Kelionės kvietimas

Kelionės kvietimas

Valerija Sirota
"Quantic" № 10, 2016

Pradėti Žiūrėkite pabaigą "Quantum" numeriu 11, 2016.

– Nori skristi į Saturną? Su Venu ir Jupiteriu span. Jums yra laisvos vietos. Tiesiog nepamirškite, laikas baigsis – pradėkite po 5 metų. Bet tada palauk šiek tiek ilgiau: 4 metus – ir ten!

Hmm, per 5 metus, galbūt, galite susitikti … Ir 4 metus kelyje – ar tai daug ar šiek tiek? Apskaičiuosime … Nuo Žemės iki Saulės 150 milijonų kilometrų (šis atstumas astronomijoje vadinamas astronomijos vienetas ir žymimas 1 AU). Nuo Saulės iki Saturno – 1400 milijonų km, tai beveik 10 AU. Taigi, trumpiausias atstumas nuo Žemės iki Saturno tiesia linija – kai jie yra vienoje Saulės pusėje – 1250 mln. Km. Tarkime, kad galėtume vairuoti automobilį greičiu 100 km / h. Tada – 12,5 milijono valandų … Kiek valandų per metus? 365 · 24 yra maždaug toks pat, kaip 360 · 25 = 360 · 100: 4 = 9000. Taigi eik pas mus (12,5 milijono valandų): (9000 valandų per metus) ≈ 1400 metų … Oi! Geriau plokštumoje, jis plaukioja 1000 km per valandą, 10 kartų greičiau … Bet kokiu atveju – 140 metų paaiškėja …

Ne, sustok. Ką lėktuvas turi tai padaryti? Mes skrisime erdvėlaivyje! Bet tai parašyta knygose: skristi toli nuo Žemės, reikia sukurti 11,2 km / s greitį – tai vadinama antroji erdvė. Su šiuo greičiu mes skrisime (1250 mln. Km): (11,2 km / s) ≈ 100 mln. Apie 3 · 10 per metus7 = 30 mln. S1, todėl (100 mln. s): (30 mln. s per metus) ≈ 3 metai. Tai dar vienas dalykas! Taigi galite skristi!

1 klausimas. Kodėl antrasis kosminis greitis tikrai neturi nieko bendro su juo?

Ir beje, koks yra antrasis kosminis greitis? Jei iš žemės paviršiaus išmetame akmenuką, jis skris į viršų 5 ar 10 metrų, tada sustok ir atleisk. Žinoma, Žemė pritraukia jį, stabdžiai – ir jis neturi pakankamai spartos, kad įveiktų savo trauką. Pavyzdžiui, jei jūs mesti sunkiau, šaudykite ginklą – sviedinys pakyla aukštesnė, bet vis tiek ne itin didelė – ne daugiau kaip 50 kilometrų, o tada sustok ir atleisk. Taigi, antrasis kosminis greitis – tai greitis, nuo kurio reikia išmesti akmenukus iš Žemės, kad "būtų pakankamai greito", kad įveiktų trauką ir nuskubtų. Tačiau, kol jis skrenda, Žemė lėtina jį, o ten, toli nuo Žemės, jis skris lėtai jau! Mes galime pasakyti, kad, plaukdamas labai toli, jis sustos. Taigi, kokiu greičiu mes skrisime į Saturną, tai priklauso tik nuo to kiek mūsų "pradinis" greitis bus daugiau antroji erdvė.

Ir ant žemės, beje, nėra tokio šautuvo, kad tokį didelį greitį leistų šaudyti – 11,2 km / s – apie 40 tūkstančių.km / valanda! Dėl šios priežasties skrydžiai į kosmosą buvo neįmanomi, kol jie nesukūrė reaktyvinių variklių. Raketa neturi būti išmesta vienu metu su dideliu jėga, ji savaime pritraukia greitį, degina ir "išmeta" degalus. Jei pažvelgsite į kosminio aparato paleidimo šaudymą, pamatysite, kad iš pradžių nėra didelio greičio (o ne kažko, kad antroji erdvė). Ir gauti greitį, įveikti sunkumą ir įdėti į orbitą – net ir aplink Žemę! – maža kosminė transporto priemonė, tiek didelės raketų stadijos su degalais išleidžiamos. Ir tada palydovas jau plaukioja inercija, neįskaitant variklių.

