Насколько реалистично в фильмах показаны звездолеты
Все зависит от того, какие фильмы вы имели в виду в своем вопросе. И какие технологии передвижения подразумеваются в конкретном фантастическом произведении. Разберем каноничный пример вроде бы совершенно нереалистичного полета — «Тысячелетний Сокол» Хана Соло уходит от погони в поясе астероидов («Звездные Войны. Эпизод V: Империя наносит ответный удар»). Из повседневной жизни мы знаем, что объекты, имеющие массу (инерцию), стремятся продолжать прямолинейное движение. Но космический корабль харизматичного контрабандиста вертится в пространстве так, будто лишен этого обременительного свойства.
Вспомним то, что мы видели ранее в фильме: «Тысячелетний сокол» садится на брюхо и поднимается в воздух из этого же положения без видимой работы каких-либо двигателей. Следовательно, у него на борту есть устройство, каким-то образом компенсирующее если не всю, то подавляющую часть массы. Тогда любые эволюции звездолета в пространстве могут осуществляться даже незаметными глазу воздействиями. А ярко светящаяся полоса в корме — это некий маршевый двигатель, разгоняющий корабль до сверхсветовых скоростей.
Если принять за факт, что «Тысячелетний сокол» не имеет инерции, все его поведение на экране становится правдоподобным. Опустим тот факт, что такая компенсация массы невозможна даже теоретически. Логичным становится и «мотание» экипажа в кабине, явно не соответствующее тем перегрузкам, которые любые объекты на борту должны испытывать — просто фантастическое устройство не может компенсировать все массы сразу и полностью. Вполне реалистично, ведь идеально эффективной техники не бывает. Правда, не очень ясно, за счет чего «Тысячелетний сокол» меняет направление своего движения — но мы не обязательно должны это видеть, чуть подробнее об этом смотрите в конце нашей заметки. Существует множество очень достоверных фильмов, где описаны технологии сегодняшнего или завтрашнего дня (легко предсказуемые на основании нынешних достижений). Например:
«Марсианин» — межпланетный корабль не может взять и вернуться за оставшимся членом экипажа, тому придется ждать товарищей больше года. У корабля на доступных нам технологиях даже теоретически не может хватить рабочего тела, чтобы взять и развернуться на 180 градусов. Это потребует (с учетом возвращения на прежнюю траекторию после спасения «потеряшки»), многократного увеличения доступной характеристической скорости (и на порядки большего количества доступного топлива).
«Интерстеллар» — несмотря на множество фантастических допущений и явно бесконечное количество доступного топлива, именно маневрирование кораблей в пространстве показано практически идеально.
«Человек на Луне» и «Аполлон 13» — странно было бы, покажи биографические картины о героях программы «Аполлон» полеты с грубыми ошибками. Неточности есть, но они настолько незначительные, что картины смело можно считать практически документальными в том, что касается техники. В контексте данного вопроса особенно примечателен момент в начале «Человека на Луне», где Армстронг управляет ракетопланом X-15 — он переходит из аэродинамического полета в маневрирование реактивными газовыми двигателями.
Что касается реальности в целом, то, да, вектор тяги приходится менять. Точнее — вектор скорости, путем создания тяги, которая формирует вектор импульса, который, в свою очередь, есть помноженная на скорость масса, и вот уже эта скорость векторно складывается с имеющейся у аппарата на момент начала маневра. Если рассматривать все пертурбации космических кораблей именно так, через геометрию, становится очевидно колоссальное количество требуемой энергии. Например, просто чтобы «повернуть» на 90 градусов без использования воздействия других небесных тел, потребуется затратить вдвое больше характеристической скорости, чем ушло на запуск! Количество необходимого для этого топлива рассчитывается исходя из массы аппарата и эффективности двигателей.
В космонавтике используется несколько комбинаций устройств для маневрирования. На той технике, которая не предназначена для длительного функционирования и обладает значительным удлинением для эффективного рычага (верхние ступени некоторых ракет), чаще всего поворачивается сопло или маршевый двигатель целиком. Долгоживущие космические аппараты используют двигатели ориентации и маховики (гиродины), чтобы повернуться относительно центра своих масс в пространстве и направить сопло маршевого или маневрового двигателя в нужном направлении. Кстати говоря, если не знать, куда смотреть, работу маневровых устройств можно запросто не заметить. Продукты работы двигателей малой тяги мгновенно кристаллизируются и затем сублимируют, они видны, как почти прозрачные облачка. А маховики вообще снаружи себя проявляют лишь изменением положения корабля или станции в пространстве.
