Przechwytywanie aerodynamiczne - krótsza misja załogowa na Marsa i większe satelity naukowe?
Przechwytywanie aerodynamiczne (aerocapture) to wciąż opracowywana metoda umieszczania pojazdów na orbicie innych planet i księżyców. Technika ta pozwoliłaby umieszczać na orbitach znacznie większe ładunki niż obecnie. To zaś oznacza olbrzymie oszczędności, gdyż zamiast dwóch lub trzech misji naukowych badających np. Jowisza, można by zorganizować jedną. Ten jeden pojazd mógłby bowiem zabrać na pokład znacznie więcej instrumentów naukowych niż obecnie.
Umieszczenie satelity na orbicie innej planety to niełatwe zadanie. Pędzący z olbrzymią prędkością pojazd trzeba bowiem wyhamować do odpowiedniej prędkości i umieścić go na orbicie. Najlepiej kołowej. Manewry takie wymagają zużycia olbrzymich ilości paliwa. A im pojazd cięższy, tym więcej paliwa potrzebuje. To poważny czynnik ograniczający masę sond, które obecnie wysyłamy, by badały Układ Słoneczny.
Przechwytywanie aerodynamiczne to pomysł, który polega na chwilowym wejściu pojazdu w atmosferę planety. W wyniku oddziaływania z atmosferą pojazd zwalnia, a gdy osiągnie odpowiednią prędkość, opuszcza atmosferę i trafia na orbitę planety. Tego typu manewr wymagałby znacznie mniej paliwa niż obecnie używane techniki spowalniania sond kosmicznych.
Już wcześniejsze wyliczenia dla ośmiu potencjalnych misji planetarnych, w których dokonano bezpośredniego porównania pomiędzy przechwytywaniem aerodynamicznym a innymi zaawansowanymi technikami, takimi jak hamowanie atmosferyczne, wykorzystanie energii chemicznej lub słonecznej elektrycznej do spowolnienia pojazdu, wykazały jak olbrzymie korzyści niesie ze sobą nowa technika.
Porównanie wykazało, że przechwytywanie atmosferyczne umożliwia umieszczenie pojazdu na orbicie eliptycznej wokół Neptuna i na orbitach kołowych Jowisza i Saturna. Ponadto w przypadku pięciu innych misji pozwala na umieszczenie na orbicie ładunku o znacznie większej masie bez zwiększania kosztów misji. I tak pojazd na orbicie kołowej wokół Wenus mógłby mieć o 79% większą masę, niż gdy do wyhamowania użyje się innych technik. Jeśli byśmy chcieli umieścić ten pojazd na orbicie eliptycznej, to jego masa mogłaby być o 43% większa. Dla orbity kołowej Marsa możemy zwiększyć masę pojazdu o 15%, dla orbity kołowej wokół Tytana jego masa może być większa o 280%, a jeśli chcielibyśmy wysłać sondę na orbitę eliptyczną Urana, to może on mieć masę o 218% większa, niż w przypadku innych technik.
Dotychczasowe badania wykazały też, że na przykład wykorzystanie przechwytywania atmosferycznego dla misji na Neptuna wymaga budowy pojazdu o doskonałości aerodynamicznej między 0,6 a 0,8. Obecnie stosowane nosy pojazdów wchodzących w atmosferę innych planet mają doskonałość aerodynamiczną rzędu około 0,25. Badania sprzed kilkunastu lat dowiodły, że w takim przypadku wykorzystanie przechwytywania atmosferycznego wymagałoby stosowania olbrzymich osłon termicznych na niemal całym pojeździe, a i tak pojazd uległby zniszczeniu. Najnowsze osłony termiczne również nie zdałyby egzaminu.
Zespół Roberta Mosesa z Langley Research Center informuje, że właśnie rozwiązał zarówno problem doskonałości aerodynamicznej jak i osłon termicznych. Naukowcy proponują umieszczenie w pojeździe magnesów. Pole magnetyczne tych, znajdujących się blisko czubka nosa pojazdu znacząco odsunie miejsce powstawania fali uderzeniowej, znacząco zmniejszając przepływ ciepła, dzięki czemu nie trzeba będzie stosować olbrzymich osłon termicznych. Z kolei magnesy umieszczone na bokach nosa zwiększą siłę nośną, a przez to i doskonałość aerodynamiczną.
Moses twierdzi, że taki system można wykorzystać nie tylko do umieszczania pojazdów na orbicie, ale również i w pojazdach, które mają lądować. Dzięki temu zaś misja załogowa mogłaby dotrzeć do Marsa w ciągu 39 dni, a nie – jak się obecnie prognozuje – w ciągu 100 lub więcej dni.
Komentarze (16)
Szkoda Mojego Czasu, 27 kwietnia 2020, 12:42
...ale oni mam nadzieję wiedzą, że pojazd lecący węższym czubkiem do przodu się odwróci jeśli nie zbierze się tam gros masy? Przećwiczone na rosyjskich i amerykanskich lądownikach.
