Pitanje:
Kako svemirske letjelice mjere gravitaciju na brodu?
coleopterist
2013-07-18 11:01:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kako svemirske letjelice mjere na (mikro) gravitaciji u bilo kojem trenutku vremena (posebno kada su podložne gravitacijskim poljima više tijela)? Pretpostavljam da osnovni akcelerometri neće biti dovoljni.

Možete li dati primjer satelita koji "mjeri gravitaciju na brodu"?
@RodyOldenhuis Pretpostavljao sam da će, na primjer, svemirske stanice imati takav pokazatelj s obzirom na prirodu nekih eksperimenata koji su na njima izvedeni. Namjeravao sam postaviti daljnje pitanje o zadržavanju vremena za međuplanetarne letjelice u svjetlu utjecaja relativnosti (ala GPS sateliti) gdje bi gravitacija također mogla biti faktor.
Ovo je vrlo zbunjujuće pitanje. Što podrazumijevate pod "mjerenjem gravitacije?" Mislite li na privlačnost iz obližnjeg tijela (planeta)? Ili mislite na lokalno gravitacijsko polje? Mislim da ste odgovor na @RodyOldenhuis' pokrili ako ovo drugo.
@Erik Zapravo me zanimaju oba iz POV-a ugrađenog senzora. Ali vidim kako bi moja formulacija mogla zbuniti. To će reći, s obzirom na to kako se dotiču oba aspekta, ostavit ću svoje pitanje takvo kakvo je.
Mislim da je OP pod nazivom "mikrogravitacija" opisivao gradijente u NASA-inom govoru. Rotacijski gradiometri prema naprijed (u potpunosti opisani u MWT) mogu lako izmjeriti minutne gradijente. Mislim da se ne zamaraju svemirskim letjelicama osim ako eksperimentu nisu potrebne prilagodljive kompenzacijske mase kako bi se izravnao lokalni prostor-vrijeme.
četiri odgovori:
#1
+18
Rody Oldenhuis
2013-07-18 12:35:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

U osnovi je nemoguće izmjeriti gravitaciju s objekta koji je u padu. Ovo je prvo načelo opće relativnosti.

Ono što će vam dati akcelerometri su

  • ubrzanja (linearna ili rotacijska) izazvana potisnicima, atmosferskim otporom, reakcijskim kotačima itd.
  • vibracije od rotirajuće solarne ploče, sile izazvane posadom itd.

Jedino što možete izmjeriti od tijela u padu su nehomogenosti u gravitacijsko polje, ili drugim riječima, gravitacijski gradijent . Možete organizirati kolekciju akcelerometara tako da postane gravitacijski gradiometar. Gradiometar ne mjeri samu gravitaciju, već promjena u gravitacijskom polju dok se gradiometar kreće duž njega.

#2
+8
PearsonArtPhoto
2013-07-21 03:52:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Najbolji način za mjerenje gravitacije iz svemirske letjelice nije pomoću instrumenta na svemirskoj letjelici, već pomoću para instrumenata na dvije svemirske letjelice. Najbolji primjer za to je svemirska letjelica Grail. Ono što su u osnovi učinili bilo je kružiti oko Mjeseca tako da su imali više ili manje konstantnu udaljenost između njih dvoje. Kako bi prolazilo područje veće gravitacije, tada bi letjelica zapravo malo pala. Dvije svemirske letjelice mogle su vrlo precizno otkriti domet između dviju letjelica i ako je letjelica išla u određenom smjeru. Koristeći neku složenu matematiku, uspjeli su dokučiti gravitacijsku kartu Mjeseca.

Alternativno, to se može učiniti pomoću zemaljskog radarskog sustava na kojem se frekvencija svemirske letjelice vrlo pažljivo nadgleda Dopplerov pomak, u potrazi za malim promjenama u orbiti uzrokovanim različitim gravitacijskim poljima. Ovo je složeno, ali učinjeno je. Primarni primjer za to bio je Magellan, ali vjerujem da su to učinile druge svemirske letjelice, a ovaj Dopplerov efekt također će se koristiti za određivanje Jupiterovog gravitacijskog polja gravitacijom poremećenom orbitom svemirske letjelice Juno kad krene u orbitu 2016.

#3
+4
Gwen
2013-07-18 11:32:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Koliko vidim, zapravo nemamo senzore razumne veličine koji mogu precizno odrediti mikrogravitaciju i da se umjesto toga naše službene gravitacijske vrijednosti izračunavaju iz drugih podataka. S dovoljno informacija o masama i udaljenostima do obližnjih objekata i ubrzanju određene letjelice, možemo prilično precizno izračunati gravitacijsku silu na letjelici bez potrebe za senzorima.

Na primjer, Međunarodni svemir Stanica ima dva sustava akcelerometara (SAMS-II i MAMS) koja se koriste za otkrivanje malih vibracija na okviru ISS-a, ali niti jedan od njih zapravo nije dovoljno osjetljiv za mjerenje neto efektivne gravitacijske sile na ISS-u .

#4
+3
C. Towne Springer
2014-02-16 23:48:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mikrogravitaciju možete odrediti promatrajući dva ili više slobodno plutajućih objekata i mjereći njihovo kretanje jedno prema drugome ili od njega. Ovo je metoda kuglanja. Kako možete znati jeste li u slobodnom prostoru ili padate niz dugačku šahtu dizala? Gledajte par "plutajućih" lopti za kuglanje. Ako se kreću jedni prema drugima brže nego što bi njihova vlastita gravitacija trebala proizvesti, tada padate u gravitacijski bunar. U orbitama uvijek postoji pseudo mikrogravitacija jer dijelovi letjelice bliže planeti pokušavaju slijediti bržu orbitu od dijelova koji su dalje. Često se naziva plimni učinak.

Pokojni dr. Robert Forward iz Hughes Research-a dizajnirao je "prostorno-vremenska ravnala" za eksperimente sa shuttleom. To su rasporedi volframovih diskova i kuglica i torusa koji se suprotstavljaju plimnim efektima i daju vrlo dobre aproksimacije boravka u slobodnom prostoru daleko od bilo kakve značajne mase, iako na malim površinama u sredini aparata. Jednom je požalio da ih ne može patentirati jer ih je opsežno (u mnogo većem opsegu) koristio u svojoj znanstvenoj fantastici.



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...