ExoMars: ESA's Mars lander crashed and destroyed on the Red Planet
Az Európai Űrügynökség ExoMars űrhajója jelenleg egy égi autópályán halad, nyolc napig a Vörös Bolygó felé tartó hét hónapos útjára. Tudjuk, hogy október 19-én lesz a Marson, de hol lesz egy hónap? Vagy július negyedik? A helyszín számomra kiszámíthatónak tűnt.Tekintettel az űrhajó gyorsulási idejére, a menetsebességre és a Mars-tól való indulásra, úgy gondoltam, hogy néhány számot elrepedhetnék. Ez volt - tudom, most - tiszta hubris. A rakéta-tudomány egy kulturális tapintat, egy klisé, még egy okból is.
Ezt találtam egy űrhajó megtalálásakor.
Az űr autópályák nem olyanok, mint a földi utak, Michael Khan, Ph.D., az ESA missziós elemző irodájának égi mechanikus szakértője elmagyarázta, amikor megkérdeztem az ExoMars elhelyezésére vonatkozó tanácsát. Ha van egy dolog, amit szem előtt kell tartanunk, azt mondja, hogy ez: Nincsenek egyenes vonalak az űrben. Egy szépen írt e-mailben elmagyarázta, hogy miért kell mindent megtanulnunk, hogy egy görbén haladjunk - és miért van az űrutazás jövője végtelenül bonyolultabb, mint gondolnánk.
Ahelyett, hogy megpróbálná összefoglalni a magyarázatát, az alábbiakban beillesztem, mert szép.
Attól tartok, hogy az égi mechanika, amely az űrben (természetes vagy ember által előállított) pályák pályájának kiszámításán alapuló tudomány, kicsit másképp működik, mint amilyennek feltételezi.
A földközi-tengeri átmenet a Földről egy másik bolygón (ebben az esetben a Mars) nem egy olyan egyenes vonalú repülés kérdése, amely egy adott körutazási sebességgel rendelkezik, mint egy repülőgép a Földön, vagy olyan hajó, amely az óceánon halad át, bizonyos irányú változások az adott útvonalpontokban. Ez nem így működik a Naprendszerben. Mivel ez nem így működik, úgy gondolom, hogy nem lesz egyszerű (vagy akár lehetséges) egyszerű, durva és kész számítások készítése arra vonatkozóan, hogy hol lesz az ExoMars.
Alapvetően Isaac Newton és Johannes Kepler évszázadokkal ezelőtt tárgyalták a tárgy űrbe való repülését. Egy kicsit leegyszerűsítek: a Föld és a Mars olyan pályákon mozog, amelyek többé-kevésbé körkörösek (a Mars számára ez nem egészen igaz, de az indítók számára működik). Most van a Föld pályája, egy széles kör a Nap körül, és a Mars pályája, még szélesebb kör, melynek középpontjában a Nap is van.
Az ExoMars által követett átviteli pálya ellipszis. Ahol ez az ellipszis a legközelebb van a Naphoz, a Föld pályáját horzsolja. Ahol a legtávolabb van a Sub-től, a Mars pályáját megrázza. Az űrhajó ebből a legalacsonyabb pontból a legtávolabbi pontra repül. Elérte az ellipszist, amit a proton M rakéta hatalmas fellendülésével jutott el, amelyet az ExoMars elindítására használtak, olyan magasan és gyorsan dobva, hogy az űrhajó ténylegesen elhagyja a Föld gravitációt a megfelelő sebességgel és irányba, hogy megfeleljen a szükséges átviteli ellipszisnek a Marsra. Ezen a ponton (a Föld menekülése) az ExoMars meglehetősen gyorsabb volt, mint a Föld a Nap körül.
Ezen átviteli ellipszis esetén az ExoMars sebessége folyamatosan csökken. Ahhoz, hogy megértsük, miért van így, képzelj el egy órajelet, ahogy az inga felugrik, lassabban és lassabban mozog. Ez azért van, mert kétféle energia létezik: potenciális energia (= magasság energia) és kinetikus energia (= mozgásenergia). Az űrhajó pályája egy bizonyos teljes energiával rendelkezik. Ezt a hordozó indította. Ez az energia nem nő. Olyan, mint a zsebpénz vagy a fizetés, csak meg kell tennünk.