Ktoś mnie naprowadzi na rolę magnesów w odsuwaniu czoła fali atmosferycznej? Jakiś link do teorii chociaż.
tempik, 27 kwietnia 2020, 13:04
A na samolotach i każdej rakiecie ,statku itd. przećwiczone jest że nie jest to warunek koniecznym. Wystarczy jakieś skromne, a przy kosmicznych prędkościach bardzo skromne stałe usterzenie
Szkoda Mojego Czasu, 27 kwietnia 2020, 13:13
Niby logiczne. Ale jak wytłumaczysz wypadki amerykańskich kapsuł, które odwracały się nieosłoniętym termicznie końcem? NASA nie wiedziała, że wystarczy dołożyć lotki do kapsuły, by nie fiknęła? Najwyraźniej nie wiedziała.
Daniel O'Really, 27 kwietnia 2020, 14:24
Podbijam. Czytałem kiedyś coś na temat użycia magnesów, w celu zwiększenia osiągów samolotów, teraz to, ale na jakiej zasadzie miałoby to działać? Jak silne musiałoby być pole magnetyczne, żeby wpłynąć na cząsteczki gazów w wystarczająco znaczący sposób, żeby odepchnąć je od dziobu pojazdu?Może chodzi o coś podobnego do kontroli przepływu plazmy, jak w reaktorach fuzyjnych, ale jakoś nie trafiłem na artykuł, który wyjaśniałby jak by to miało działać w praktyce, czy z wynikami eksperymentów potwierdzających teorię użycia magnesów w ten sposób. Gdyby ktoś mógł podzielić się swoimi znaleziskami na ten temat, byłbym wniebowzięty (mogą być po angielsku).
I dosłownie 30 minut po napisaniu tego komentarza natrafiłem na to ciekawe opracowanie: https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a432574.pdf
A tu artykuł tłumaczący całe zagadnienie: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2008-2606
p.s.
Wy też tak macie, że zaraz jak tylko się poskarżycie, że czegoś nie możecie znaleźć to znajdujecie tonę materiałów na ten temat?
Szkoda Mojego Czasu, 27 kwietnia 2020, 15:52
Dziękuję za linki.
Więc powoli idziemy w kierunku ...latających talerzy i osłon jonowych. Postulaty ufologów o świeceniu pojazdów w wyniku tworzenia bańki plazmowej nabierają realnego naukowego języka. Jeszcze tylko troche popracować nad monopolem lub maskowaniem grawitacji wirem magnetycznym lub nadprzewodnictwem i wysiłki Elona pójdą na śmietnik.
Daniel O'Really, 27 kwietnia 2020, 16:01
Postulaty ufologów to dorabianie teorii do z góry przyjętych założeń, na podstawie nie do końca rozumianych publikacji naukowych. Gdyby UFO było "nie z tego świata", jego twórcy musieliby dysponować technologią do tego stopnia inną niż nasza, że takie teoretyzowanie przypominałoby rozważanie jaskiniowca, z czego musiałoby być ścięgno, które nadaje tak dużą prędkość kuli z karabinu, albo jak mały jest kamyczek wystrzeliwany z pilota, żeby nacisnąć ukryty guzik telewizora.
Szkoda Mojego Czasu, 27 kwietnia 2020, 17:03
Prawie bym się zgodził, lecz niektórzy z tych ufologow mają tytuły naukowe z fizyki i pracują/pracowiali dla NASA. Vide Alan Hynek i paru innych. Nie wylewajmy dziecka z kąpielą :-)
A tak czysto dla rozrywki: pamiętajmy, że wiele kultur mówiło, iz "bogowie" wyszli z pod ziemi, a nie że przylecieli z nietego świata :-)
Daniel O'Really, 27 kwietnia 2020, 17:33
Niektórzy nobliści też mają za sobą historię popierania dziwnych teorii (np. Luc Montagnier - teleportacja DNA, Linus Pauling - leczenie raka witaminą C, Louis J. Ignarro - arganina jako wszechmocne lekarstwo na choroby serca). I nie chodzi tu bynajmniej o to, że ich teorie były przełomowe, po prostu nikomu nie udało się powtórzyć proponowanych przez nich eksperymentów z wynikami potwierdzającymi te teorie.
Nawet najtęższe umysły należą do ludzi i bywają zawodne. Oczywiście można też pójść drogą teorii spiskowych i uwierzyć, że cały świat nauki spiskuje przeciwko tym geniuszom za pieniądze Big Farmy, skorumpowanych rządów i korporacji, ale to śliska ścieżka. Przypomina nurkowanie w szambie. Machając rękoma możesz natrafić na coś drogocennego, wrzuconego do ścieku, ale najczęściej będzie to klocek
peceed, 27 kwietnia 2020, 17:49
Ale to akurat działa, tylko że jest bardzo ciężkie do prawidłowego przeprowadzenia. W pewnym sensie chemioterapia jak każda inna: staramy się uzyskać dawkę substancji niemalże trującą dla organizmu i okazuje się ona wystarczająco trująca dla pewnych typów komórek rakowych.
W przypadku witaminy C były przeprowadzane tak, jakby w ogóle nie rozumiano mechanizmu działania. To nie jest tak, ze jeśli dawka x skutkuje, to dawka x/2 skutkuje na 50%.
