Film memainkan peran penting dalam merangsang imajinasi kita pada topik masa depan umat manusia, dan ini paling jelas dalam bidang perjalanan ruang angkasa. Selama beberapa tahun terakhir, film-film seperti Interstellar, Mars, dan Gravity telah membantu kita membayangkan apa yang akan terjadi di masa depan, tetapi pada saat yang sama meninggalkan pertanyaan tentang seberapa akurat film-film ini. Saya mendapat pertanyaan ini dari Troy Stewart:
Saya dan istri saya menonton Gravity di malam hari dan melihat apa yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Pertanyaannya adalah mengapa, ketika George melepaskan file yang kencang, ketika mereka menggantung di ruang angkasa, ia terbang menjauh? Memang, pada saat ini beratnya sama dan tidak berperan. Sang istri percaya bahwa mereka mengambang di ruang angkasa dengan kecepatan yang berbeda karena perbedaan massa. Saya percaya bahwa massa hanya berperan ketika berusaha mengubah arah. Jadi mengapa George terbang, melepaskan kaitannya dari dirinya sendiri?
Dan gambar ini.
Dalam adegan ini, dua astronot terbang melewati Stasiun Luar Angkasa Internasional dalam upaya putus asa untuk mencapainya. Ada salah satu modul Soyuz dengan parasut yang dipicu. Ryan Stone (Sandra Bullock) dan Matt Kowalski (George Clooney) mencoba untuk berpegang teguh padanya. Keduanya gagal, tetapi Stone menempel pada garis parasut dengan kakinya dan memegang Kowalski. Mereka melihat bahwa kabelnya tidak akan tahan untuk mereka berdua, jadi Kowalski melepas kaitan dan perlahan-lahan melayang jauh ke angkasa, jauh dari Batu dan stasiun ruang angkasa.
Tetapi dengan skenario ini, ada satu masalah yang dijelaskan oleh Troy. Rupanya, itu bertentangan dengan hukum pertama Newton.
Hukum pertama Newton dapat disebut hukum fisika tertua yang diketahui umat manusia: benda yang diam menjaga perdamaian, dan benda bergerak mempertahankan arah dan kecepatan gerakannya jika kekuatan eksternal tidak menindakinya. Setelah Stone dan Kowalski menangkap garis parasut, itu diregangkan dan tidak lagi diregangkan, mereka harus bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama. Pada pandangan pertama, tidak ada alasan bagi mereka untuk menarik sling - mereka bergerak dengan kecepatan konstan, tanpa akselerasi, yang berarti tidak ada daya. Tapi tetap saja, Kowalski terbang setelah terlepas.
Intinya adalah bahwa kekuatan eksternal bekerja di sini. Ada gaya gravitasi Bumi, misalnya. Ada efek kecil, tetapi tidak dapat diabaikan, dari atmosfer yang dijernihkan (oleh karena itu, satelit dalam orbit rendah harus dinaikkan secara berkala, jika tidak mereka akan meninggalkan orbitnya dan terbakar di atmosfer). Stasiun Luar Angkasa Internasional jauh lebih masif daripada Stone atau Kowalski, sehingga lebih rentan terhadap gravitasi. Tetapi ini tidak menjadi masalah, karena hukum ketiga Newton, yang menyatakan bahwa F = ma, mengatakan bahwa percepatan ISS, Stone dan Kowalski harus sama, bahkan dengan massa yang berbeda.
Efek dari atmosfer juga merupakan pertanyaan yang menarik. Itu tergantung pada kepadatan objek, luas permukaan dan ukurannya. Untuk alasan ini, jika Galileo benar-benar membuat percobaan menjatuhkan dua bola dengan massa berbeda dan ukuran yang sama dari menara miring di Pisa, ia akan menemukan bahwa bola yang lebih berat terbang ke tanah lebih cepat: dibandingkan dengan bola yang beratnya 5 kg, bola yang beratnya 500 g akan mengalami hanya 10% dari daya tarik tetapi 22% dari hambatan udara! Objek yang lebih ringan dan kurang padat daripada ISS - misalnya, seorang pria - akan mengalami gaya tarik lebih dari atmosfer, dan karenanya ia akan melambat lebih aktif ketika berada di orbit.
