Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Солнечный ветер как ракетный двигатель?  (Прочитано 21865 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

an1440

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #40 : 06 Окт 2002 [17:27:30] »
А так - просто неуправляемое раскрытие паруса. Малая орбита - исходная, большая - полученная после раскрытия паруса. Орбиты соприкасаются в той точке, где раскрыт парус. Здесь условно принята очень большая тяга паруса - почти половина гравитации(!!!)

[вложение удалено с форума]

an1440

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #41 : 06 Окт 2002 [18:18:47] »
А вот такой весьма печальный итог просматривается, если раскрыть мощный парус на околоземной орбите...
К АНАТОЛИЮ: Насколько похоже на правду?

[вложение удалено с форума]

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 018
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #42 : 06 Окт 2002 [18:44:45] »
2an1440:
Извините, но эволюцией орбит ИСЗ под действием негравитационных возмущений я никогда не занимался. Так что, даже качественно оценить Ваш результат не могу, не имею соответствующего опыта.

Оффлайн Diletant

  • *****
  • Сообщений: 959
  • Благодарностей: 12
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Diletant
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #43 : 06 Окт 2002 [19:55:23] »
Уважаемый an1440! Мне очень понравился Ваш способ и графическое пояснение, впечатляет.

Уважаемый Анатолий! Если не возражаете, давайте рассмотрим все же орбитальную скорость тела у самой поверхности Земли, без атмосферы и на круговой орбите.
Я настаиваю на, приведенном мной ранее примере падающей частицы и точном совпадении скорости падения в каждой точке, орбитальной скорости частицы на ст. круговой орбите, проходящей через эту точку.  

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 018
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #44 : 06 Окт 2002 [20:42:23] »
Уважаемый Diletant!

Если Вы настаиваете на своем выводе, Вам придется опровергнуть всю современную физику, во множестве базирующейся на законах Ньютона. Вывод величин скоростей для ИСЗ приведен в http://crydee.sai.msu.ru/ak4/Chapt_2_59.htm

Непонятно, почему вы считаете, что круговая скорость должна быть равна скорости убегания? В силу симметрии уравнений механики, если телу придать скорость, которую тело приобрело при падении из бесконечности, и изменить при этом знак скорости,– тело улетит в бесконечность по параболе. Если с этой же скоростью пустить тело параллельно поверхности Земли, тело все равно улетит в бесконечность, но только по другой орбите, тоже параболической. Законы механики приводят к тому, что круговая скорость меньше скорости убегания в корень из двух раз. По-моему все это имеется даже в школьных учебниках.


Оффлайн Diletant

  • *****
  • Сообщений: 959
  • Благодарностей: 12
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Diletant
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #45 : 06 Окт 2002 [22:25:25] »
Я спросил, Вы не ответили. Чему все-таки равна орб. скорость у поверхности Земли?

an1440

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #46 : 07 Окт 2002 [04:08:04] »
Чему все-таки равна орб. скорость у поверхности Земли?
Извиняюсь: меня вроде не спрашивали, но:

Круговую скорость у поверхности Земли можно посчитать так:

На орбите тело удерживается центростремительной силой F=m*v^2/r,

где m - масса тела,
v - орбитальная скорость,
r - радиус орбиты.

Физически эта сила представляет собой вес тела, который как известно равен m*g.

g у поверхности земли равно 9.8156 м/с^2
r - соответственно равно 6371004 м.

Отсюдова выводим:

m*v^2/r = m*g; v = SQR(g*r) = SQR(9.8156*6371004) = 7907.9218 м/с

Вот и все...

ЗЫ: на высоте 300 км так не посчитать - там другое значение g, никому не известное (хотя, по всей видимости, там значение "жэ" больше, из-за того, что масса земли не сосредоточена в ее центре, а распределена по обьему никому не известным образом).
В принципе  ускорение свободного падения на любой высоте можно определить и экспериментально. Для этого существуют специальный прибор - оборотный маятник. Достаточно просто запустить его на круговую орбиту необходимой высоты.
Правда там будет невесомость, и маятник не будет действовать, но "жэ" можно будет вычислить по периоду его обращения вокруг земли, то есть обратным ходом через орбитальную скорость.
« Последнее редактирование: 07 Окт 2002 [04:39:15] от an1440 »

IP114

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #47 : 07 Окт 2002 [05:44:59] »
там будет невесомость, и маятник не будет действовать
Уважаемый an1440!
Извините, но с чего Вы взяли, что не будет?  
Это, конечно, правильно, что на высоте 300 км находится невесомость, так как это уже за границей плотных слоев атмосферы. Но ведь Вы же не один маятник запускать собираетесь? А если он будет находиться внутри корабля, где вполне обычный воздух, что может помешать маятнику качаться?!
Только давление в кабине надо поддерживать точно 760 мм рт ст.

