En la película Pasajeros, ¿por qué el motor del barco estaría funcionando constantemente? ¿No debería estar moviéndose a una velocidad constante en el espacio?

Una pregunta importante, y creo que sé la respuesta.

Uno de los mayores problemas sobre los viajes espaciales es llegar a una velocidad lo suficientemente rápida como para que pueda llegar a su destino en un tiempo razonable. El problema con esto es que lleva mucho tiempo acelerar a una velocidad lo suficientemente rápida, por lo que lo que tendrían que hacer en la película Pasajeros es mantener el barco en marcha (mientras todos duermen) para continuar acelerando, a fin de para disminuir la cantidad de tiempo que lleva llegar a su destino.

Es cierto que una vez que alcancen una cierta velocidad, continuarán a esa velocidad constante de manera constante, pero como sabemos por la Primera Ley de Newton, ¡es difícil hacer que las cosas se muevan rápido! ¡Esto se debe a la inercia de un objeto, básicamente a la “resistencia” de una masa para ponerse en marcha más rápido! ¡Esto ayuda a apoyar la idea de que lleva tiempo acelerar las cosas, como las naves espaciales (y especialmente las naves espaciales), para moverse a una velocidad lo suficientemente rápida como para llegar a algún lugar en un lapso de tiempo relativamente razonable!

La velocidad constante solo entra en juego solo si utiliza el método de tres etapas de viaje interestelar.

En la película, la razón más probable es la eficiencia energética, si hiciera funcionar los motores durante todo el viaje, se necesitaría un 50% para acelerar y un 50% para desacelerar. Usando este método, el viaje en realidad tomaría mucho más tiempo (ver más explicación a continuación). En este caso, realmente no importa ya que los pasajeros están en animación suspendida. ¿La razón por la que preguntas? Solo podías acelerar a casi la velocidad de la luz. La teoría actual afirma que viajar a la velocidad de la luz es imposible porque para que una masa alcance la velocidad de la luz requeriría energía infinita.

Ahora, si el viaje necesitara realizarse en el método más rápido, necesariamente tomaría tres etapas para el viaje interestelar. Primero, acelere hasta casi la velocidad de la luz. Segundo, costa hasta llegar al punto donde se necesita la tercera y más importante etapa. Por último, la desaceleración, y de acuerdo con la energía de conservación, se necesitaría la misma combinación de tiempo / energía para desacelerar. Entonces, si quisieras desacelerar más rápido que la aceleración; tomaría una cantidad de energía exponencialmente (no proporcional) mayor. Ejemplo: supongamos que viajará al sistema Centari a una distancia de aproximadamente cuatro años luz. Si el gasto de energía no era una preocupación, se tarda 1 año en acelerar a casi la velocidad de la luz. Teóricamente necesitarías otro año para desacelerar hasta detenerte en tu destino. Por lo tanto, necesitaría navegar durante dos años (aquí es donde entra en juego su velocidad constante. La conservación de la energía indica que una masa en movimiento continuará en movimiento a menos que actúe una fuerza externa), dado que el espacio interestelar está mayormente vacío y nada interfiere, el barco continuaría hacia la costa a una velocidad cercana a la de la luz hasta la fase de desaceleración.

Ahora aquí es donde se pone un poco pegajoso. Teniendo en cuenta que no está comenzando su viaje a una velocidad cercana a la de la luz y que se necesita un “año” para acelerar y otro “año” para desacelerar, la etapa más corta del viaje sería la fase “Costa”, ya que esa es la única sección donde El barco está a la velocidad máxima. De hecho, puede llevar de 20 a 30 años acelerar a la velocidad de la luz (equivalente a la distancia de un año luz), 2 años para recorrer el 99% de la distancia, y luego otros 20-30 años para desacelerar (la distancia de los últimos años luz).

Por lo tanto, sería un viaje mucho más corto (en el sentido del tiempo), aunque con una energía tremendamente más costosa, ya que tomaría exponencialmente más energía para aumentar la aceleración / desaceleración en cualquier grado significativo.

Los motores de una nave espacial, si se quemaran constantemente, crearían una aceleración continua. Incluso una aceleración muy pequeña pero persistente durante un tiempo lo suficientemente largo permitiría que el barco finalmente alcanzara velocidades muy altas. Entonces, si el viaje es largo (es decir, no hay atajos de “hiperespacio”), y tiene un tipo de propulsión que puede correr continuamente, entonces el curso más rápido sería continuar acelerando hasta llegar al punto medio, luego girar la nave alrededor y usar los motores en reversa para desacelerar.

El verdadero problema es, ¿cómo funcionan los motores en primer lugar? Para proporcionar empuje, necesita algún tipo de material propulsor que pueda acelerarse en una dirección para proporcionar empuje en la dirección opuesta (Segunda Ley de Newton). Por ejemplo, los cohetes convencionales queman combustible en una reacción química. También hay motores de iones, que necesitan algo de material, como el gas Xenón, para ionizarse. Entonces, el problema es, ¿dónde tienen todo este combustible / propelente que les permite quemar sus motores sin parar durante un período de tiempo prácticamente indefinido?

El barco en la película “Pasajeros” podría haber sido un ramjet Bussard. La nave estaba impulsada por un gran reactor de fusión nuclear, que sería adecuado para un ramjet.

Los ramjets de Bussard son únicos entre las naves espaciales que recogen su combustible a medida que avanzan. Esto permite que el motor siga ardiendo durante toda la duración del viaje.

El espacio está casi vacío, pero si la nave estelar se mueve lo suficientemente cerca de la velocidad de la luz, es factible recoger la fina capa de gas de hidrógeno que flota en el espacio y usarla como combustible.

