Las películas juegan un papel crucial en estimular nuestra imaginación sobre el tema del futuro de la humanidad, y esto es más evidente en el campo de los viajes espaciales. En los últimos años, películas como Interstellar, Martian y Gravity nos han ayudado a imaginar lo que será posible en el futuro, pero al mismo tiempo han dejado dudas sobre la precisión de estas películas. Recibí esta pregunta de Troy Stewart:
Mi esposa y yo vimos Gravity por la noche y vimos lo que se muestra en la imagen a continuación. La pregunta es ¿por qué, cuando George suelta el archivo tenso, cuando cuelgan en el espacio, se va volando? De hecho, en este momento el peso es el mismo y no juega un papel. La esposa cree que están flotando en el espacio a diferentes velocidades debido a la diferencia en las masas. Creo que la masa juega un papel solo cuando se trata de cambiar de dirección. Entonces, ¿por qué George se va volando, desenganchándose?
Y esta foto.
En esta escena, dos astronautas pasan volando por la Estación Espacial Internacional en un intento desesperado por alcanzarla. Hay uno de los módulos Soyuz con un paracaídas activado. Ryan Stone (Sandra Bullock) y Matt Kowalski (George Clooney) están tratando de aferrarse a él. Ambos fallan, pero Stone se aferra a la línea de paracaídas con su pie y sostiene a Kowalski. Ven que el cable no los sostendrá a los dos, por lo que Kowalski se desengancha y flota lentamente hacia el espacio, lejos de Stone y la estación espacial.
Pero con este escenario, hay un problema descrito por Troya. Aparentemente, contradice la primera ley de Newton.
La primera ley de Newton se puede llamar la ley de física más antigua conocida por la humanidad: los objetos en reposo mantienen la paz y los objetos en movimiento mantienen su dirección y velocidad de movimiento si las fuerzas externas no actúan sobre ellos. Después de que Stone y Kowalski atraparan la línea de paracaídas, se estiraba y ya no se estiraba, debían moverse a la misma velocidad y en la misma dirección. A primera vista, ni siquiera hay razón para que tiren de la honda: se movieron a una velocidad constante, sin aceleración, lo que significa que no hay potencia. Pero aún así, Kowalski vuela después de desacoplar.
La conclusión es que las fuerzas externas trabajan aquí. Hay una fuerza de gravedad de la Tierra, por ejemplo. Hay un efecto pequeño, pero no despreciable, de la atmósfera enrarecida (por lo tanto, los satélites en órbitas bajas deben elevarse periódicamente, de lo contrario dejarán sus órbitas y se quemarán en la atmósfera). La Estación Espacial Internacional es mucho más masiva que Stone o Kowalski, por lo que es más propensa a la gravedad. Pero esto no debería importar, ya que la tercera ley de Newton, que establece que F = ma, dice que las aceleraciones de la ISS, Stone y Kowalski deberían ser las mismas, incluso con diferentes masas.
El efecto de la atmósfera también es una pregunta interesante. Depende de la densidad del objeto, su superficie y tamaño. Por esta razón, si Galileo realmente preparó su experimento para lanzar dos bolas de masas diferentes y del mismo tamaño desde una torre inclinada en Pisa, descubriría que una bola más pesada voló al suelo más rápido: en comparación con una bola que pesa 5 kg, una bola que pesa ¡500 g habrían experimentado solo el 10% de la atracción pero el 22% de la resistencia del aire! Un objeto más ligero y menos denso que la ISS, por ejemplo, un hombre, experimentará más fuerza de tracción de la atmósfera y, por lo tanto, se ralentizará más activamente cuando esté en órbita.
Pero esto no es suficiente para lo que está sucediendo en la película. La densidad del aire en la EEI es tan baja que Kowalski tardaría meses en desgarrarse. Podría haber sido enviado al costado de la nave espacial con un simple tirón sobre el cable, y esto habría descontado todo el episodio.
Pero algo, si consideramos el cartel de la película como la verdad, no lo tomamos en cuenta. ¿Qué sucede si no consideramos el cable como un sistema lineal, pero observamos que hay esquinas en la disposición de los objetos?
Obviamente, Kowalski está ubicado en ángulo con respecto a Stone, que está ubicado en ángulo con respecto a la EEI. ¿Qué podría conducir a tal situación en el espacio? La rotación de la nave espacial! Esto puede ser causado incluso por una pequeña rotación causada por un reciente lanzamiento o colisión (como sucede en la película) que ocurrió en cualquier lugar, excepto el centro de masa de la EEI. Si alguna vez giró una pelota con una cuerda y luego la cortó, sabrá que la pelota se va volando en línea recta.
En el espacio, dicha rotación puede ser muy lenta. Tan lento que apenas se puede percibir al ver un episodio. Pero puede ser suficiente para:
• Mantenga el cable tenso.
• Proporcione un riesgo de que la masa al final del cable pueda rasgarlo.
• Si se libera el peso al final (Kowalski suelta el cable), se alejará debido a la inercia.
Entonces, Troy, tienes razón, es necesario algún tipo de aceleración para tirar del cable, arriesgarse a romperlo y también mover a Kowalski cuando suelte el cable, lejos de la estación. Esta aceleración puede ser causada por una fuerza externa que causa un cambio en su velocidad, o por un movimiento de rotación que causa un cambio de dirección. Basado en lo que vi en la película, elijo un cambio de dirección: pequeño, pero suficiente para causar el efecto que se muestra en la película.
Quizás no veo películas como la mayoría de los científicos. No busco fallas ni agujeros en la trama, no digo: "¡
esto es imposible !". Estoy tratando de conciliar lo que está sucediendo con las posibilidades proporcionadas por las leyes de la física, y aquí encontré esa opción. La rotación también jugó un papel importante en la película The Martian; Hubo un momento en que quise gritarle a Matt Damon, quien hizo un agujero en la manga de su traje espacial. ¡No podía entender por qué no lo mantenía más cerca de su centro de masa para controlar mejor el vuelo!
Como resultado, un astronauta tan experimentado como Kowalski podría intentar hacer un poderoso tirón para acercarse a la estación, si solo su rotación no fuera mayor de lo que se vio en la película, entonces tal maniobra sería imposible. Pero la aceleración de cualquier tipo es la única razón por la cual el astronauta, desenganchado, comenzaría a volar. Entonces debería haber una explicación para tal efecto. Bueno, o los cineastas simplemente decidieron que la trama, la historia y el desenlace son más importantes que la ciencia, ¡y simplemente esperaron la aparición de un astrofísico no particularmente exigente, que daría una explicación adecuada de todo lo que sucede!