En Gravity, ¿son plausibles las mecánicas orbitales de los desechos espaciales? [cerrado]

No es muy plausible, la verdad. Las órbitas de los diversos satélites que tenemos arriba son muy diferentes. Si un satélite explotara, no cambiaría mucho su órbita, por lo que no sería un gran peligro para los otros satélites. Recuerdo haber leído un artículo después de ver la película, es bastante interesante.

aquí está

De todos modos, citaré lo que es relevante para su pregunta:

Phil Plait: Los escombros se alejarán de una explosión y cada pequeña pieza permanecerá más o menos en la misma órbita. Obtienes una nube de escombros, pero con el tiempo, se expande. Por lo general, no es tan malo de inmediato porque los satélites se colocan específicamente en órbitas que son diferentes de otros satélites.

También:

Phil Plait : Los tres objetos, el Hubble, la ISS, la estación china, están en tres órbitas completamente diferentes. No es solo que estén en diferentes alturas, las órbitas tienen diferentes formas. Está inclinado, como dos hula hoops, uno dentro del otro y luego inclinado en ángulo.
Leroy Chiao : Es probable que los planos orbitales ni siquiera estén alineados conjuntamente, por lo que están en órbitas y altitudes totalmente diferentes.

Sin embargo, usted desea ignorar esto. Bien, entonces, en ese caso, es perfectamente plausible que dos cuerpos estén en la misma órbita con un período de 'reunión' de 90 minutos. Lo que determina tu altura orbital es básicamente solo tu velocidad . El radio orbital es inversamente proporcional a la velocidad al cuadrado.

Básicamente, si dos cuerpos están en la misma órbita (velocidad angular opuesta), tendrán la misma velocidad. Lo que significa que se reunirán cada media rotación y que su período de tiempo de revolución es en realidad de 180 minutos. De todos modos, sí, es plausible.
No creas que tenemos cuerpos en la misma órbita en direcciones opuestas en este momento. Eso sería demasiado propenso a los accidentes, ¿verdad? Sin embargo, el escenario real se menciona en el artículo. :)

tl; dr: es posible , pero no con la ubicación probable de los satélites actuales.

Puede tener dos formas de tener interacciones regulares en órbitas: diferentes inclinaciones y diferentes excentricidades.

• La inclinación es el ángulo vertical fuera del plano de referencia:

Imagen

http://en.wikipedia.org/wiki/Inclinación_orbital

Puede ver el "nodo ascendente" en esta imagen: él y su "nodo descendente" complementario son los dos puntos en los que se alinean las órbitas. Si las altitudes de las órbitas son las mismas en esos nodos, y la estación y los desechos llegan al nodo al mismo tiempo, interactuarán regularmente. Cualquier órbita que tenga las mismas altitudes en esos dos puntos tendrá altitudes casi idénticas en cualquier momento, por lo que sus órbitas tomarán el mismo tiempo y permanecerán sincronizadas.

Sin embargo, incluso si esto le sucediera a la ISS, el tiempo está fuera de lugar, ya que la ISS orbita la Tierra cada ~ 93 minutos, por lo que las colisiones de escombros ocurrirían cada 46 minutos (una vez en cada nodo).

• La excentricidad es cuán circular o elíptica es una órbita. Las órbitas con excentricidad cercana a 0 son muy circulares, las órbitas con excentricidad menor que uno son algo elípticas y las órbitas con excentricidad >= 1 son parabólicas o hiperbólicas, lo que significa que el cuerpo en órbita escapará y nunca regresará.

http://en.wikipedia.org/wiki/Excentricidad_orbital

Si dos órbitas se alinean en algún punto, y la excentricidad de una hace que su período orbital sea un múltiplo (llamémoslo n) del período orbital de la otra, entonces chocarán entre sí en todas las nórbitas. Por ejemplo, la ISS se encuentra en una órbita muy circular con un período de órbita de ~ 93 minutos. Si los desechos estuvieran en una órbita excéntrica más pequeña con un período de (por ejemplo), la mitad del de la ISS, se encontrarían entre sí cada 93 minutos, porque cada segunda órbita de los desechos los pondría en el mismo lugar al mismo tiempo que la ISS.

