Pitanje:
Pod kojim bi okolnostima objekt koji ispadne iz svemirske letjelice počeo kružiti oko te letjelice?
Danubian Sailor
2013-07-18 01:34:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

U jednoj od kratkih priča Stanislawa Lema glavni lik Ijon Tichy slučajno ispusti komad svinjetine iz svog svemirskog broda i ta svinjetina postane satelit svemirskog broda uzrokujući pomrčinu jedne od zvijezda na redovito.

Iako je teoretski moguće, pod kojim bi okolnostima tako nešto bilo moguće? Čak i ako bi masa svemirskog broda bila vrlo velika, objekt bi ga morao napustiti s vrlo malo relativne brzine, ali koliko bi malo trebao biti? A koliko bi takvi 'sateliti' bili opasni? Bilo bi im dosadno jer bi malo poremetili promatranje, ali postoji li još kakva potencijalna opasnost od takvog događaja?

Nije li ovo još jedno pitanje je li ovo tema Istraživanje svemira vs fizika?
I ranije sam postavljao slično pitanje o fizici, predmeti su premali, da bi se mogao orbitirati do ludila, tako da se gotovo ne mogu razlikovati kao zasebni entiteti. Pitanje koje sam postavio odnosilo se na kuglanje i kockice u svemiru. Bilo je to u chatu, a ne stvarno pitanje
Šteta što je ovo pitanje van teme - čini mi se prilično zanimljivim. Mislim da je prvi dio pitanja (koji se raspada na "je li moguće da objekt uspostavi orbitu oko svemirske letjelice") vjerojatno više prikladan na [physics.se]. Ako je odgovor "da", onda bi drugo pitanje ("Kakve opasnosti takvi sateliti mogu predstavljati svemirskoj letjelici") ovdje moglo biti više tematizirano. Međutim, vjerojatno bi trebalo biti prilagođenije određenoj svemirskoj letjelici ili klasi svemirskih letjelica iz stvarnog života, kao što sam siguran da neki može odbiti gore utjecaje od ostalih.
Dva odgovori:
#1
+16
Rody Oldenhuis
2013-07-18 02:43:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Da bi objekt A bio gravitacijski vezan za drugo tijelo B koje kruži oko samoga tijela C , A mora biti u tijelu B Hill sfera.

Sada, izvođenje radijusa Hill-ove sfere ne uzima u obzir stvari poput svemirskih stanica čudnog oblika s vrlo složenim gravitacijskim poljima, već pretpostavlja savršeno sferno simetrična tijela B jak>, C i bez mase A .

Dakle, koncept se ne primjenjuje kakav jest, ali iskoristimo ga svejedno pretpostavljajući da je sav ISS stisnut u malu sferu homogene gustoće, onoliko gustu koliko to dopuštaju njeni materijali. Uzimajući ovaj "idealizirani" ISS kao primjer, vrijede sljedeći brojevi:

  • masa: otprilike 450 000 kg
  • nadmorska visina: između 435 km i 330 km.
  • sa srednjim radijusom Zemlje 6371 km, to podrazumijeva
    • poluveliku os 6753,5 km
    • orbitalnu ekscentričnost 0,0078

Zatim, koristeći 5.972e24 kg za masu Zemlje, radijus brdske kugle ISS-a iznosi oko 2 metra.

Hill sfera potpunija je definicija sfere utjecaja, što je područje u svemiru u kojem gravitacija tijela B dominira nad tijelom C. Za ISS, sfera utjecaja je oko 15 cm.

Dakle, s obzirom na ove brojeve i znajući da je to istinsko gravitacijsko polje znatno je složenije od te male idealizirane sfere, gotovo je nemoguće obilaziti ISS. Kao što je AlanSE primijetio, možete stvari staviti u prividne orbite, ali one su obično samo prolazne i prestat će biti blizu ISS-a nakon nekoliko desetaka tih "orbita". Drugi način da to shvatimo jest promatranje problema s tri tijela, posebno izvođenja Lagrangeovih točaka. Treba napomenuti da je Hill sfera područje u kojem postoji orbitalna stabilnost (u faznom prostoru diferencijalnih jednadžbi, to jest, ne nebeskih orbita), što znači, tijela koja počinju neposredno izvan Hill-a sfera će pokazati divergentno ponašanje orbite, dok će tijela koja započinju neposredno unutar Hill-ove sfere pokazivati ​​ stabilne ili konvergirajuće orbite.

Stvari će se ipak promijeniti ako bi se ISS postavili u duboki interalaktički prostor, daleko od bilo kojeg nebeskog tijela. U principu, poremećaji svih tih udaljenih izvora bit će potpuno zanemarivi, a ISS bi gravitacijski dominirao prostranim prostorom u svemiru, omogućujući orbite oko toga. Ipak, nemojte očekivati ​​da će te putanje biti brze ; Nisam pokrenuo brojeve, ali pretpostavljam da će se sve što se baci brže od nekoliko mm / s već pomicati izvan ISS-ove izlazne brzine. Također, nemojte očekivati ​​da će se te orbite nalaziti negdje u blizini Kepleriana; kao što sam spomenuo, raspodjela mase ISS-a nije ni blizu pravilna, pa će i orbite oko nje također značajno odstupati od lijepih konusnih presjeka.

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

U konvencionalnom smislu satelita to nije u redu. Iz dva vrlo dobra razloga ovdje.

  1. GM-ov izraz svemirskog broda toliko je malen da će i najmanji pomak slaninu staviti izvan brzine bijega
  2. Čak i ako svemirski brod bili OGROMNI, to postaje Newtonov topovski udarac, gdje će se vratiti na točno svoju točku puštanja

Postoji vrlo drugačija vrsta kružnog gibanja koje se mogu opaziti. Za matematičke specifičnosti ovdje možete pronaći dovoljan tretman:

https://physics.stackexchange.com/questions/24816/what-exactly-is-the-microgravity-field-in-orbit

U osnovi, ako vaš svemirski brod kruži oko drugog tijela, poput Zemlje, tada, ovisno o tome kako nešto oslobađate, može plutati u krugovima oko vašeg plovila. Jedan od načina da se to vidi je polaganje komplementarnih eliptičnih putanja. Svemirski brod postiže visoku točku svoje orbite oko Zemlje kao što slanina postiže nisku točku svoje orbite, i obrnuto. Suptilan je detalj orbitalne mehanike zbog kojeg se čini da plešu jedni oko drugih.

Međutim, ovo nije "istinska" orbita, a mikrogravitacijsko polje orbite ima vrlo jedinstvena svojstva. Za početak dva predmeta nisu međusobno vezana - s vremenom se mogu razdvojiti sa sve većom udaljenostom. Objekti se također mogu mijenjati natrag i na četvrto mjesto u samo jednom smjeru dok se putanje križaju. Imaju videozapise o tome na ISS-u.

Primijenio bi se i Newtonov problem s topovskom kuglom. Ako ste gurnuli ključ s ISS-a, on se može vratiti do vas u roku od 90 minuta - vremena potrebnog za jednu orbitu. Za pokretanje kružnog puta oko ISS-a potrebno je prvo ga odvojiti.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...