仿客

兩位航天員陷入生死一線的危險(xiǎn)境地。當(dāng)失去了連接空間飛行器的繩索，這片宇宙是如此浩瀚，無邊無際……2013年上映的電影《地心引力》，是近年來描述太空活動(dòng)最詳細(xì)、觀影效果最逼真的科幻影片.其技術(shù)與內(nèi)涵都頗為可觀，特別是對(duì)宇宙空間的展示.主角在太空中掙扎求生的漂流，在強(qiáng)大的視聽特效下震撼人心。筆者將細(xì)細(xì)剖析這部難得一見的太空科幻電影，為你解說銀幕上太空之旅的真實(shí)與虛幻

About the Film

寂靜的太空中，兩名航天員在“哈勃”望遠(yuǎn)鏡上輕盈地移動(dòng)，耳機(jī)里傳來地面指揮中心的對(duì)話，他們是斯通博士和經(jīng)驗(yàn)豐富的航天員科沃斯基，正在維修“哈勃”望遠(yuǎn)鏡的通信裝置。這本來應(yīng)該是一個(gè)一帆風(fēng)順的太空任務(wù)，沒想到，因?yàn)橐活w人造衛(wèi)星被擊毀，它產(chǎn)生的大量碎片在環(huán)繞地球的軌道中呼嘯而來，將斯通和科沃斯基卷入了碎片風(fēng)暴中，尖銳的碎片摧枯拉朽般地?fù)魵Э臻g飛行器、割裂繩索，讓

Real Stary

算一算軌道高度

在影片中，當(dāng)“哈勃”望遠(yuǎn)鏡被衛(wèi)星碎片摧毀，兩位主角就開始在太空中奔走于各個(gè)空間飛行器之間——從“哈勃”望遠(yuǎn)鏡墜入太空，又回到“哥倫比亞號(hào)”航天飛機(jī)，再到國(guó)際空間站，最后到達(dá)中國(guó)的“天宮一號(hào)”空間站，其間還遭遇了第二次碎片襲擊。那么，要看懂這段情節(jié)，我們需要計(jì)算一下空間飛行器的軌道高度。

下面是一組數(shù)據(jù)：“哈勃”望遠(yuǎn)鏡，軌道高度589千米；國(guó)際空間站，軌道高度347～360千米：“天宮一號(hào)”，運(yùn)行軌道高度382千米、工作軌道高度343千米。它們的軌道周期大致為95～97分鐘不等。

瞧，這幾個(gè)空間飛行器的軌道高度差距為3～129千米，而且它們還擁有完全不同的軌道平面、軌道周期。按照國(guó)際規(guī)定，所有飛行器的理論最近距離都不得小于120千米——相當(dāng)于汽車在高速公路上奔馳一個(gè)小時(shí)的路程。然而咱們的主角靠小小的噴氣背包，沒花多少時(shí)間就跨越了幾個(gè)空間飛行器，讓人懷疑他們路上是不是偷偷搭了便車。

事實(shí)上，正因?yàn)椤肮蓖h(yuǎn)鏡和國(guó)際空間站的軌道高度有巨大差距，令航天員在緊急狀況下缺少安全的避難場(chǎng)所，美國(guó)國(guó)家航空航天局認(rèn)為，以載人太空任務(wù)去維修“哈勃”望遠(yuǎn)鏡是不合情理的危險(xiǎn)任務(wù)，早在2008年進(jìn)行過一次大型維護(hù)之后，就已暫時(shí)中止對(duì)“哈勃”望遠(yuǎn)鏡的維護(hù)了。

算一算飛行路程

在了解了飛行器之間可怕的距離之后，我們可以進(jìn)一步了解，在茫茫太空之中，兩個(gè)渺小的人造飛行器要會(huì)合是多么艱難。

影片里災(zāi)難的起因是人造衛(wèi)星被擊毀，那么就以中國(guó)曾經(jīng)進(jìn)行過的擊毀報(bào)廢衛(wèi)星的試驗(yàn)來做例子分析吧。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了中國(guó)在航天科技的先進(jìn)水平，因?yàn)橐业讲⒋輾б粋€(gè)太空飛行器，難度實(shí)在太大了。

雖然在電影中，那些空間飛行器似乎是靜止的，但事實(shí)上它們都在以每秒7千米左右的極高速度繞地球飛行，否則就會(huì)在地球引力的作用下落入大氣層。一個(gè)衛(wèi)星包括展開的太陽能電池帆板在內(nèi)，不過幾十米長(zhǎng)度，以如此高速運(yùn)動(dòng)，即使是每秒能捕捉7000多幀畫面的高速攝影機(jī)，也只能在運(yùn)氣極好的情況下拍到一個(gè)非常模糊的影子。世界各航天大國(guó)的很多衛(wèi)星，由于在發(fā)射入軌時(shí)出現(xiàn)問題，就再也找不到了。

假設(shè)我們運(yùn)氣極好地使用非常先進(jìn)的探測(cè)儀器找到了這顆衛(wèi)星，直接飛過去也是不行的——因?yàn)樗恢痹谶\(yùn)動(dòng)。我們必須通過它之前的運(yùn)行軌跡來解算出它下一步要到達(dá)的位置，然后尋找到一個(gè)剛好可以會(huì)合的點(diǎn)。

回到電影中兩位航天員身上，雖然各國(guó)都會(huì)對(duì)空間飛行器的軌跡進(jìn)行預(yù)先推算，但倉(cāng)促之下，他們不太可能獲得這套數(shù)據(jù)。在與地面指揮中心斷絕聯(lián)絡(luò)的情況下，科沃斯基如何掐指一算，知道這些會(huì)合點(diǎn)的呢？

假設(shè)他們知道會(huì)合點(diǎn)，但是宇宙實(shí)在太大，沒有肉眼能借助的參照物（觀星確認(rèn)位置顯然是誤差極大的），只能憑運(yùn)氣，而且在太空中難以掌握身體平衡，所以根本無法對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。中國(guó)實(shí)驗(yàn)中打擊衛(wèi)星的那枚導(dǎo)彈，應(yīng)該是通過自帶的姿態(tài)控制儀器（陀螺平臺(tái)），同時(shí)與地面或者其他通信衛(wèi)星聯(lián)系，確認(rèn)并調(diào)整自己的姿態(tài)，飛向衛(wèi)星的會(huì)合點(diǎn)的。然而在電影里，主角們通過肉眼觀察來向空間飛行器靠近，要知道，即使以最小間隔120千米計(jì)算，如果出發(fā)時(shí)偏了1度，最終會(huì)偏差約2千米。更何況在地球引力的作用下，太空飛行幾乎不可能走直線，更可能是一條接近橢圓的弧線。

最終，主角們憑借噴氣背包，在數(shù)小時(shí)之內(nèi)穿梭在不同的軌道高度之間，迅猛地追逐高速運(yùn)動(dòng)的空間飛行器，他們與其會(huì)合的相對(duì)速度將大到驚人。

所以，別以為在太空中能隨便串門啊，要知道，航天工作者們得多么努力，才能成功完成太空交會(huì)對(duì)接任務(wù)呀！