Čitalac Okavango pita: 

Povodom članka Elegantno, otmeno, veličanstveno

Poštovani, oprostite za off-topic, kopka me jedno aero - astronautičko pitanje, ne toliko vezano za ova fantastična sletanja koliko za kosmička sletanja kapsulama uopšte. Tiče se mehanike padobrana. Primetio sam naime da se padobrani koriste isključivo na visinama od par hiljada metara, ne više.

Gledam nešto ove njihove muke oko reentry procedura, njihovo manijakalno zaletanje u gustu atmosferu hipersoničnim brzinama, zapaljenu plazmu, toplotne štitove, pločice koje otpadaju i spaljene kapsule... Zar ne postoji neki normalniji pristup ovom problemu? Mora li se tako manijakalno uletati u gušće slojeve atmosfere? Ok, orbitalna brzina mi je jasna - 8 km/s i to je to. Kul. Postepeno povećanje gustine atmosfere sa smanjenjem visine. Kul.

Moje pitanje je - zašto ne koriste neku formu padobrana (ali ne štita na naduvavanje, pravog drog padobrana) koji bi na niskoj orbiti na ivici atmosfere jednostavno pustili van broda i čekali da se kupola polako napuni, raširi i zategne već na standardnim orbitalnim brzinama, napuni retkim molekulima vazduha i polako usporava kapsulu? Kako kapsuli postepeno smanjuje orbitalnu brzinu, smanjuje joj i visinu i sa porastom gustine povećava dreg i dalje postepeno smanjuje brzinu i visinu dok se ceo sistem iz horizontalnog ne okrene u vertikalni položaj i ne počne da služi kao normalni padobran. Bez cimanja, paljenja i lomljave. Imam osećaj da bi kupola sve vreme bila puna a dreg ne bi prelazio silu kidanja veza tokom celog spuštanja jer je sila drega direktno proporcionalna gustini vazduha a ona obrnuto proporcionalna brzini kojom putuju. Ili sam nešto pogrešno sklopio?

Možda bi neko od vas koji pišete za AM ili neko od upućenih čitalaca mogao da napiše jedan članak i da nas informiše. Da se ne motam dole oko zoološkog vrta i gnjavim nastavnike iz Drapšina ;)


 ODGOVOR  

1200px Apollo 17 LandingBy NASA/JSC - http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/apollo/apollo17/html/s72-55834.html, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7753779

Reponj 134
Danijel Reponj

Padobrani ne dolaze u obzir iz jednog jednostavnog razloga. Da bi se padobran uopće otvorio, mora postojati dovoljan atmosferski "pritisak" na padobran. Dovoljna gustoća zraka za otvaranje padobrana nalazi se tek u niskim slojevima atmosfere.

To se lijepo vidjelo kada je Felix Baumgartner iskočio iz svoje gondole nošene balonom. Njegov najveći problem je bio kako održati stabilnu putanju pada jer je postojala opasnost da ako upadne u nekontroliranu rotaciju, zbogom živote. Naime, na visinama iznad dvadesetak kilometara atmosfera je toliko rijetka da nema značajnog utjecaja na tijela koja se onuda kreću.

Iz tog razloga ni avioni ne mogu letjeti više, nema atmosfere koja bi stvarala uzgon na krilima aviona.

Kada bi svemirska letjelica otvorila padobran iznad toga, on bi bio obična krpa na užadi koja bi se na kraju toliko zapetljala da se kupola padobrana nikada ne bi mogla napuhati i otvoriti.

NASA je godinama testirala različite verzije padobrana za potrebe spuštanja Curiosityja na Mars dok nije pronašla onu koja je odradila posao kako treba. Iz tih razloga se padobrani koriste isključivo za završni dio spuštanja.

