Землеподобный спутник.

[Носец]

Предположим, вокруг газового гиганта обращается спутник размером с Каллисто - близкий к Меркурию размерами. Внимание, вопрос: насколько он должен быть плотным, чтобы все физические константы полностью соответствовали земным? Достаточно ли для этого просто урезать содержание кислорода в химическом составе, заменив его более тяжёлыми элементами - кремнием и алюминием?

[viesis]

Какие конкретно константты?

[Dayan]

Предположим, вокруг газового гиганта обращается спутник размером с Каллисто - близкий к Меркурию размерами. Внимание, вопрос: насколько он должен быть плотным, чтобы все физические константы полностью соответствовали земным?

А какие именно константы имеются ввиду? Вообще, физические константы вроде скорости света в вакууме, гравитационной постоянной, и т.п., то они во всей видимой Вселенной одинаковы.
Если имеется ввиду сила тяжести на поверхности Земли, то это никакая не константа. Сила тяжести даже в разных местах Земли разная.

Update. Пока набирал, сказали почти то же.

Достаточно ли для этого просто урезать содержание кислорода в химическом составе, заменив его более тяжёлыми элементами - кремнием и алюминием?

Если вы хотите такую же силу тяжести, как на Земле, то недостаточно. Меркурий почти на 70% состоит из железа, но сила тяжести на нём составляет 0.38 земной. Даже если представить себе планету или спутник размером с Ганимед (5270 км), только целиком состоящей из железа (хотя это и не физично), то исходя из соотношения Масса-Радиус для планет, её масса будет равняться, с поправкой на реальность, 0.1 массы Земли, следовательно, сила тяжести на ней составит 0.58g (зато средняя плотность такой планеты составит почти 8 г/см³!).
Таким образом, чтобы добиться именно земного g при чисто железном составе, всё равно необходимо будет увеличить и массу и радиус спутника. И если всё-таки учитывать реальность, что чистый железный состав практически невозможен, то придётся ещё больше увеличивать размер и массу тела для достижения 1g на поверхности.
Но это что касается только силы тяжести. А если вы хотите, например, и силу тяжести, и первую космическую скорость как у Земли (7.9 км/с), то придётся нафантазировать спутник совершенно точной копией Земли как по размеру, так и по химсоставу.

[Носец]

А если попробовать ещё более тяжёлые металлы, например, осмий? Хотелось бы, чтобы спутник настолько был неотличим от Земли, что, внезапно оказавшись на нём, вы бы даже не осознали, что уже не на Земле.

[Dayan]

А если попробовать ещё более тяжёлые металлы, например, осмий? Хотелось бы, чтобы спутник настолько был неотличим от Земли, что, внезапно оказавшись на нём, вы бы даже не осознали, что уже не на Земле.

Не думаю, что на осмиевом спутнике вы бы не осознали, что уже не на Земле, какая бы сила тяжести там ни была. Но почему так важно сохранить маленький размер в ущерб реальности, а не сделать его похожим на Венеру или Землю, или хотя бы на увеличенный раза в 1.5 в размере Меркурий?
А так, в фантазии всё можно, конечно, можно сделать спутник хоть из вещества нейтронной звезды.

[Инопланетянин]

Хотелось бы, чтобы спутник настолько был неотличим от Земли, что, внезапно оказавшись на нём, вы бы даже не осознали, что уже не на Земле.

Тогда только копия Земли и по массе и по химсоставу. Иначе один только горизонт всё это дело выдаст. Да и тогда оказываться придётся на обратной по отношению к газовому гиганту стороне.

[Aluminium]

Откуда столько осмия?

Горизонт неочевиден, особенно в горной местности. Вторая космическая будет другая, если даже добиться земного ускорения свободного падения. Если спутник вращается асинхронно, то будут приливы от газового гиганта. Если синхронно, чуть меньше половины спутника не увидят свою планету (как с обратной стороны Луны).

Добиться схожести с Землёй можно, но вот стоить такая планета будет огого.

[Носец]

Ну, такими мелочами как синхронное вращение, и, соответственно, повёрнутость к планете только одним полушарием, можно пожертвовать.   
 Осмия в космосе много, знаю про иридиевые астероиды.
 Мне главным было, чтобы земная техника, например, самолёты, чувствовали себя на спутнике как дома - и летали точно так же, как и на Земле.