Tačiau norint pasiekti Saturną nepakanka įveikti gravitaciją – taip pat turime įveikti saulę! Ir atstumas nuo saulės, taip pat, kai iš žemės išimamas išmestas akmuo, greitis sumažės – norint išlaikyti pastovią jėgą, būtina laikyti variklius visą laiką, to nepakanka.

Taigi, paleidimo raketa perkelia erdvėlaivį į reikiamą orbitą, pagreitindama ją varikliams; kai suvartojamas kuras, raketos etapai po vieną nukristi,ir galų gale lieka tik nedidelis prietaisas su mažu kuro "manevru", kuris jau skrenda inertišku būdu, išjungia variklį, o greitis mažėja, kai juda nuo saulės … Beje, jis plaukioja ne tiesia linija, bet kaip ir visos planetos, kometos ir apskritai viskas Saulės sistemoje – palei elipsės lanką2.

Kodėl ne tiesia linija? Galų gale būtų galima skristi tiesiai nuo saulės? Kadangi kovojant už greitį mes naudojame labai galingo sąjungininko – mūsų pačios planetos – pagalbą. Ji juda aplink Saulę esant 30 km / s greičiui – ir su jais visi mes ir mūsų erdvėlaiviai! Šis greitis nukreiptas palei Žemės orbitą "Saulės kryptimi"; norint tiksliai skristi iš Saulės, mes turėtume užgesinti šį greitį ir kur mes esame … Tai daug geriau, priešingai, jį naudoti, pridedant prie jo savo variklių pasiektą greitį. Todėl yra labiausiai naudinga nukreipti erdvėlaivius ta pačia kryptimi, kaip ir "Žemės".3.

Bet jei taip sunku patekti į Saturną – kodėl skristi kelyje į Jupiterį ir ypač į Venusą, kuris paprastai yra "klaidingoje pusėje"? Tačiau Jupiterui skraidė visi erdvėlaiviai, kurie kada nors pasiekė Saturno orbitą.Pasirodo, kad ne tik interesų labui tai atidžiai pažvelgti. Be Jupiterio pagalbos mes vargu ar net pasieksime Saturną. Skrydis į jį ne ilgėja, bet sutrumpina kelionę, nes tai padeda mums paspartinti! (Žemiau pavaizduotas paveikslas – ne mastelis – kosminio laivo paleidimas iš Žemės ir gravitacinis pagreitis Jupiteryje.) Pagalvokite, kaip tai vyksta? Atsakymas ir šio pasakojimo pabaiga bus paskelbti kitame numeryje.

***

Viename iš šių numerių "Quantica" eisime į ekspediciją prie Saulės sistemos planetų. Bet kai eisi bet kokioje kelionėje, jums reikia geriau pasiruošti ir įsivaizduoti maršrutą! Todėl siūlome iki šiol atlikti "laboratorinius darbus" ir išspręsti kelias planetų problemas, į kurias pirmiausia aplankysime.

Laboratorinis darbas

Lentelėje parodytos skirtingos Saulės sistemos planetų charakteristikos. Pabandykite piešti ar padaryti skalė Saulės sistemos modelis: vienas, kuriame visi atstumai ir dydžiai mažinami tiek pat kiek kartų.

(Tai turės būti padaryta gatvėje! Jei nesugebėsite išlaikyti visų proporcijų, "paaukok" planetų dydį: geriau, kad jie būtų neproporcingi, bet atstumai bus "teisingi".Jums nereikia visiškai pritraukti orbitos: galite pasirinkti modelį, kai visi planetai yra netoli vienos tiesios linijos.) Saulės spindulys yra apie 700 tūkstančių km.

Užduotys

1. Gyvsidabris daro vieną apsisukimą per Saulę per 88 Žemės dienas, o laikas, kai jis sukasi aplink ašies – gyvsidabrio diena – yra 58 Žemės dienos = 2/3 Mercurijos metų. Kiek laiko šioje planetos pusiauje trunka vieną dieną, tai yra saulė spindi? Kiek praeina naktis? Gyvsidabis sukasi (tiek aplink Saulę, tiek aplink ašį) prieš laikrodžio rodyklę, o abiejų sukimosi ašys yra tos pačios krypties (tai yra, pusiaujo plokštuma sutampa su orbitos plokštuma). Apsvarstykite apykaitinę orbitą.

Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: