Как стать автором
Обновить

Комментарии 59

Кстати огромное спасибо всем, кто писал в личку и помогал исправлять запятые и прочие буковки, у меня с этим совсем плохо.
Спасибо вам — вы делаете этот мир лучше)))
Никогда не прикидывали, сколько топлива сэкономит толчок ракеты даже на протяжении пяти метров обычным пневматическим домкратом стартового комплекса, я уже не упоминаю ускорительный комплекс Циолковского...?
Зачем такие сложные примеры если есть детские качели? Качнуться вперед внизу или вверху качения — разные эффекты и почти все это пробывали.
Можно поспорить, что механизм детских качелей — другой: за счёт переменной длины маятника.
На самом деле, что объяснить эффект Оберта и как нужно правильно ускоряться, не нужны никакие формулы, а достаточно гифки. Надо просто показать виртуальный центр масс с которым невозможно столкнуться и условнное тело, которое падает на него с некой высоты, естественно оно будет ускоряться замедляться, будет визуально понятно как это работает, потому что все эти процессы уже наблюдаемы. А потом показать, что будет, если часть тела выкинуть в точке с минимальной скоростью (выкинуть — вверх или вниз) и в точках с максимальной скоростью. Подсказка выхлопные газы выкинутые в сторону земли в точке с минимальной скоростью и максимальной высотой будут колебаться сильнее (это часть тела), а колебания самого тела — замедлятся, в точке с максимальной скоростью (около центра масс) позволит «разделиться» так, что газы будут колебаться меньше всего, а тело — больше.
Все эти разделения и отдельные колебания того, что мы выбросили, как раз и покажут, что энергия сохраняется и почему нам не удалось улететь дальше, хотя мы старались.
На мой взгляд, в вашей статье нет никаких «простых примеров с 90 градусной геометрией», всё очень сложно для понимания, запутано и вмазано в черезвычайно не нативную физику с потенциально-кинетическими энергиями и КПД.
Ну и фактически, если даже взять тело из трёх частей, то будет видно, что если мы противодействуем силе гравитации, то энергия тратится на уменьшение колебаний, а если содействуем, то на увеличение и эффект зависит от величины с которой взаимодействуем, вот и вся наука.
Вы одним комментарием объяснили то, что я пытался понять 20 минут, читая статью.
У меня схемы орбитальных переходов в KSP тоже выглядят так,
будто я вызываю Сатану.
image

Я потом даже КСП запускать перестал, на бумажке все маневры пока посчитал — вроде уже и наигрался.
А еще на спор на Муну с логарифмической линейкой летал, вот это челенж

У меня этот момент наступил, когда я в табличном редакторе сделал калькулятор для основных необходимых расчётов.

Правда, есть ещё мод kOS, позволяющий управлять аппаратом по программе, без ручного пилотирования. Это — следующий уровень хардкора.
Ну когда автор научится отличать мощность (Вт) от энергии (Дж)? А так в целом занимательно…

Тот же вопрос. Даже читать дальше расхотелось… Кроме того, электричество как таковое (заряд) измеряют в кулонах, ток — в амперах, напряжение — в вольтах, а вот как раз ватт не имеет в себе ничего электрического, то есть, в ваттах можно измерять мощность любой природы (не энергию!). Такая почти абсолютная безграмотность автора просто пугает.

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Мне не известно, была ли работа 1813 года доступна публично, всё таки там речь о Military Academy at Woolwich, но, думаю, дело именно в этом — Циолковский первый опубликовал.

… Потому что задним числом полевые транзисторы, да что там говорить, биполярные тоже, были доступны ещё в 1880-м году различным разведкам и секретным около-military лабораториям мира. Однако ни об одном точно датированном и работающем экземпляре интернет (возможно) не знает. (Но, может быть, просто поиск был проведён некачественно)… Ровно как и радио изобрели по миру человек пятьдесят наверное, если специалистов из разных стран, в том числе и из уже несуществующих поспрашивать. И каждый при этом будет ссылаться на законные публикации и патенты.

Так а что надо чтоб по прямой дететь? Много невесомого топлива? Или новые двигатели, у которых удельный расход топлива гораздо меньше чем у ракетных? На ядерных получится напрямую лететь?

Нужен двигатель которыый очень долго работает, желательно весь полёт.
А уж как он этого добивается, оставим в стороне.

Двигатель работает на том, что сбрасывает топливо с некоей массой, так что невесомое топливо бесполезно. Хотя бы фотоны нужны.


А так, да, нужны более эффективные двигатели. На ядерных получится лететь напрямую, экономч время в пути до Марса, но на них также можно лететь дольше с тем же запасом топлива, что и от обычных. Или просто брать меньше топлива.

У ядерных ИРЛ очень низкое ускорение.
Это называется Гомановский перелёт и это самый дешевый способ перелета в космосе — мы всегда ускоряемся только вперед и нам никогда не мешает гравитация.
Не всегда. При определённом соотношении исходной и целевой орбит (большие полуоси различаются более, чем в 11.94 раза) выгоднее биэллиптический переход. Он позволяет сэкономить несколько процентов топлива, расплачиваясь за это существенным увеличением времени полёта.
Увы, автор внес много сумбура, путая причины и следствия. На самом деле утверждение, где именно выгоднее разгоняться, несколько ошибочное, точнее, это только частный случай.
Достаточно было бы просто построить графики зависимости кинетической и потенциальной энергий от радиус-вектора — потенциалка линейна, кинетическая парабола, и в одной точке они пересекаются. И тут логично рассмотреть случаи ниже и выше этой точки. Тогда не нужно это нагромождение путающих всех примеров — достаточно базовой школьной математики
Потенциальная энергия гравитационного поля — не линейная функция. Что такое «кинетическая энергия от радиус-вектора» — непонятно. Решение задачи приводит к кубическому уравнению, один из корней которого равен ~11.94. Там не школьная математика.
Разумеется не линейная, но вроде автор сам настоял на упрощениях. По второй части — отношение импульса к радиус-вектору для конкретной орбиты.
В таком виде все же логичнее пояснять, чем говорить о параболлической орбите, применяя аналогию с круговой и колесом, исключая из рассмотрения потенциал. Да и вообще, путаница размерностей тут жуткая, правильнее бы все было сводить к работе. А уж впутывать сюда мощность — совсем не хорошо, особенно когда половина текста посвящена моментальному/взрывному приданию скорости. По мощности вообще можно отдельную статью писать — об изменении «стоимости» каждого приобретенного м/с.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Пилотируемый полёт — это отдельный вопрос. Суммарно может оказаться выгоднее лететь, опять же, не гомановской траекторией, а более быстрой и короткой. При этом в точке встречи орбиты будут не касательными, а пересекающимися. Потребуется дополнительное топливо как для разгона, так и для торможения.
По параболической траектории до Марса можно долететь за 70 суток, но при этом на разгон надо не 11.6, а 16.7км/с, а на торможение не 5.7, а 20.9км/с.
Упрощённо говоря — мы будем двигаться 1 км/с и Марс 1 км/с, но при этом мы будем лететь вперёд, а Марс влево и нам потребуется гигантский тормозной импульс.

А мне вот это не понравилось. Почему влево а не, скажем, вправо…
Тут либо картинку либо точнее описывать.
Ну и обязательно сделайте репост, или неужели вам нравится то, что происходит с интернетом? Когда заходишь в тренды ютуба — а там в топе видео как Влад бумага купается в … чипсах. Неужели вы не понимаете почему так происходит? — а всё потому, что школьники делают репосты — а вы нет!!! Как говорил Конфуций в своем письме Аристотелю: — Кто не хочет сам делать репосты — будет читать то, что репостят школьники!

