Am mers în căutarea probelor ExoMars și am găsit adevărul despre autostrăzile din spațiu

$config[ads_kvadrat] not found

Am mers cu submarinul??❤️

Am mers cu submarinul??❤️
Anonim

Navele spațiale ExoMars ale Agenției Spațiale Europene se deplasează în prezent pe o autostradă celeste, opt zile în călătoria sa de șapte luni către Planeta Roșie. Știm că se va ateriza pe Marte pe 19 octombrie, dar unde va fi într-o lună? Sau în 4 iulie? Locația lui părea calculabilă pentru mine.Având în vedere timpul de accelerație al navei spațiale, viteza de croazieră și distanța de la lansarea lui Marte, m-am gândit că aș putea să cronotez câteva cifre. Asta a fost - știu acum - pură hubris. Știința rachetelor este o piatră de temelie culturală, un eveniment cliseu, pentru un motiv.

Am aflat acest lucru în timp ce încercam să găsesc o navă spațială.

Autostrăzile spațiale nu sunt ca șoselele terestre, a explicat Michael Khan, un expert în mecanica cerească la Biroul de analiză a misiunilor ESA, când i-am cerut sfatul despre localizarea lui ExoMars. Dacă există un lucru pe care să-l țineți minte, spune el, este acesta: Nu există linii drepte în spațiu. Într-un e-mail frumos scris, el a explicat de ce trebuie să învățăm să conducem pe o curbă - și de ce viitorul călătoriei spațiale este infinit mai complicat decât credem noi.

Mai degrabă decât încercarea de a rezuma explicația lui, o voi lipi mai jos pentru că este frumoasă.

Mă tem că mecanica cerească, care este știința care stă la baza calculului traiectoriilor orbitelor din spațiu (naturale sau făcute de om), funcționează puțin diferit de ceea ce pare să presupui.

Un transfer interplanetar de pe Pământ către o altă planetă (în acest caz, Marte) nu este o chestiune de a zbura pe o linie dreaptă, cu o viteză de croazieră datată ca o aeronavă pe Pământ sau ca o navă care croiază prin ocean, cu unele schimbări în direcția punctelor de parcurs date. Nu este așa cum funcționează în sistemul solar. Pentru ca nu functioneaza asa, nu cred ca va fi simplu (sau chiar posibil) sa facem calcule simple, aspre si gata cu privire la locul in care ExoMars va fi la acea ora.

Practic, legile naturii care guvernează zborul unui obiect prin spațiu au fost în urmă cu secole de către Isaac Newton și Johannes Kepler. Voi simplifica doar un pic: Pământul și Marte se deplasează pe orbite care sunt mai mult sau mai puțin circulare (pentru Marte, acest lucru nu este adevărat, dar acesta funcționează pentru început). Acum avem orbita Pamantului, un cerc larg in jurul Soarelui si orbita Marte, un cerc si mai larg, care are si Soarele in centrul sau.

Traiectoria de transfer urmată de ExoMars este o elipsă. În cazul în care această elipsă este cea mai apropiată de Soare, ea pătrunde pe orbita Pământului. Unde este cel mai îndepărtat de Sub, acesta găsește orbita pe Marte. Nava spațială zboară de la cel mai de jos punct până la cel mai îndepărtat punct. Ea a atins elipsa prin impulsul enorm impus de racheta protonului M care a fost folosit pentru a lansa ExoMars, aruncându-l atât de înalt și rapid încât nava spațială părăsește gravitatea Pământului doar cu viteza și direcția potrivită pentru a satisface elipsa de transfer necesară către Marte. În acest moment (evadarea Pământului), ExoMars a fost destul de puțin mai rapid decât Pământul pe orbita sa în jurul Soarelui.

Pe această elipsă de transfer, viteza lui ExoMars va scădea continuu. Pentru a înțelege de ce este așa, imaginați-vă un pendul de ceas, pe măsură ce pendulul se învârte, se mișcă mai încet și mai lent. Acest lucru se datorează faptului că există două tipuri de energie: energia potențială (= energia înălțimii) și energia cinetică (= energia mișcării). Orbita navei spațiale are o anumită energie totală. Acest lucru a fost dat de lansator. Această energie nu crește. Este ca banii de buzunar sau un salariu, trebuie doar să-l facem ultima.

Dacă racheta nu ar fi dat suficientă energie, orbita lui ExoMars nu ar fi ajuns la orbita Marte. Dimpotrivă, dacă racheta ar fi dat prea multă energie, orbita navei spațiale ar fi depășit orbita pe Marte. Așadar, am vrut (și am obținut) exact cantitatea potrivită de energie, nu prea puțin, dar nu prea mult. Acest lucru este diferit de banii de buzunar sau de un salariu, în cazul în care prea mult cu siguranta este mai bine decât prea puțin.

Acum, pe transferul eliptic, nava spațială care urcă dinspre Soare spre orbita Martelui, iar Soarele se reține până la nava spațială cu gravitatea ei. Deoarece ExoMars urcă, crește înălțimea sa. Prin urmare, energia mișcării trebuie să scadă. Energia totală rămâne aceeași. Deci, în zborul său spre Marte, ExoMars continuu devine mai lent și mai lent.

Pentru a calcula transferul, este absolut necesar să se ia în considerare atracția gravitațională prin soare. Există și alte efecte, cum ar fi presiunea foarte mică a luminii asupra magistralelor solare și gravitatea planetelor din sistemul solar și bineînțeles că trebuie să ținem cont de fiecare dată când folosim motoarele de tip rachetă la bordul ExoMars pentru a schimba orbita. Dar toate acestea au un efect mult mai mic decât gravitația solară.

În esență, folosim un calculator pentru a calcula traiectoria navei spațiale ținând cont de toți factorii care afectează traiectoria și putem măsura de asemenea unde nava spațială este și cât de repede se deplasează de la momentul în care semnalele o ia pentru a călători de la Pământ la nava spate și înapoi și de modul în care frecvența semnalului se schimbă în timp.

Într-un mesaj ulterior, el a adăugat:

Cel mai important lucru pe care îl vedeți este că traiectoria ExoMars, ca toate traiectoriile din spațiu, este clar curbată. Nu există linii drepte în spațiu. Odată ce aveți corpuri care au masă, cum ar fi stelele și planetele, aveți gravitate și, în prezența gravitației, totul va acoperi curbele. Curbele sunt naturale, liniile drepte nu sunt. Distanța acoperită de linia roșie curbată de pe Pământ la Marte este de aproximativ 500 de milioane de kilometri, pentru a pune această perspectivă. Peste un miliard de kilometri.

$config[ads_kvadrat] not found