Ancora Nolan e Crowley si sono occupati della progettazione delle tre navicelle utilizzate nel film, con l'ambizione di creare qualcosa di tecnologicamente avanzato ma allo stesso tempo facilmente riconoscibile.

Il materiale analizzato, fonte d'ispirazione per i due cineasti, prevedeva numerose ore di documentari IMAX sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), sopralluoghi sul complesso dello SpaceX (l'azienda statunitense che con i lanciatori Falcon ha inaugurato il trasporto spaziale privato) e lo studio della navetta spaziale Endeavour, oggi conservata al California Science Center.

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La prima a nascere è stata la Ranger. La navetta è stata precedentemente progettata e stampata in 3D, mentre un team di scultori ha successivamente apportato ulteriori piccoli dettagli al telaio, ai motori e al carrello di atterraggio sotto la diretta supervisione del regista.

Opposta alla Ranger, veloce e sinuosa, la Lander era invece massiccia e adatta al lavoro sporco. Crowley l'ha definita come "un pesante aereo cargo russo". Adibita al trasporto di carichi tra la navicella madre e la superficie, è dotata di una cabina di pilotaggio molto stretta, necessaria per far posto al carico, con i sedili degli astronauti che riuscivano a ruotare di 360°.

Sia la Ranger che la Lander avevano due compiti diversi, ma entrambe si adattavano alla navicella madre, l'Endurance, progettata partendo da alcuni blocchi acrilici combinati in diversi modi, fino ad arrivare alla riconoscibile forma geometrica circolare formata da 12 moduli.

L'Endurance appare infatti come una grande ruota segmentata, con un deciso mozzo centrale, capace di girare cinque volte al minuto per generare il necessario 1G di gravità attraverso la forza centripeta.

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Ognuno dei 12 moduli, collegati tra loro attraverso un pavimento ricurvo continuo, aveva uno scopo ben preciso: quattro erano i motori, quattro contenevano le zone per l'equipaggio (ambiente vivibile, cabina di pilotaggio, criogenia, laboratorio medico) e le ultime quattro venivano utilizzate per l'atterraggio e l'installazione sulla superficie di un pianeta.

I modelli finali delle due navicelle, costruite da Crowley insieme a un team di artigiani altamente qualificato, erano costituiti da acciaio e polistirolo, con la Ranger e la Lander lunghe rispettivamente 14 e 15 metri.

Parti delle navecelle sono state trasportate nei teatri di posa presso gli Studios Sony e montati su Waldo, un giunto cardanico a sei assi collegato a un sistema di controllo che permetteva all'operatore di manipolare il movimento con un altissimo grado di stabilità e precisione.

Un sistema talmente flessibile e robusto allo stesso tempo, che ha consentito a Nolan di montare una telecamera IMAX anche all'interno delle navicelle, utilizzando invece camere più piccole montate sui caschi e sui corpi degli attori.

L'intero sistema, creato a grandezza naturale - anche se in sezione - e mosso attraverso Waldo ha consentito al regista di evitare l'utilizzo di green screen, piazzando invece sullo sfondo delle incisioni raffiguranti lo spazio e delle piastre per la diffusione della luce, oltre a veri modelli di razzi per la simulazione di bagliori e artefatti particolari.

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Le "miniature" finali prevedevano diverse soluzioni in larga scala, compresa una in scala 1/15 del modulo circolare dell'Endurance lungo ben 7 metri e un modello pirotecnico di una porzione di navicella costruito in scala 1/5.

Tra i modelli più grandi citiamo invece un segmento dell'Endurance, lungo ben 60 metri, appoggiato su un giunto cardanico di 150 metri montato su tre punte di snodo, in grado di inclinare la struttura di 180 gradi per simulare le sequenze del volo spaziale.

All'esterno di questo modello, uno schermo gigante con due proiettori allineati e coordinati creava una singola immagine, riflettendo all'interno della navicella le luci che illuminavano l'ambiente e i volti degli attori. Immagini sincronizzate con lo scorrere del tempo nel ciak, proiettate anche attraverso l'ausilio di più proiettori sostenuti da carrelli elevatori per un peso complessivo di più di 500 chili.