SIN EMBARGO, todas estas situaciones son altamente improbables. Las órbitas, su altitud, inclinación y excentricidad, se eligen con mucho cuidado en función de su propósito. El propósito de la ISS es poder recibir servicio desde la mayor cantidad posible de países con viajes espaciales, lo que requiere que sea lo suficientemente baja como para moverse rápido y brindar a todos muchas ventanas de lanzamiento. La mayoría de los satélites intentan tomar fotografías o mediciones muy precisas, por lo que estarán en una órbita de altitud mucho mayor para tener una velocidad radial más lenta (si miran hacia abajo) o estar más aislados de nuestra atmósfera y, por lo tanto, durar más ( bien en general). Es muy poco probable que haya una estación lo suficientemente cerca de la ISS para causar los efectos que se ven en la película, pero es posible.

He estado reflexionando sobre esto y leyendo también. He encontrado útil comparar diferentes escenarios. Primero, los "hechos" tal como se presentan en la película:

1. Los escombros golpean el sitio del Hubble/Shuttle, la ISS y Tiangong ("los tres orbitadores" de ahora en adelante), en secuencia (mi impresión desde los ángulos de la cámara es que también son golpeados en ese orden)
2. Suena cada 90 minutos.
3. El Hubble/Shuttle, la ISS y el Tiangong se encuentran en la misma trayectoria orbital y parecen prácticamente inmóviles entre sí.

¿OK? Escenarios:

1. Los escombros siguen el mismo camino orbital que los tres orbitadores, pero más rápido. [Imposible: si orbitara más rápido, sería en una órbita más alta, al final de. Lo mismo para una órbita más lenta - más baja]
2. Los desechos son (de alguna manera) estacionarios, es decir, no están en órbita y los tres orbitadores se acercan al campo de desechos en cada órbita. [Imposible: si no están en órbita, los escombros serían atraídos hacia la Tierra a aproximadamente 1G y desaparecerían hace mucho tiempo en el próximo viaje de los tres orbitadores]
3. Los escombros están orbitando en el mismo camino, pero en la dirección opuesta a los tres orbitadores. [Mental: sería un poco loco hacer eso en primer lugar, suponiendo que el campo de escombros tenga aproximadamente el mismo impulso que el satélite que lo generó. Aparte de eso, la ISS tiene un período orbital de unos 90 minutos, por lo que el campo golpearía cada 45 minutos en este escenario. También tendría una velocidad de cierre de aproximadamente 32,000 mph; literalmente, no sabrían qué los golpeó. Ciertamente no estarían "viendo" el enfoque del campo de escombros]
4. Una versión semiplausible de los eventos a la que puedo llegar es que los escombros están en una órbita elíptica ligeramente esotérica, que está sintonizada de modo que su perigeo se cruza con los tres orbitadores. En el perigeo, se movería a su máxima velocidad, por lo que podría "alcanzarlos" y violentar sus barcos.
5. De lo contrario, una órbita inclinada que se cruce con la de ellos, o esto en combinación con una ligera elíptica para evitar el problema de encontrar dos veces cada órbita. El problema con esto es el hecho de que golpea a los tres orbitadores, por lo que tendría que ser realmente ancho, pero lo suficientemente denso para parecer que lo hizo y causar estragos.

Gravedad.

El escenario de la película Gravity no es plausible. Cualquier objeto golpeado por un misil explosivo se extendería tanto vertical como horizontalmente muy rápidamente. El impulso y la fuerza explosiva del misil provocarían esto a los pocos segundos del impacto. Además, la física orbital predeciría que las cantidades efectivamente aleatorias de momento impartidas a cada pieza de escombros por el misil harían que estas piezas cambiaran radicalmente su órbita desde la órbita original del satélite destruido. La película muestra los escombros viajando en la misma órbita que la estación espacial en una formación cerrada, y esto debe ser exactamente en la dirección opuesta para que la física funcione. Si algo fuera destruido por un explosivo en la superficie de la tierra y todas las piezas volaran exactamente en la misma dirección a la misma velocidad, sería sorprendente por decir lo menos.