s71 43541

Danijel Reponj
Author: Danijel Reponj

Komentari   

Miki
0 #30 Miki 23-02-2018 11:19
Igore, dogovorićemo da je samo ostave u komori za izlazak napolje. Pa neka sama izađe kada neko bude išao napolje.
Prijavi administratoru
Igor1
0 #29 Igor1 23-02-2018 10:49
100e nisu problem, i ja dajem polovinu tako da imamo za lansiranje. Pored tog pracenja jos veci je problem to sto treba da platimo nekog gore da je baci ka zemlji za nas. Mislim da za to ima da nas oderu. 8)
Prijavi administratoru
Miki
0 #28 Miki 23-02-2018 10:12
Potpuno sam sigiran da bi napabirčili pare za lansiranje badminton loptice. Evo, dao bih ja pola. Problem bi imali sa kasnijim praćenjem mesta sletanja. :D
Prijavi administratoru
Okavango
0 #27 Okavango 23-02-2018 08:55
Koliko ono beše lansiranje jednog kilograma, jel' oko 20 000? 5 grama - 0.005 (iznenadilo me to, mislio sam da je više) x 20 000... Jel' ima neko 100e, vraćamo u akcijama firme :D
Prijavi administratoru
Miki
0 #26 Miki 22-02-2018 12:16
Na netu nađoh da je badminton loptica sa perima teška oko 5gr (0.005kg). Na visini ISS od 360km, imaće potencijalnu energiju od 18kJ, a pri brzini ISS od oko 28000km/h, imaće kinetičku energiju od oko 151kJ. Dakle, da se zaustavi na Zemlji, moraće negde da potroši skoro 170kJ energije. Opet po informacijama sa neta, to je jednako sagorevanju oko 0.1kg kvalitetnog uglja. Da li bi loptica preživela ovoliko energije, naravo zavisi koliko brzo bi se ona oslobađala. Ali iz NASA dijagrama vidimo da bi vrlo malo početno usporavanje dovelo do brzog propadanja u atmosferu, tako da b' ja rek'o da bi badminton loptica isparila prilikom povratka na Zemlju.
Primećujem da je kinetička energija daleko veća od potencijalne, pa bi tada moglo biti da ako bi krenula iz mirovanja, možda bi i preživela.
Ima li neko ideju kako ovo eksperimentalno da probamo? :P
Prijavi administratoru
Okavango
0 #25 Okavango 22-02-2018 09:52
Pa, čini mi se da definitivno raspolažemo sa više informacija nego na početku :) Očigledno je da formula koju treba pobediti nije ni malo naivna. Mada, isto tako mi se čini da mi svi zajedno ovde ne baratamo sa dovoljno podataka da bismo presudili u nekom definitivnom empirijskom smislu. Složio bih se sa Danijelom, mislim da će poslednju reč imati inovativni timovi kakvih je sve više, koji će raditi na naprednijim aerodinamičkim modelima, a imam i neki osećaj da će im meta biti upravo distorzija onog crnog dela grafika koji ste prikazali :)
Prijavi administratoru
Igor1
0 #24 Igor1 21-02-2018 00:43
Okavango, nije mi na pamet palo da je problem mogao da se opise u par reci nego smo morali da se raspisemo ovoliko. Zakon ocuvanja energije, prosto i jednostavno kaze, energija se ne može unistiti, niti ni iz cega stvoriti, vec moze samo prelaziti iz jednog oblika u drugi. Telo u orbiti nesumnjivo ima kineticku enegriju i da bi se dovelo u stanje mirovanja na zemlji ta energija se mora prevesti u drugi oblik. Ili cemo paliti rakete i time raketno gorivo (hemijski oblik energije) pretvarati u kretanje, ili ce se kineticka energija trenjem pretvoriti u toplotnu. Posto ovo prvo iz ociglednih razloga otpada ostaje samo drugo resenje. :lol: Mozda postoji jos neko resenje ali mi ovog trenutka nista vise ne pada na pamet.
Produzavanje trajanje ulaska u atmosferu nije izvodljivo u vecoj meri jer sila gravitacije vrlo brzo preuzme glavnu ulogu. Vazduha je premalo da bi se aerodinamickim resenjima uticalo na trajektoriju pa bi u tom slucaju opet dosli na raketno gorivo. Moguce je u manjoj meri menjati uglove zaranjanja u atomsferu ali je tu mesta za manevrisanje veoma malo, svega nekoliko stepeni cini mi se. Previse mali ugao i letelica se odbija od gornje slojeve atmosfere kao kamence na vodi, U tom slucaju nekontrolisano leti u svemir i pitanje je sta ce s njom dalje biti. Ako je ugao previse veliki trenje je preveliko pa se cak i termicki stitovi tope.
P.S. Nadam se da smo konacno razresili nedoumicu. :lol:
Prijavi administratoru
Okavango
+1 #23 Okavango 20-02-2018 19:31
Biće da je tako Danijele. Teško da ćemo za tastaturama doći do nekog definitivnog zaključka :)

