Küsimus:
Millistel asjaoludel peaks kosmoseaparaadist välja kukkunud objekt selle kosmoselaeva ümber tiirlema?
Danubian Sailor
2013-07-18 01:34:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Stanislaw Lemi ühes novellis heidab peategelane Ijon Tichy kogemata oma kosmoselaevalt välja sealihatüki ja sellest sealihast saab kosmoselaeva satelliit, põhjustades ühe tähe varjutuse regulaarselt.

Kuigi teoreetiliselt on see võimalik, siis millistel tingimustel oleks midagi sellist võimalik? Isegi kui kosmoselaeva mass oleks väga suur, peaks objekt sellest lahkuma väga väikese suhtelise kiirusega, kuid kui vähe see peaks olema? Ja kui ohtlikud sellised satelliidid oleksid? Nad oleksid tüütud, sest häiriksid vaatlusi veidi, kuid kas sellisel juhul on veel mõni muu oht?

Kas see pole veel üks küsimus, kas see on teema kosmoseuuringud vs füüsika?
Ma esitasin füüsika kohta sarnase küsimuse juba varem, objektid on liiga väikesed, et selle tiirlemiseks peaks see olema meeletult lähedal, kuni nad on peaaegu eristamatud eraldi üksustena. Küsimus, mille esitasin, oli seotud bowlingupallide ja täringutega kosmoses. See oli siiski vestluses, mitte tegelik küsimus
Häbi on see küsimus teemaväline - minu arvates on see üsna huvitav. Ma arvan, et küsimuse esimene osa (mis jaguneb järgmiselt: "Kas objektil on võimalik orbiiti kosmoseaparaadi ümber rajada", sobib ilmselt paremini saidile [physics.se]. Kui vastus on jah, siis teine ​​küsimus ("Milliseid ohtusid võivad sellised satelliidid kujutada kosmoseaparaadile") võib siin olla rohkem teema. Kuid see peaks ilmselt olema rohkem kohandatud konkreetsele reaalsele kosmoseaparaadile või kosmoseaparaatide klassile, kuna olen kindel, et mõned neist võivad kehvemaid mõjusid kehitada kui teised.
Kaks vastused:
#1
+16
Rody Oldenhuis
2013-07-18 02:43:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Et objekt A oleks gravitatsiooniliselt seotud teise kehaga B , mis tiirleb ümber suurema keha C , A peab olema keha B mäe kera sees. b> tugev>, C ja massitu A .

Nii et kontseptsioon ei kehti nii, nagu see on, kuid kasutame seda ikkagi, eeldades, et kogu ISS on kokku surutud väikeseks homogeense tihedusega keraks, nii tihedaks kui selle materjalid võimaldavad. Võttes näiteks selle "idealiseeritud" ISSi, kehtivad järgmised numbrid:

  • mass: umbes 450 000 kg
  • kõrgus: vahemikus 435 km kuni 330 km.
  • Maa keskmise raadiusega 6371 km tähendab see
    • pool-suurtelge 6753,5 km
    • orbiidi ekstsentrilisust 0,0078

Siis, kasutades Maa massiks 5,972e24 kg, on ISS-i mäe kera raadius umbes 2 meetrit.

Mäe sfäär on täielikum määratlus mõjusfäärist, mis on piirkond ruumis, kus keha B raskusjõud domineerib keha C üle. ISS-i jaoks on mõjusfäär on umbes 15 cm.

Nii et arvestades neid numbreid ja teades, et see on tõsi gravitatsiooniväli, on tunduvalt keerulisem kui lihtsalt see väike idealiseeritud sfäär, on ISS-i orbiidil üsna võimatu. Nagu AlanSE märkis, võite panna asjad näivatesse orbiitidesse, kuid need on tavaliselt ainult mööduvad ja lakkavad ISS-i lähedal olemisest pärast mõnikümmend sellist "orbiiti". Teine võimalus sellest aru saada on kolme keha probleemi, eriti Lagrange'i punktide tuletamist. Märkimisväärne on see, et mäe sfäär on piirkond, kus on orbiidi stabiilsus (diferentsiaalvõrrandite faasiruumis, st mitte taevased orbiidid), see tähendab keha, mis algab just väljaspool mäge sfäär näitab lahknevat orbiidi käitumist, samas kui kehad, mis algavad just mäe sfääri sees, näitavad stabiilset või lähenevat orbiiti.

Asjad muutuvad, kui ISS paigutatakse sügavasse interalaktilisse ruumi, kaugele taevakehast. Põhimõtteliselt on kõigi nende kaugete allikate segadused täiesti tühised ja ISS domineeriks gravitatsiooniliselt kosmoses laias piirkonnas, muutes selle orbiidid võimalikuks. Ärge oodake, et need orbiidid oleksid kiired ; Ma pole numbreid jooksnud, kuid eeldan, et kõik, mis on visatud kiiremini kui mõni mm / s, liigub juba ISS-i põgenemiskiirusest kaugemale. Samuti ärge eeldage, et need orbiidid asuvad kuskil Keplerianuse lähedal; nagu mainisin, ei ole ISS-i massjaotus ligilähedaseltki korrapärane ja seega lähevad selle orbiidid ka kenadest koonusekujulistest lõikudest oluliselt kõrvale.

#2
+11
AlanSE
2013-07-18 01:51:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Satelliidi tavapärases tähenduses on see vale. Siinkohal kahel väga mõjuval põhjusel.

  1. Kosmoselaeva GM-termin on nii väike, et isegi väikseimgi liigutuse korral asetatakse peekon väljapoole põgenemiskiirust
  2. Isegi kui kosmoselaev kui need olid SUURED, muutub see Newtoni kahurikuulide probleemiks, kus see rändab tagasi täpselt oma vabastamiskohta.

On väga selline ümmargune liikumine, mida võib siiski täheldada. Matemaatilise eripära jaoks leiate piisava käsitluse siit:

https://physics.stackexchange.com/questions/24816/what-exactly-is-the-microgravity-field-in-orbit b> Üks võimalus seda näha on täiendavate elliptiliste orbiitide läbimine. Kosmoselaev saavutab oma orbiidi kõrge punkti Maa ümber, kui peekon saavutab oma orbiidi madalaima punkti ja vastupidi. See on orbitaalmehaanika peen detail, mida nad võivad justkui üksteise ümber tantsida.

See pole siiski „tõeline“ orbiit ja orbiidi mikrogravitatsiooniväljal on väga ainulaadsed omadused. Alustuseks ei ole kaks objekti omavahel seotud - aja jooksul võivad nad järjest suurema vahemaaga üksteisest hõljuda. Samuti võivad objektid vahetada tagasi ja neljandaks lihtsalt ühes suunas, kui orbiidid üksteist ületavad. Neil on selle kohta ISS-is videoid.

Samuti kehtiks Newtoni kahurikuulide probleem. Kui andsite ISS-i mutrivõtmele mutrivõtme, võib see teie juurde tagasi pöörduda 90 minuti jooksul - ühe orbiidi jaoks kulunud aeg. Vabastusliikumine, et käivitada see ISS-i ümber ringikujuliselt, eeldaks kõigepealt selle eraldamist.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...