Что-то мне подсказывает, что «тренды» — это тоже индивидуально и Вам показывают то, что репостят школьники только потому, что именно Вы часто смотрите именно то, что репостят школьники
Не совсем. В ютубе есть подписки (лента со всех каналов на которые подписан), главная страница с рекомендацими — наполовину то же что с подписок + старые видео с подписок + видео примерно по тегам/темам и тп.
И есть Тренды, которые НЕ индивидуальные, они по странам разбиты насколько я знаю (по крайней мере при смене страны я вижу другие тренды). И вот там вообще никак с вашими предпочтениями ничего не связано.
1 ватт = 1 Дж? Кто и где преподавал автору физику?
Хотел бы Вас поблагодарить за годный материал, который разберу подробно с сыном-старшеклассником, единственное, хорошо бы привести понятия и термины к общей системе единиц, то есть, не измерять энергию в ваттах и т.д. Но, однако, хороший научпоп для старших школьников, дающий базовые представления о небесной механике, спасибо Вам большое!
Если у меня сломался warp двигатель и я вынырнул из гиперпространства с неизвестной скоростью в неизвестной мне точке пространства между галактиками(очень далеко от них) и я хочу узнать, находится ли мой корабль в покое либо движется по инерции в какую-либо сторону(что для меня как наблюдателя на корабле не ощущается), могу ли я это включив ракетные двигатели n направлениях и измерив их эффективность это определить?
Нет, не можете. Принцип относительности прямо запрещает вам узнать вашу скорость и направление при экспериментах внутри корабля. Вам нужно что-то вне, например звёзды. Наблюдая различные красные смещения вы можете вычислить свою скорость.
Если я оставлю зонд в исходной точке, который такой же "неподвижный" как и корабль до включения двигателя — это будет считаться "во вне"?
Движение от покоя невозможно отличить даже в относительности Лапласа. Если как в примере с колесом — вы будете выбрасывать грузы — то они всегда будут вылетать с одной и той же скоростью относительно Вас — например 10 м/с, хоть влево, хоть вверх, хоть вперед.
Нет, оставленный зонд — это внутри. Сила принципа относительности в том что нет физического способа различить покой и равномерное движение.

Левантовский не знал про попадающую траекторию, опубликованную в СССР в 1957 году Ивановым?
При полете с использованием попадающей траектории Земля-Луна не надо тратиться, на выведение на околоземную и окололунную орбиты.

Выведение на орбиты не увеличивает затраты топлива на полёт. Выгода попадающей траектории только в её простоте. Многоэтапный полёт требует более сложного управления.

Это Вы откуда взяли? У Левантовского?
Yf rfrjq c nhfybwt,

Тормозить сложнее. Похоже, в будущем понадобятся специальные гигантские конструкции в космосе, которые будут останавливать подлетающие корабли, скажем, магнитным полем.
И куда они денут полученный импульс?
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Но как, Холмс?
Раззудимся фантазией и чисто тренировки ради хоть примерно представим себе.
Помним, что «дайте мне точку опоры» и всё такое.
То есть для кинетических аккумуляторов в вакууме нужна точка опоры обычно.
Особенно когда придет пора отдавать.
PS. как, например, происходит на спутниках при разгрузке силовых гироскопов.
На самом деле всё проще.
Если по условиям у нас есть станция которая может затормозить нашу ракету (электромагнитным полем например) — то импульс мы отдадим самой станции — и самое главное что бы в конечном итоге мы не вылетели с орбиты Земли (двигались медленнее 11,2 км/с), а потом можно медленно тормозить об атмосферу за несколько витков (отдать лишний импульс).
Оставим за скобками то, что после «медленно тормозить об атмосферу» надо будет из этой атмосферы выбраться.
И то, что человек предложил аккумулировать энергию, а не сбрасывать.
Лучше переместим эту конструкцию к Луне.
Нет из неё не надо выбираться — она не засасывает))) — мы просто будем пролетать близко к планете (100 км) и «шоркаться» об очень разреженную атмосферу на скорости ~11 км/с — и по немногу тормозить каждый виток.
Так как торможение в атмосфере будет происходить не строго в перигее, а в течение какого-то времени до и после него тоже, то перигей тоже будет постепенно опускаться. Так что засасывает. И кроме того, после гашения лишней скорости перигей надо будет поднять обратно.

Но аккумулятор кинетической энергии теоретически сделать можно на вращающихся тросовых системах, что-то вроде такого.
Строго говоря, в самой атмосфере будем не тормозиться, а как раз разгоняться, это так и называется — аэродинамический парадокс.

В атмосфере мы будем терять часть полной механической энергии, причем потенциальная энергия из-за снижения перицентра будет теряться быстрее, чем приращивается кинетическая (та самая разница функций кин. и пот. энергии от радиус-вектора). Если проще, то теряя часть полной механической энергии получаем кусок тормозной «спирали», которую можно представить оскулирующими кусками эллипсов, и у каждого последующего перицентр ниже предшественника, а потому скорость постоянно растет.

