Rejse Invitation

Rejse Invitation

Valeria Sirota
"Quantic" №10, 2016

Start. Se slutningen i "Quantum" nummer 11, 2016.

– Vil du flyve til Saturnus? Med et spændvidde af Venus og Jupiter. For dig er der ledig plads. Bare husk, tiden løber ud – start om 5 år. Men vent lidt lidt: 4 år – og der!

Hmm, om 5 år kan du måske komme sammen … Og 4 år på vejen – er det meget eller lidt? Lad os estimere … Fra jorden til solen 150 millioner km (denne afstand i astronomi kaldes astronomiske enhed og betegnet med 1 AU). Fra Solen til Saturn – 1400 millioner km, det er næsten 10 AU. Så den korteste afstand fra Jorden til Saturn i en lige linje – når de er på den ene side af Solen – 1250 millioner km. Antag, at vi ville køre bil med en hastighed på 100 km / t. Så – 12,5 millioner timer … Hvor mange timer om året? 365 · 24 er omtrent det samme som 360 · 25 = 360 · 100: 4 = 9000. Så gå til os (12.5 millioner timer): (9000 timer om året) ≈ 1400 år … Åh! Bedre på flyet flyver det 1000 km i timen, 10 gange hurtigere … Anyway – 140 år viser det sig …

Nej, stop. Hvad har flyet at gøre med det? Vi vil flyve på et rumskib! Men det er skrevet i bøgerne: at flyve langt fra Jorden, du skal udvikle en hastighed på 11,2 km / s – det hedder andet rum. Med denne hastighed vil vi flyve (1250 millioner km): (11,2 km / s) ≈ 100 millioner s. Ca. 3 · 10 om året7 = 30 millioner s1Derfor (100 millioner s): (30 millioner s / år) ≈ 3 år. Dette er en anden ting! Så du kan flyve!

Spørgsmål 1. Hvorfor er den anden kosmiske hastighed virkelig ikke noget at gøre med det?

Og forresten, hvad er den anden kosmiske hastighed? Hvis vi smider en sten fra jordens overflade, vil den flyve opad med 5 eller 10 meter, og så stoppe og falde tilbage. Selvfølgelig tiltrækker Jorden ham, bremser – og han har ikke nok fart til at overvinde sin tiltrækning. Hvis du kaster hårdere, for eksempel skyder en kanon – projektilet vil stige højere, men stadig ikke meget højt – maksimalt 50 kilometer, og derefter stoppe og falde tilbage. Så den anden kosmiske er den hastighed, hvormed det er nødvendigt at kaste småsten fra Jorden for at "have tilstrækkelig fart" til at overvinde attraktion og flyve væk. Men mens han flyver væk, sænker jorden ham ned, og der langt væk fra jorden, vil han flyve meget langsomt allerede! Vi kan sige, at han flyver meget langt væk, han stopper. Så ved hvilken hastighed flyver vi til Saturn, det afhænger bare af så vidt som vores "start" -hastighed vil være større andet rum.

Og på jorden forresten er der ingen sådan pistol at give projektilet en så stor fart – faktisk 11,2 km / s ≈ 40 tusind.km / time! På grund af dette var fly i rummet umuligt, indtil de kom op med brugen af ​​jetfremdrivning. En raket behøver ikke kastes på en gang med stor kraft, det er ved at få fart i sig selv, brændende og "smide" brændstoftet ned. Hvis man ser på skydningen af ​​lanceringen af ​​et rumfartøj, vil man se, at der i starten ikke er nogen høj hastighed (og ikke noget som det andet rum). Og for at få fart, overvinde tyngdekraften og sat i omløb – selv lige rundt om jorden! – Lille rumfartøjer, der bruges både store raketfaser med brændstof. Og så flyver satellitten allerede ved inerti, ikke med motorerne.

Men for at nå Saturn er det ikke nok at overvinde tyngdekraften – vi må også overvinde solen! Og i en afstand fra Solen, såvel som når en kastet sten fjernes fra Jorden, vil hastigheden falde – for at holde det konstant, ville det være nødvendigt at holde motorerne hele tiden, der er ikke nok brændstof til dette.

Så lanceringen køretøjet tager rumfartøjet til den krævede kredsløb, accelerere det med sine motorer; når brændstof forbruges, raketfaser et efter en falder af,og i sidste ende er der kun meget lille enhed med en lille brændstof reserve "at manøvrere", som flyver af inerti, slukke motoren, og hastigheden falder som afstanden fra Solen … Og det flyver, ved den måde, ikke i en lige linje, og – som alle planeter, kometer og generelt alt i solsystemet – langs bue af en ellipse2.

Hvorfor ikke i en lige linje? Det ville trods alt være muligt at flyve strengt fra solen? Fordi vi i kampen for fart bruger hjælp fra en meget stærk allieret – vores egen planet. Den bevæger sig rundt om solen med en hastighed på 30 km / s – og med det hele os og vores rumskibe! Denne hastighed er rettet langs jordens kredsløb i retning af "fra solen"; For at kunne flyve præcis fra Solen, skulle vi slukke denne hastighed, og hvor vi er … Det er meget bedre, tværtimod at bruge det og tilføje det til vores egen hastighed nået af motorerne. Derfor er det mest fordelagtigt at styre rumfartøjet i samme retning som jorden flyver.3.

Men hvis det var så svært at komme til Saturnus – hvorfor flyve på vejen til Jupiter og især til Venus, som generelt er "på den forkerte side"? Men til Jupiter fløj alle rumfartøjer nogensinde for at nå Saturnus bane.Det viser sig ikke kun for interessens skyld at se nærmere på det. Uden hjælp fra Jupiter kunne vi næsten ikke nå Saturn. Flyvningen til det forlænger ikke, men forkorter rejsen, da det hjælper os med at accelerere! (Figuren nedenfor viser – ikke at skalere – lanceringen af ​​et rumfartøj fra Jorden og gravitationsacceleration på Jupiter.) Tænk på, hvordan dette sker? Svaret og slutningen af ​​denne historie vil vi offentliggøre i næste nummer.

***

I et af følgende tal "Quantica" vil vi tage en ekspedition til solens planeter. Men når du går på en rejse, skal du blive bedre forberedt på det og forestille ruten! Derfor foreslår vi at du laver et "laboratoriearbejde" hidtil og løser flere problemer omkring planeterne, som vi først vil besøge.

Laboratoriearbejde

Tabellen viser de forskellige egenskaber ved solens systemets planeter. Prøv at tegne eller lave skala Solsystem model: en hvor alle afstande og størrelser reduceres med samme antal gange.

(Dette skal gøres på gaden! Hvis du undlader at holde alle proportioner, "ofre" planets størrelse: det er bedre at lade dem være uforholdsmæssige, men afstande vil være "korrekte".Du behøver ikke tegne helt baner: Du kan vælge modellen, når alle planeter er placeret tæt på en lige linje.) Solens radius er ca. 700 tusind km.

opgaver

1. Kviksølv gør en revolution rundt om Solen på 88 jorddage, og den tid det roterer om aksen – kviksølvdag – er 58 jorddage = 2/3 af Mercurian-året. Hvor meget tid på ækvator på denne planet varer en dag, det vil sige solen skinner? Hvor længe varer natten? Kviksølv roterer (både rundt om solen og rundt om aksen) mod uret, og begge rotationsakser er i samme retning (det vil sige, at ækvatorialplanet falder sammen med kredsløbsplanet). Overvej et cirkulært kredsløb.

Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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