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 018
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #48 : 07 Окт 2002 [06:07:57] »
Я спросил, Вы не ответили. Чему все-таки равна орб. скорость у поверхности Земли?

Похоже Вы не смотрите на то, что вам отвечают, иначе такого вопроса не возникло бы. Я дал ссылку. Там все подробно объяснено.

an1440

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #49 : 07 Окт 2002 [06:15:15] »
Только давление в кабине надо поддерживать точно 760 мм рт ст.
Дааа... Так по-Вашему, если космический корабль никуда не запускать, а прямо в гараже откачать из него воздух - получится невесомость?

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 018
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #50 : 07 Окт 2002 [06:30:50] »
Цитата
...на высоте 300 км так не посчитать - там другое значение g, никому не известное (хотя, по всей видимости, там значение "жэ" больше, из-за того, что масса земли не сосредоточена в ее центре, а распределена по обьему никому не известным образом).

На любой высоте посчитать можно. Просто нужно воспользоваться законом Всемирного тяготения. В физике доказано, что в данном случае Землю можно принимать за материальную точку, вся масса которой сосредоточена в центре Земли. Ввиду того, что масса спутника сильно меньше массы Земли, в итоговых выражениях массой спутника смело пренебрегаем.

IP114

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #51 : 07 Окт 2002 [06:31:57] »
если космический корабль никуда не запускать, а прямо в гараже откачать из него воздух - получится невесомость?
А Вы хотите сказать, что это не так?
По моему это в 5 классе проходили - закон Архимеда. "На тело, погруженное в жидкость или газ давит...". Так вот: если откачать, снаружи-то все равно давит. А изнутри - нет. Получается разность давления, что и вызывает происхождение невесомости.
Да все же мы видели по телевизору, как космонавтов тренируют на земле. Перегрузки - да, их только на центрифуге выкрутить можно, чтобы глаза вылезали. А невесомость - это уж чисто по Архимеду.
Тем более - в откачанном из корабля воздухе человек может находиться только в космическом скафандре - это же доказанный факт.

Sergey

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #52 : 07 Окт 2002 [06:38:47] »
   Господа, приветствую ваш энтузиазм, но не проще ли взять соответствующие справочники и учебники? Как так никто не знает какое ускорение св. падения будет на какой высоте? Или как будет изменяться космич. скорость с высотой?
 1-я косм. V на высоте 0 :=7,91 км/с. Она же на высоте 100 км = 7,85 км/с, на 200 км = 7,79 км/с, на высоте 300 км = 7,73 км/с, на 500 = 7,62 их же, на 1000 = 7,35 и т.д.
   То же самое c "никому не известным g": на высоте в 100 км оно будет иметь значение 9,505 м/с2, на 300 - порядка 9, на 500 - 8,45, на 1000  - 7,36 и .д.
 

an1440

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #53 : 07 Окт 2002 [06:38:51] »
Дааа, Господа... Что-то я того... этого... как его...? Иду искать учебник....

Оффлайн Karen

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 6 207
  • Благодарностей: 255
  • Янг, Карен
    • Сообщения от Karen
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #54 : 07 Окт 2002 [06:42:43] »
Цитата
ЗЫ: на высоте 300 км так не посчитать - там другое значение g, никому не известное (хотя, по всей видимости, там значение "жэ" больше, из-за того, что масса земли не сосредоточена в ее центре, а распределена по обьему никому не известным образом.
Разрешите, пожалуйста, вступать в разговор с уравнением vis viva: v2 = G(m1+m2)(2/r - 1/a)
G = универсальный констант тяготения = 6,67 х 10-11 кг-м/с2
m1 = масса земли = 5,977 х 1024 кг.
m2 = масса корабли = незначительный
r = радиус земли = 6,378 х 106м. (или, более правильно, расстояние корабля от центра земли.)
a = большой полуось = r для кругового орбиты.

Уравнение становится v2 = Gm1/r
После вычисления: v = 7906 км/с = 7,906 м/с на поверхности.
На высоте 300 км, v = 7726 км/с = 7,726 м/с. Это немного меньше, как ожиданно.

Цитата
Это, конечно, правильно, что на высоте 300 км находится невесомость, так как это уже за границей плотных слоев атмосферы.
На высоте 300 км, нет невесомости. Человек в космическом корабле чувствует себя невесомый потому, что он с кораблем в свободном падении; постоянно падают вокруг земли. Это похож на человек в падающем лифте--он чувствует себя невесомый (до того как он ударится на дно!  :'( ), а тяготение действует на него как на всех объектов.