[Ремвер]

Могу и ошибаться, но по-моему, на полёт самолётов сила тяжести меньше влияет, чем плотность атмосферы. Пусть на спутнике будет 0,5 g, главное, чтобы атмосфера присутствовала.

[Инопланетянин]

Горизонт неочевиден, особенно в горной местности.

Очевиден, очевиден. Там он просто дальше, но всё равно очень виден. В городе, может быть или в лесу, но не в горах.

Вторая космическая будет другая, если даже добиться земного ускорения свободного падения

Это может лишить атмосферы.

Если спутник вращается асинхронно

Потребуется очень большое расстояние от планеты-хозяина, а это в присутствии солнецеподобной звезды в обитаемой зоне может оказаться невозможным. Если же сделать звезду-гигант, то это тоже будет более чем очевидно и, возможно, несовместимо с жизнью.

Добиться схожести с Землёй можно, но вот стоить такая планета будет огого.

Не нам же её создавать. Мы и Землю не за свой счёт в космосе строили.

[bob]

Предположим, вокруг газового гиганта обращается спутник размером с Каллисто - близкий к Меркурию размерами. Внимание, вопрос: насколько он должен быть плотным, чтобы все физические константы полностью соответствовали земным? Достаточно ли для этого просто урезать содержание кислорода в химическом составе, заменив его более тяжёлыми элементами - кремнием и алюминием?

Чтобы гравитация, протяжённость и плотность атмосферы совпадали, такой спутничек придётся запилить из свинца с урановым сердечником.

[Инопланетянин]

Вообще не понимаю, почему нельзя запустить спутничек размером с обыкновенную Землю и её же состава.

[Aluminium]

Очевиден, очевиден. Там он просто дальше, но всё равно очень виден. В городе, может быть или в лесу, но не в горах.

Мне пока неочевиден. Какая разница, горы вокруг или городские здания? Горизонт может быть даже виден, но что его резко отличает от земного?

Это может лишить атмосферы.

Скорость уменьшится где-то в 1,6 раза, до 7 км/с, больше марсианской. Для лёгких газов может быть критично на больших промежутках времени, но целиком атмосферу точно не сдует.

[Инопланетянин]

Горизонт может быть даже виден, но что его резко отличает от земного?

Расстояние до него. Если оно меньше земного - это будет хорошо заметно.

Для лёгких газов может быть критично на больших промежутках времени, но целиком атмосферу точно не сдует.

Бедный водород. Венера будет.

Вообще, если спутник у газового гиганта и околомеркурианской массы, то лучше его подальше от Солнца где-то на марсианское расстояние и с обычным марсианским же составом. Тогда будет большая толщина атмосферы при том же давлении на дне и, соответственно, больший парниковый эффект, а так же меньшее сдувание этой самой атмосферы. И приправлено это будет приливным воздействием от ГГ, которое не даст преждевременно затихнуть тектонике.

[Aluminium]

Расстояние до него. Если оно меньше земного - это будет хорошо заметно.

Оно будет меньше, в 1,6 раза. То есть вместо 4,48 км будет 2,8 км, например. Это на абсолютно ровной поверхности (море) при наличии хороших ориентиров с известным размером можно заметить. Глаза не определяют расстояния больше 200 метров по параллаксу. Да и ошибка в 1,5 раза не бросается в глаза: можно списать на ненадёжность ориентиров. В горах в расстоянии как раз легче обмануться, особенно жителю равнин. Мне встречались холмы с большим радиусом кривизны, где горизонт казался ближе и связано это было с формой рельефа. На основании единичного наблюдения горизонта выводов не сделаешь; для осознания, что находишься на другой планете, нужно что-то более выраженное.

[Dayan]

Осмия в космосе много, знаю про иридиевые астероиды.

На самом деле нет. Ни того, ни другого во Вселенной не много: доля осмия в составе вещества 3x10^-9, иридия – 2x10^-9 по массе, т.е. даже если собрать эти вещества из всех планет Солнечной системы, их спутников, астероидов, и даже самого Солнца, то не наберётся и 1 массы Луны.
Слово "Иридиевые" для астероидов вовсе не обозначает, что они на 100%, или хотя бы даже на заметную долю состоят из иридия. Там этого в процентном отношении очень мало, исчезающе, но всё же больше, чем в "обычных" астероидах.
Естественное существование планеты (или спутника), которая состоит на большую часть из осмия или иридия, крайне маловероятно во всей видимой Вселенной, если, конечно, не допустить, что она не была построена кем-то искусственно.