Čoveče, kada bih imao pristup toj stanici šta sve ne bih bacao sa nje - i loptice i kišobrane i košulje i perje i patike :D Bila bi zaista dobra fora pustiti par nekih lepih modela sa nje. Možda uvećati lopticu za badminton na jedno metar - metar i po, napraviti je od materijala za one pneumatske toplotne štitove (LDSD) i naduvati. U glavu montirati Gopro kameru, gps odašiljač, par toplotnih senzora i sretan put! Pa da vidimo kome ide pivo :) Mada eto, izgleda da su i Japanci nanjušili nešto...

Sasvim je moguće da ste u pravu Igore. To bi u suštini značilo da orbitirajuće telo mora na sebi da iskusi sve kilodžule svoje kinetičke energije u vidu toplote pre nego što se spusti. Pa dobro, neka bude tako - ali neka ga rasporedi bolje brate mili - neka umesto 3000 C na 12 minuta to bude, lupam, 400 C na 2 sata.

Taj sistem zapravo treba u toplotu da pretvori sav onaj napor koji ga je i doveo na orbitu od 300 km. E sad, da li baš mora sve to da se odvije u 12 minuta, zaista je pitanje. Moja pretpostavka, kakav god to model za usporavanje bio, jeste da bi mu zadatak bio:

Da što više kočenja izvede iznad visine od 80 km i time rastegne crni deo grafikona koji je Igor prikazao. Pa nek se malo posvetli - da bude sivi grafik, ili bežikast...

Da svoj presek brzine/visine spusti za određenu vrednost ispod linije grafika - dakle da na 80 km ima manje od 7 km/s, na 70 km manje od 6 km/h, na 60 km manje od 4 km/s, itd

Da kočenje vrši svojim geometrijskim karakteristikam a pre nego trošenjem goriva.

A slažem se i sa Mikijem - daleko nezahvalniji metod za predviđanje mesta sletanja :)
Prijavi administratoru
Igor1
0 #22 Igor1 20-02-2018 09:45
Okavango, sagorece i loptica za badmindon. Pocetna brzina je suvise velika, 28000km/h i samim tim ima ogromnu kineticku energiju. Cak i da se pusti u slobodan pad sa visine ISS 400km/h dok dodje do iole gusce delove atmosfere imace brzinu preko 9000km/h. To isto vazi i za pero, pogotovo sto je od neznijeg materijala. Po mom nekom misljenju da bi iole imali ikakve sanse i pero i loptica moraju da se krecu maksimalno 2000km/h dok dodju do guscih slojeva atmosfere.
Prijavi administratoru
Danijel Reponj
0 #21 Danijel Reponj 19-02-2018 19:51
Ne znam za lopticu za badminton, ali JAXA je planirala, ne znam je li i to i napravila, iz ISS-a "lansirati" papirnati avion prema Zemlji.
http://arhiva.dalje.com/hr-svijet/japan-zeli-lansirati-papirnati-avion-iz-svemira/135528
Tu je i video gdje ispituju ponašanje papirnatog aviona u bestežinskom stanju :-)
https://www.youtube.com/watch?v=-tPRb6TIDig
Nitko zapravo ne zna bi li takav avion preživio put do površine Zemlje. Tu zbilja možemo raspravljati do besvijesti, kao i o badminton loptici, svatko je u pravu i nitko nije u pravu. Tek pravi eksperiment bi pokazao što bi se zaista dogodilo. Jedino, problem je kako ju pratiti tijekom njezina puta. Možda jednoga dana to i uspiju napraviti.
Prijavi administratoru

Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži

 

leksikon 190 

akl18 baner


stranica posmatraci

CURRENT MOON


tvastronomija18

Osnove (2)