Ускорение тяготение на высоте 300 км вычисляется так:
a = Gm/r2 = 6,67 х 10-11 х 5,977 х 1024/(6,678 х 106)2 = 8,94 м/с2
Это меньше чем на поверхности, а не равно нулью! Если Вы могли бы остановить корабль, падал бы на поверхность из-за ускорения тяготения.
« Последнее редактирование: 07 Окт 2002 [06:54:06] от Karen »

Оффлайн Diletant

  • *****
  • Сообщений: 959
  • Благодарностей: 12
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Diletant
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #55 : 07 Окт 2002 [13:24:22] »
Уважаемый Анатолий! Вы абсолютно правы. Я посмотрел указанный Вами адрес. Попытался сообщить немедленно, но не смог воити в Интернет. Теперь пониимаю, что энергия тела на удаленной орбите больше чем на внутренней, хотя вид этого соотношения мне совершенно не ясен. Попробую впоследствие разобраться.

Уважаемая Karen! Спасибо, что решили помочь. Точные расчеты наверняка скоро понадобятся.

Господа! Предлагаю все-таки сформулировать вопрос темы о МЕРЕ давления на парус. Определить условия, необходимые для полета. Возвращаюсь к опыту с ядром и желобком, т. к. твердо уверен, что при изменении направления вектора скорости таким способом, полная энергия тела не изменяется.
Повернем вектор орб. скорости тела=7,91км./сек. на 90 град.
Тело достигнет высоты H, где сорость станет=0.
Предполагаю, что скорость свободного падения тела из бесконечности на Землю в этои точке равна минимальной скорости "убегания" тела из этой точки в бесконечность.
Исходя из этого предлагаю формулировку. "Условием ухода паруса в бесконечность является равенство скорости, добавленной парусом к орб. скорости тела на орбите старта, на пути следования к точке H, скорости "убегания" из этой точки.
Высота точки H и скорость "убегания" изменятся при изменении орбиты старта и, похоже, могут быть точно расчитаны.  

an1440

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #56 : 07 Окт 2002 [15:09:57] »
Предполагаю, что скорость свободного падения тела из бесконечности на Землю в этои точке равна минимальной скорости "убегания" тела из этой точки в бесконечность.
-От кого бежите, гражданин?
-От себя...
-От себя-то убежать можно, а вот от милиции - не убежишь!

Формулируя задачу, обратите внимание: убегание от Земли с минимально достаточной для этого скоростью означает попадание на эллиптическую околосолнечную орбиту.
Я, когда рисовал свои картинки, имел в виду "убегание" именно от Солнца. (последняя, впрочем, касается маневрирования как раз возле земли).

Оффлайн Diletant

  • *****
  • Сообщений: 959
  • Благодарностей: 12
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Diletant
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #57 : 07 Окт 2002 [16:06:11] »
Ну правильно, an1440, все придется считать "по Солнцу".
Надо будет посчитать или посмотреть где-нибудь скорость свободного падения тела на Солнце ( тысячи км./сек.), 1-ю
"солнечную скорость" если понадобится, орб.ск. земной орб.
кажется-250км./сек. и др. А Земля, это как "пробный шар" для расчетов. А там, как знать, может с земной орбиты стартовать удастся на околосолнечную, а потом дальше.

an1440

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #58 : 07 Окт 2002 [17:12:26] »
Уважаемый Diletant!
Насколько я понял, предлагаемая Вами схема полета выглядит так:
1. "Обычным" способом выводим аппарат на круговую околоземную орбиту.
2. При  помощи "желобка" превращаем круговую траекторию  в прямолинейную, направленную перпендикулярно поверхности Земли.
3. Разворачиваем парус и - фордевинд!

Но  я  никак не  могу понять необходимости именно  радиального  полета (то есть, зачем желобок-то нужен). Чем конкретно Вас не устраивает традиционная, параболическая траектория ухода ?
Все равно "с ходу" не удастся набрать на парусе такую скорость. Кроме того, солнечный ветер не бесконечен - он затухает по мере удаления от Солнца, хотя и довольно далеко (100 а.е. говорят). Не набрав скорость за 1 раз, аппарат свалится на эллипс (см мою картинку в сообщении №40), а в случае "ухода вертикально" (без орбитальной составляющей) - грохнется прямо на Солнце...
« Последнее редактирование: 07 Окт 2002 [17:35:17] от an1440 »

Sumo

  • Гость
Re:Солнечный ветер как ракетный двигатель?
« Ответ #59 : 07 Окт 2002 [17:58:54] »
Некоторые числовые данные.

Круговая скорость на расстоянии 1 а.е. от Солнца 30 км/сек (средняя скорость обращения Земли вокруг Солнца).
Скорость убегания от Солнца на орбите Земли равна 30*1.41=42 км/сек.
Скорость убегания с поверхности Солнца 618 км/сек.
Скорость движения Солнца вокруг центра Галактики 220 км/сек.