Daniel O'Really, 27 kwietnia 2020, 18:04
Chętnie zapoznałbym się z badaniami, o których wspominasz, bo jeśli masz rację to udałoby się uniknąć ponad 100 tysięcy śmierci rocznie z powodu nowotworów w samej tylko Polsce, za przysłowiową złotówkę. Ja z góry założyłem, że inni naukowcy potrafią we wiarygodny sposób odtworzyć proponowane doświadczenie, ale jeśli okaże się, że się mylę, będę bardziej niż szczęśliwy.
peceed, 27 kwietnia 2020, 18:25
Skąd ten pomysł? To bardzo ciężka do przeprowadzenia procedura, technicznie znacznie bardziej wymagająca niż podanie chemioterapii i wcale nie obiecująca przełomowej skuteczności.
Kilkanaście lat temu przeanalizowałem sobie wszystko co wiadomo na ten temat i dowody przeciw były błędne, teoria jest rozsądna, dowody za są ok. Przyjmując medyczne standardy pewności można przyjąć że procedura może działać ze znacznie większym prawdopodobieństwem niż to że nie działa. Potrzebne są dalsze rzetelne badania. Umieszczanie jej jako przykładu pseudonauki jest niepoważne, fakt że stała się memem nie stanowi naukowego dowodu przeciwko jej skuteczności. Sam mechanizm działania opiera się na utrzymywaniu wysokiego stężenia wit. C przez długi czas z minimalnym oknem skuteczności, to wystarczająco nietypowe podejście aby i próby kliniczne i typowe leczenie miało trudności w jego właściwym zastosowaniu.
Szkoda Mojego Czasu, 27 kwietnia 2020, 18:42
Z tym należy się zgodzić. Nie wiemy jednak (jeśli nie ma dowodu, a jedynie teoria) czy racja stoi po stronnie masy, czy jednostki. Z powtarzalnością eksperymentu dużo racji ma @peceed - czasem trzeba rozumieć to, co chce się powtórzyć. Trzeba też uwzględnić postulat Plancka: jeśli zamierzamy udowodnić, że coś nie działa, to udowodnimy :-)
To jak z pacjentem, który ma żyć: jeśli ma żyć, to najlepszy lekarz jest bezsilny :-)
Tu może @peceed Cię poratuje, bo ja nie mam pod rękami. Ja mogę jedynie zasugerować przyjrzenie sie pierwszym badaniom wpływu jodu na tarczycę. Tym, w ktorych jeden patafian podał szczurom 500 krotną dawkę śmiertelną a potem kuriozalnie zawnioskował, że szczurom wysiadła tarczyca. Na tych badaniach do dziś jedzie medycyna.
Bor! nie zapomnij o borze (nie może być metaliczny), bo kości polecą.
PS Podobny problem, jak opisałeś, występuje przy badaniu nieklinicznej tężyczki wapniowo-magnezowej. Spory procent dzieciaków słyszy że mają aspergera, a to nie asperger.
Daniel O'Really, 27 kwietnia 2020, 19:09
@peceed@Jarosław Bakalarz Dzięki za interesujące opinie. Liczyłem na jakieś potwierdzenie w postaci linków do badań, ale rozumiem, że nie każdy ma czas. Poszukam sobie sam w wolnej chwili.
peceed, 27 kwietnia 2020, 19:24
To naprawdę było dawno, ale polecam oryginalne.
Niestety tu się to sprawdza - żeby potwierdzić skrajnie trudny eksperyment trzeba chcieć go potwierdzić. Inaczej przypomina to kiepski dowcip:
-Mamy dziesięciu świadków którzy widzieli jak napadł pan na bank.
- A ja mam dwudziestu, którzy tego nie widzieli.
Jeżeli jakieś gówno medyczne przedostaje się do publikacji, to już, jako prawda objawiona, zostanie na wieki wieków amen.
Znacznie bardziej pouczające są perypetie fluoru jako środka przeciwko próchnicy zębów. Zwłaszcza początek kariery.
Daniel O'Really, 28 kwietnia 2020, 09:41
@peceed i @Jarosław Bakalarz No i okazuje się, że kwas askorbinowy, choć nie jest cudownym lekiem, rzeczywiście ma klinicznie istotne zastosowanie w prewencji i leczeniu nowotworów, co potwierdzają całkiem aktualne badania: https://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(18)30320-9#secsectitle0055
Gdyby można było edytować stare komentarze, usunąłbym Paulinga z listy noblistów świrów. Dzięki za skierowanie mnie na tory, które doprowadziły mnie do uaktualnienia wiedzy.
Szkoda Mojego Czasu, 28 kwietnia 2020, 12:06
Dzięki za link. Paulingiem się nie przejmuj, przeżył wszelkie możliwe ataki, ale to Twoja klasa, że umiesz go docenić.
Przypomniałem sobie, gdzie możesz szukać tego, co chcesz. Zajrzyj do ich biblioteki. To największe i prawie jedyne repozytorium badań o witaminach i mikroelementach podawanych w makrodawkach. Byli wyklęci przez lata, mimo że publikują solidne badania. Niewygodni są.
http://orthomolecular.org