La nave estelar “Pasajeros” también tenía algún tipo de tecnología de campo de fuerza para desviar obstáculos, por lo que es completamente factible que también tuviera un ramscoop.

Realmente no he visto Pasajeros, pero si es como muchas otras películas de ciencia ficción, entonces sí: cometen el error demasiado común de hacer que parezca que los motores necesitan funcionar para mantener una alta velocidad , con la nave espacial deteniéndose después de apagar los motores. Supongo que las cosas son más dramáticas de esta manera, ya que escuchas los motores tensos o lo que sea.

En realidad … bueno, “detenerse” no es muy significativo para empezar, ya que la velocidad en sí misma es un concepto sin sentido; solo la velocidad con respecto a otra cosa tiene sentido. (Relativo a sí mismo, la nave espacial siempre está en reposo). Y los motores son necesarios para cambiar la velocidad (acelerar / desacelerar / cambiar de dirección); Si los motores se apagan, la nave espacial continúa su trayectoria, sin acelerar / desacelerar / girar (a menos que alguna fuerza externa, por ejemplo, el campo gravitacional de una estrella o planeta, afecte su trayectoria).

La película realmente aborda esto en un diálogo explícito y visuales / mecánicas implícitas. Advertencia: Spoilers a continuación

1. Habían cumplido 40 años en su viaje de 120 años, pero no estaban cerca de la mitad del camino. Necesitan una aceleración constante para continuar aumentando su velocidad para llegar rápidamente antes de desacelerar.
2. Cuando el tripulante se despierta, y se le pide que dé la vuelta al barco. Él dice que tomaría tanto tiempo detener el barco y regresar como llegaría a la granja 2, a pesar de que solo están a un tercio del camino de su viaje. Si no estuvieran preocupados por la cantidad de tiempo para acelerar y desacelerar, esto no sería cierto hasta la mitad de su viaje.
3. La honda del barco se dispara cerca de la superficie de una estrella. (Esto fue anunciado como una especie de atracción por la computadora, a pesar de que se suponía que todos a bordo estaban dormidos en ese momento). Esto se habría hecho menos como un cambio de vector y más como una captura de velocidad, lo que indica que el barco todavía estaba en proceso de aceleración.

En general, no creo que el motor todavía en funcionamiento fuera una de las lagunas científicas de esta película. Había un número, pero este no es uno.

Mi pregunta sería: ¿Por qué la nave tiene un diseño obviamente destinado a crear gravedad artificial por fuerza centrípeta, Y una gravedad artificial mágica, al estilo de Star Trek, que deja de funcionar cuando se corta la energía? ¿Y por qué tiene que estar encendido cuando todos están dormidos?

La pregunta de empuje continuo es trivial en comparación con esto.

Habría tres razones por las que el motor podría estar funcionando:

1. El poder requerido para sus escudos mágicos, debe provenir de algo, y tendrá un calor residual que podría ser lanzado hacia atrás;
2. El movimiento hacia adelante en algo como 0.1c, tendrá una presión ligera significativa en el frente, que tendría que ser superado;
3. Conduciendo hacia el punto medio, girando de extremo a extremo, luego conduciendo hacia atrás le permitirá llegar a su destino casi en reposo.

Lo que los Pasajeros se equivocaron fue matar el giro sin tener en cuenta la “conservación del momento angular”.

Más importante aún, ¿por qué la lágrima corre por la mejilla de nuestro pasajero prestatario cuando no tiene peso en su traje espacial?

En cuanto a los motores en marcha. No sería necesario mantener la velocidad, pero podría ser que el barco acelere la mitad del viaje y desacelere la otra mitad.

Además de eso, no sería tan dramático para él arrojar su pequeño escudo al motor si estuviera apagado, ¿verdad? 🙂

En la mayoría de esas películas, la humanidad tiene energía ilimitada … 😀 Ahora, si eso fuera posible, tendría sentido mantener los motores en funcionamiento. ¿Pero por qué?

En primer lugar, la nave se volvería cada vez más rápida hasta alcanzar la mitad del camino. Al alcanzar velocidades relativistas (> 0.01 c) también se trata de la dilatación del tiempo. Más tarde, el barco tendría que dar la vuelta y reducir la velocidad durante la misma cantidad de tiempo.

En segundo lugar, los sistemas del barco necesitan electricidad para funcionar. Y esa electricidad generalmente es generada por motores.

En tercer lugar … podría haber correcciones de rumbo necesarias durante la pelea.

Y no lo olvides: es una película. Simplemente se ve mejor … 😉

El barco en pasajeros es un barco de antorcha. Acelera durante la primera mitad del viaje y desacelera durante la segunda mitad. Con esa configuración es posible lograr velocidades relativistas para que pueda alcanzar estrellas distantes. (necesitas mucho combustible)

No he visto la película, pero un motor en marcha proporciona impulso para generar aceleración. La aceleración hace dos cosas: te acelera para que llegues a tu destino más rápido, o te frena para que no choques con otra cosa. La aceleración también tiene una ventaja adicional: si puede acelerar a 9.8 m / s, eso es 1 gy los pasajeros experimentan una gravedad similar a la Tierra sin introducir una física imaginaria donde los humanos puedan manipular la gravedad (si eso fuera posible, el viaje espacial sería completamente experiencia diferente).

Hollywood no es conocido por su precisión científica.

Tienes razón. Enciende los motores cuando quiere cambiar lo que está haciendo. La única vez que esto se hizo bien fue en el programa de televisión Babylon 5. Ah, y también en 2001.