Ha a rakéta nem kapott elég energiát, az ExoMars pályája nem jutott volna el a Mars pályájához. Ezzel ellentétben, ha a rakéta túl sok energiát adott volna, az űrhajó pályája túlmutatna a Mars pályán. Tehát pontosan a megfelelő mennyiségű energiát akartuk (és megkaptuk), nem túl kevés, de nem túl sok. Ez különbözik a zsebpénztől vagy a fizetéstől, ahol túl sok határozottan jobb, mint a túl kevés.
Most, az elliptikus transzfernél, az űrhajó a Nap felé halad a Mars pályára, a Nap pedig az űrhajóhoz tartja a gravitációját. Tehát, ahogy az ExoMars mászik, a magassága növekszik. Ezért a mozgási energiának csökkentenie kell. A teljes energia ugyanaz marad. Tehát a Marsba való járatában az ExoMars folyamatosan lassabb és lassabb.
A transzfer kiszámításához az egyik dolog, amit feltétlenül figyelembe kell venni, a gravitációs vonzás a napon keresztül. Vannak más hatások is, mint például a napsugárzókra nehezedő kis fénynyomás és a Naprendszer bolygói súlya, és természetesen minden alkalommal figyelembe kell vennünk az ExoMars fedélzeti rakétamotorjait, hogy megváltoztassuk a pályát. De mindez sokkal kevésbé hatásos, mint a napsugárzás.
Lényegében egy számítógépet használunk az űrhajó pályájának kiszámításához, figyelembe véve minden olyan tényezőt, amely befolyásolja a pályát, és azt is mérhetjük, hogy az űrhajó milyen, és milyen gyorsan utazik attól az időponttól kezdve, amikor a jelek a Földről a Föld felé haladnak. űrhajó és hát, valamint a jel frekvenciája idővel változik.
Egy későbbi e-mailben hozzáadta:
A legfontosabb dolog, amit lát, az, hogy az ExoMars pálya, mint az űrben lévő összes pálya, egyértelműen ívelt. Nincsenek egyenes vonalak az űrben. Miután olyan testek vannak, amelyeknek tömegük van, mint pl. A csillagok és a bolygók, gravitációval rendelkezel, és a gravitáció jelenlétében minden görbékre repül. A görbék természetesek, nem egyenesek. A Földtől a Marsig futó ívelt vörös vonal után kb. Fél milliárd kilométer.
Hogyan használtam a Texting Advice App Nattr-et, hogy megoldhassam az előfeltételes társkereső válságot
Voltál már valaha a szavak elvesztésében, amikor válaszolt egy szöveges üzenetre? Természetesen van. Napjainkban gyakori kérdés, hogy a telefonra meredt, és nem képes egy fontos szövegre adott megfelelő vagy szellemes válaszra gondolni. Természetesen sokkal kényelmesebb, ha egy barátjával van, aki ...
Uber azt mutatja, hogy a rendőrségi lövések után támogatják a társadalmi igazságosságot
Azok a keresők, akik Uber-t haza péntek este éjfél után egy rövid élettel teli éjszaka után szembesültek, szembesülnek a lovagló társaságtól, hogy tájékoztassák a felhasználókat arról, hogy az alkalmazás nem áll rendelkezésre pontosan egy percig, mint a szolidaritás megmutatása az áldozatokkal szemben. a legutóbbi lövések három c ...
A „Batman v Superman” R-értékű vágása több igazságszolgáltatási bajnokságot jelent, Jena Malone
Két és fél óra múlva, Batman v. Superman: Dawn of Justice a Zack Snyder-ről hosszú film. És mégis, a film Blu-ray és DVD lemezeken való megjelenése esetén még több lesz a már sötét és szörnyű DC szuperhős film R-besorolású változata. De mi lesz pontosan ...