Скорость уменьшится где-то в 1,6 раза, до 7 км/с, больше марсианской. Для лёгких газов может быть критично на больших промежутках времени, но целиком атмосферу точно не сдует.

Если взять спутник размером с Меркурий, то для достижения 1g на его поверхности потребуется средняя плотность вещества "всего" 14.4 г/см³ (0.147 массы Земли), т.е. достаточно, чтобы спутник состоял хотя бы на 60% из вещества вроде золота или осмия. Вторая космическая скорость на нём будет составлять примерно 6.9 км/с. Этого мало для удержания воды и кислорода в геологические сроки атмосферой спутника планеты-гиганта, находящегося в обитаемой зоне. Уф-излучение и солнечный ветер довольно быстро проредят атмосферу такого спутника. И все почему-то забывают про мощные магнитосферы гигантских планет, которые будут "вытягивать" ионы кислорода, водорода, и т.д. из верхней атмосферы спутника, добавляя им скорости потерь.
Но да, такой спутник сможет удержать атмосферу из тяжёлых газов вроде углекислого газа, сернистого газа, криптона, и т.д.

[Aluminium]

Учитывая высокую плотность планеты, логично предположить её искусственное происхождение. Что сразу снимает ограничение устойчивости атмосферы в геологические сроки. На Титане, кстати, атмосфера неплохая: азот и метан. Ещё бы кислорода насыпать и жить можно будет.

[Dayan]

Учитывая высокую плотность планеты, логично предположить её искусственное происхождение. Что сразу снимает ограничение устойчивости атмосферы в геологические сроки.

Это надо у автора темы спросить, чего он хочет. Как я понимаю, ему хочется естественного происхождения спутника (судя по его убеждённости, что осмия или иридия много), но могу ошибаться. Конечно, если спутник искусственный и среда искусственная, тогда о чём говорить? Ответы на все вопросы, что хотел узнать автор темы (по поводу плотности и химсостава вымышленного им спутника), уже были даны.

На Титане, кстати, атмосфера неплохая: азот и метан. Ещё бы кислорода насыпать и жить можно будет.

Нет, нельзя. Если только при температуре -180 по Цельсию. Если же каким-то образом передвинуть его на эффективную земную орбиту, то он скоро (по геологическим меркам, конечно) лишится и атмосферы, и воды, из которой он по-большей части состоит.

[библиограф]

 

А если попробовать ещё более тяжёлые металлы, например, осмий? Хотелось бы, чтобы спутник настолько был неотличим от Земли, что, внезапно оказавшись на нём, вы бы даже не осознали, что уже не на Земле.

В увлекательном романе Жюля Верна "Гектор Сервадак" в результате космической катастрофы на комете в космическое путешествие отправляется пестрая компания - французский офицер, полубезумный астроном, русский граф с командой моряков, взвод английских солдат,
группа испанских крестьян и еврей-торговец.
Приемлемую силу тяжести на маленькой комете обеспечивала высокая плотность кометного вещества - она состояла из калаверита - теллуристого золота AuTe2, с плотностью 9 г/см3

[Golossvyshe]

А если попробовать ещё более тяжёлые металлы, например, осмий? Хотелось бы, чтобы спутник настолько был неотличим от Земли, что, внезапно оказавшись на нём, вы бы даже не осознали, что уже не на Земле.

В увлекательном романе Жюля Верна "Гектор Сервадак" в результате космической катастрофы на комете в космическое путешествие отправляется пестрая компания - французский офицер, полубезумный астроном, русский граф с командой моряков, взвод английских солдат,
группа испанских крестьян и еврей-торговец.
Приемлемую силу тяжести на маленькой комете обеспечивала высокая плотность кометного вещества - она состояла из калаверита - теллуристого золота AuTe2, с плотностью 9 г/см3

Не помню такого. Хотя читал очень давно, в пионерском возрасте, мог и запамятовать...

p.s. И вообще, Ж. Верн в научном плане был абсолютный бамбук. Совершенно напрасно его романы называют научной фантастикой.
Полная и беспросветная фэнтези.