Análisis escena 4: rápel en la estación espacial
Nada más ver el capítulo escribí un tweet a Garrett Reisman que además de ser un astronauta muy admirado por mi es asesor científico de la serie. Garret es una persona muy cercana y divertida. Tuve oportunidad de hablar con él en mi último Starmus y me respondió amablemente a algunas preguntas (Sí, esa es mi táctica para conseguir dedicatorias y selfies, preparar unas preguntas que permitan lucirse al entrevistado sobre alguna de sus misiones o trabajos).
La escena del astronauta haciendo rapel por el brazo de la estación (además por el que tenía los tirantes sueltas para dar emoción) era… rara.
Pero vamos a empezar por lo más sencillo.
¿Te has fijado que al final de la escena se ve cómo una plancha de la estación se desprende y sale expulsada?
En la escena vemos a través de los ojos de Dani Stevens. Es decir, ¿Qué trayectoria vería un observador no inercial (que gira) de una pieza que se desprende de la estación?
Cuando la pieza se desprende del resto de la estación deja de participar del movimiento giratorio del conjunto. la velocidad inicial de la pieza es la velocidad instantánea que tenía en el momento de soltarse. Y esa sabemos calcularla si no te saltaste la sección de las fórmulas
La estación sigue girando pero la placa a partir de ese momento parte de una velocidad constante pues no hay fuerzas que cambien su velocidad para un observador fuera de la estación. Pero Dani está girando con la estación ya que se encuentra sobre ella. ¿Qué debería haber visto Dani?
Para visualizar que debería haber visto Dani he adaptado un applet de geogebra
Mi cuenta de WordPress no me deja incrustar el applet así que si quieres verlo funcionar tendrás que visitar este enlace.
Ahí podrás jugar modificando el radio de la estación, la velocidad de giro e incluso con la velocidad inicial de la plancha desprendida. El applet se inicia por defecto con una velocidad inicial de la plancha igual a la que le correspondería por su distancia al centro geométrico de giro.
En ese caso el resultado es éste
En rojo la trayectoria de la placa para el observador sobre la estación.
Bueno, me dirás, eso son matemáticas pero me gustaría verlo.
Así que me armé de paciencia y pensé cómo mostrar lo que hubiera visto el astronauta en su EVA. Lo primero que se me ocurrió es ir a un tiovivo con una cámara y soltar una plancha. Complicado.
Algo más sencillo….
Y se me ocurrió esto
La idea era sencilla: hago una superficie circular y pongo encima una cámara que gire solidariamente. De este modo tendré la visión de un astronauta sobre la estación espacial.
Solo necesitaba panel, varillas de madera y unas piezas para sujetar las varillas (calculé el ángulo de inclinación para que la cámara GoPro que debía colocar tuviera la visión completa de la base y con openscad las diseñé y las imprimí).
Ahora ya solo me faltaba algo para hacerlo girar. Pensé en un plato del Ikea que gira para ofrecer las salsas a los comensales pero lo estuve probando y giraba tóscamente.
Al final una mañana tuve una inspiración
Así que con ayuda, pues sujetar el invento y girar la manivela es imposible para una sola persona, y tras varios intentos os dejo el resultado.
Puse una cuenta esférica de un collar de mi hija sobre la tabla circular un poco separada del centro para que la fuerza centrífuga la empezara a mover (si la ponía en el centro justo se quedaría ahí eternamente). Tras varios intentos infructuosos (inclinación de la tabla, atascos del escurridor de lechugas, etc.) conseguí una buena toma grabada a alta velocidad (50 frames por segundo) para luego ralentizarle y apreciar mejor el movimiento.
Aunque el experimento no es exactamente igual que la escena de la película (aquí hay rozamiento entre la esfera y la madera) se aproxima bastante a la simulación realizada con GeoGebra.
Dani Stevens debería haber visto que la plancha salía expelida hacia el exterior de la estación (fuerza centrífuga) y realizando un movimiento espiral (logarítmica). Y no moverse hacia un lado como se ve en la escena.
Hay otra situación física imposible en la escena pero esa la dejaremos para un concurso en twitter. Si crees saber cuál es utiliza el hashtag #CoriolisRules.
Escena 5: Quien sostenga Mjolnir (martillo o llave carraca), si es digno, poseerá el poder de Thor
Dani Stevens resuelve la crisis cerrando manualmente la válvula del motor que está suministrando velocidad angular a la estación espacial.
Una vez llega a la zona más exterior del anillo se deja caer hacia el exterior. Saca su llave carraca y gira la tuerca de paso cerrando el paso del combustible por lo que el motor se apaga.
Aquí está la escena. Analízala atentamente y saca tus conclusiones.
No pases de página sin más. Vuelve a ver el vídeo anterior y piensa físicamente.
He visto cosas ... 