transporteras.
Med tanke på att de befann sig i hypersleep / cryo-stasis större delen av resan, skulle de inte behöva tillräckligt med förnödenheter för att motivera raketernas extra kraft / dragkraft, vilket i sin tur måste kompensera för sin egen vikt. Eftersom de bara kom upp i en bar Ranger, som visar sig vara väldigt liten, är Victor's svar och din första punkt tuff.
Victor Diaz
2014-11-22 01:32:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det här är vad jag föreställde mig efter att ha sett filmen:

Shuttles kunde transportera människor och lite (eller ingen) gods in och ut ur en planetens atmosfär, men en stor raket behövdes för att bära alla last som behövs för den långa resan till Saturnus och in i maskhålet.

Jag tänkte på det här först men såg sedan förklaringar om Lander-pendlar (som anges i länken) som kan bära tunga nyttolaster och därmed kunde ha använts istället.
De var i hypersleep / cryostatus under större delen av resan. Minsta tillbehör behövs. De var inte vaken, åt, drack, andades i 2 år.
Jold
2014-11-24 04:40:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Okej, så flera har nämnt att planetens densitet kommer att påverka dess flyghastighet. Detta är sant. Den totala massan på planeten är: M = (4π / 3) R³ρ, där ρ är dess genomsnittliga densitet. Flyghastigheten i kvadrat är: 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 densitet, ges av:

v = kR √ (ρ)

Acceleration på grund av tyngdkraften är ges av g = GM / R² = (4πG / 3) Rρ = (k² / 2) Rρ

Kip Thorne ger en uppskattning för Millers planetens genomsnittliga densitet: ~ 10.000 kg / m³, jämfört med jordens värde på ~ 5 500 kg / m³. Dessutom vet vi att Millers planet har 1,2 gånger accelerationen på grund av gravitationen på jorden: g₂ = 1.2g₁.

R₂ = 1.2R₁ρ₁ / ρ₂

Detta ger oss en radie på ~ 4200 km. Utrymningshastigheten kan erhållas genom att ansluta den till vår första ekvation, vilket ger oss ett värde på ~ 9930 m / s. Det här är ungefär 90% av jordens flyghastighet, så det är verkligen lättare att ta av från Millers planet än jorden, dock inte mycket.

Så nu samma sak för * Mann * s planet. ;-)
@NapoleonWilson Jag har ingen information om Manns storlek eller densitet, så jag kan inte göra någonting mycket noggrant, men det är en bra insats att rymdhastigheten är mindre än både jordens och Millers.
@jld: Är inte jordens flyghastighet 11,2 km / s?
@rusk Tyvärr för stavfel, jag menade 9930 m / s. Jag redigerade mitt svar för att återspegla detta.
Det är faktiskt 1,3 istället för 1,2. Ledsen för förvirringen, men ändrar inte för mycket i relevansen ändå, flyghastigheten är fortfarande lägre.
Michel Lamontagne
2014-12-04 09:04:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det finns två typer av fartyg som används med Endurance: Ranger och den något större Lander. Om du går till webbplatsen Endurance-modellen anges att landaren kan ta ner hela modulerna av Endurance. Så de kunde användas för att hämta vilken mängd leveranser som helst från jorden. http://www.gannett-cdn.com/experiments/usatoday/2014/11/interstellar/interstellar.html

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

Alla tre fartygen Ranger, Lander och Endurance använder någon form av mycket kraftfull plasmapropeller, som måste 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 aneutron fusion. Men Helium3 är alltför sällsynt och extremt dyrt att producera. Så det kan vara svaret. NASA har inte råd att slösa bort helium3 för rutinarbete, så de använder föråldrade kemiska raketer för att starta från jorden, där kemikalier är väldigt billiga.

Ett kalkylark med siffrorna: http: // bit .ly / 1vlpaVD

Detta är 100% spekulation.
Jano Xavier
2015-04-14 15:25:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Egentligen lanserade raketen TVÅ Rangers OCH dockningsenheten mellan dem medan de är anslutna till det centrala navet i Endurance. Under den första dockningssekvensen kan du se underenheten och den andra Ranger som är fäst längst ner på 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 mängden last.

Jag försökte lägga till en liten slutsats (som jag antar att du faktiskt var ute efter) för att göra svaret till den faktiska frågan mer. Om det inte återspeglar din ursprungliga avsikt kan du gärna återställa den. Men i så fall kanske du fortfarande vill ta itu med den faktiska frågan lite mer i svaret.
feetwet
2015-07-25 19:07:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bästa svaret jag har sett är här: Det omformulerar filmen som en konspiration av Brands (och några andra som Mann) som oavsiktligt försvinnas av Cooper. Brand har redan utvecklat sin anti-gravitationsteori och utrustat pendlarna med anti-tyngdkraften när Cooper lämnar uppdraget.

När de lyfter från jorden använder de en stor raket för att nå omloppsbana. Millers planet har 1,1 gånger jordens tyngdkraft, och de behöver inte några raketer alls, skytteln tar av sig själv. Samma sak händer på Manns planet två gånger. Det är bara möjligt om de redan har tyngdkraftsdrivenheter installerade och fungerar.

Plan A var aldrig ett alternativ, förmodligen för att om människor inte hade mat på jorden hade de inte heller något i rymden. Och dessutom var alla grödor infekterade på jorden med Röda, så Brand ville ha en ny start.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...