Tetapi ini tidak cukup untuk apa yang terjadi dalam film. Kepadatan udara di ISS sangat rendah sehingga perlu berbulan-bulan bagi Kowalski untuk merobek ke satu sisi. Itu bisa saja dikirim ke sisi pesawat ruang angkasa dengan brengsek sederhana di atas kabel, dan ini akan mengabaikan seluruh episode.
Tetapi sesuatu, jika kita menganggap poster film itu sebagai kebenaran, kita tidak memperhitungkannya. Bagaimana jika kita tidak menganggap kabel sebagai sistem linier, tetapi perhatikan bahwa ada sudut-sudut dalam pengaturan objek?
Kowalski jelas terletak pada sudut ke Batu, yang terletak pada sudut ke ISS. Apa yang bisa mengarah pada situasi seperti itu di ruang angkasa? Rotasi pesawat ruang angkasa! Ini dapat disebabkan bahkan oleh rotasi kecil yang disebabkan oleh peluncuran atau tabrakan baru-baru ini (seperti yang terjadi dalam film) yang terjadi di tempat mana pun kecuali pusat massa ISS. Jika Anda pernah memutar bola pada seutas tali lalu memotongnya, Anda tahu bahwa bola itu terbang dalam garis lurus.
Di ruang angkasa, rotasi seperti itu bisa sangat lambat. Begitu lambat sehingga hampir tidak dapat dirasakan saat menonton sebuah episode. Tapi itu mungkin cukup untuk:
• Jaga agar kabel tetap kencang.
• Memberikan risiko bahwa massa di ujung kabel dapat merobeknya.
• Jika berat pada akhirnya dilepaskan (Kowalski melepaskan kabel), itu akan menjauh karena inersia.
Jadi, Troy, Anda benar, beberapa jenis akselerasi diperlukan untuk menarik kabel, berisiko merusaknya, dan juga memindahkan Kowalski ketika ia melepaskan kabel, menjauh dari stasiun. Akselerasi ini dapat disebabkan oleh kekuatan eksternal yang menyebabkan perubahan kecepatan Anda, atau oleh gerakan rotasi yang menyebabkan perubahan arah. Berdasarkan apa yang saya lihat di film, saya memilih perubahan arah: kecil, tetapi cukup untuk menyebabkan efek yang ditunjukkan dalam film.
Mungkin saya tidak menonton film seperti yang dilakukan kebanyakan ilmuwan. Saya tidak mencari kekurangan atau plot lubang, saya tidak mengatakan: "
ini tidak mungkin !". Saya mencoba mendamaikan apa yang terjadi dengan kemungkinan-kemungkinan yang disediakan oleh hukum fisika, dan di sini saya menemukan opsi seperti itu. Rotasi juga memainkan peran besar dalam film The Martian; ada satu saat ketika saya ingin berteriak pada Matt Damon, yang menyodok lubang di lengan baju luarnya - saya tidak bisa mengerti mengapa dia tidak mendekatkannya ke pusat massanya untuk mengendalikan penerbangan dengan lebih baik!
Akibatnya, astronot berpengalaman seperti Kowalski dapat mencoba membuat satu brengsek yang kuat untuk lebih dekat ke stasiun, jika saja rotasinya tidak lebih besar dari apa yang dilihat dalam film, maka manuver seperti itu tidak mungkin. Tetapi percepatan dalam bentuk apa pun adalah satu-satunya alasan mengapa astronot, yang tidak digantung, akan mulai terbang menjauh. Jadi harus ada penjelasan untuk efek seperti itu. Nah, atau pembuat film hanya memutuskan bahwa plot, sejarah dan kesudahan lebih penting daripada sains, dan mereka hanya menunggu kemunculan ahli astrofisika yang tidak terlalu pemilih, yang akan memberikan penjelasan yang cocok untuk semua yang terjadi!