В этом то и основная проблема попытки рассматривать такое движение только через кинетическую энергию — при входе в «тормозящую» атмосферу мы будем не тормозиться, а разгоняться, но терять высоту и греться — а вот при выходе при выдергивании из потенциального «колодца» скорость упадет, потеряв ту часть кин. энергию, на которую нагреется (грав. маневра пока лучше даже не касаться). И конечно потеря скорости при «торможении» в перицентре усилится в апоцентре, эксцентриситет уменьшится.
Спиральное затягивание в атмосферу будет происходить всё таки при неконтролируемом полете, но если мы говорим о продуманном сооружении, то мы можем управлять углом атаки, а на таком дичайшем гиперзвуке он нужен совсем не большой и поэтому высоту в перицентре всё таки можно контролировать.

Хотя в конечном итоге на последнем витке его конечно в любом случае придется поднимать ракетными двигателями. Но это мелочь, по сравнению с тем, что можно сэкономить.
Да можно конечно — только тогда теряется смысл АД торможения, углы атаки на таких скоростях не применяются, скорее несколько наоборот. При малейшем угле получаем «отскок», от величины угла зависит только глубина отскока. Это примерно как скачки камня, брошенного вдоль воды.

По сути тут все прозрачно — все решает угол вхождения, а не угол атаки. Чем выше изначальная скорость, тем «хорда» движения в атмосфере ближе к прямой. А это имеет сразу ряд минусов — очень маленький «тормозной» путь, при котором к тому же мы на какое то время входим в слишком плотную атмосферу.
Так что на больших скоростях и достаточно плотной атмосфере обычно применяется многозаходный вариант — торможение идет внутри внешнего «кольца» — угол выбирается такой, чтоб при быстром нырке в более плотные слои не сломать и не расплавить аппарат (угол атаки ведет к приложению нагрузки не перпендикулярно мидельному сечению, а конструкцию как раз строят на продольные нагрузки). После отскока (чуть меньший угол, чтоб успеть остудить, пассивно же он будет чуть больше) идет основной этап пассивного торможения, и на выходе снова доразворачивают, чтоб провалить аппарат в потенциальную яму. Повторяют сколько смогут (чем выше начальная скорость, тем меньше отскоков за виток можно добиться). Ну и конечно вхождение производят как можно ближе к расчетному перицентру — там больше коридор, в котором можно «поскакать» и максимальна скорость, которую желательно погасить в наименее плотных слоях — на первом входе относительно медленный вход до отскока, быстрый выход и достаточно долгое проваливание, чтоб успеть остыть.

PS но затягивание все равно имеет «спиральный вид» — чем больший угол гашения, тем ниже перицентр и больше затягивает. Просто в этом случае на спираль накладываются колебания «нырков»
Спасибо за Ваш развернутый ответ. Т.е. перицентр вообще неизбежно падает и его нужно поднимать каждый виток? А на таком гиперзвуке (10-12 км/с) вообще реально хоть какую-то подъемную силу создать?
Я просто думал насчет торможения у Марса при скоростях 10-12 км/с, каким-нибудь Шаттлом кверх ногами. По сути что бы летать вокруг Марса с такой скоростью нужно ускорение 42 Н «вниз», тогда получится как бы псевдо первая космическая скорость, ~5 Н тянет сам Марс и перегрузки будут всего ~3 G. Как думаете — это реально?
Если вопрос конкретно по Марсу, то с ним ситуация несколько проще, сказывается его специфика.
Если сравнить Марс с Землей или Венерой, то на Марсе не получится получить атмосферу земного типа — ни искусственно, ни естественно. Строго говоря, с ростом высоты от поверхности планеты плотность/давление растет по экспоненте. Если планета плотная (5,51 Земля, 5,24 Венера), то показатель степени велик и большая часть атмосферы сжата у самой поверхности, а верхние слои сильно разряжены. А вот если плотность низка (3,93 у Марса), то распределение более равномерное.
В долгосрочном прогнозе второй вариант (особенно с малой массой планеты) ведет к быстрой диссипация атмосферы, в первую очередь газов с малой молекулярной массой. Так Земля теряет в основном водород, Венера так же теряет и часть гелия. Марс по этой причине быстро терял водяные пары (молярная 18) и кислород (32), а углекислый газ (44) немного удерживает.
Кстати, тут есть серьезная проблема. Отложения углекислоты начались видимо при умеренно плотной первичной атмосфере, а с падением давления температура сублимации понижается. Так что потревожив целостность этих слоев можем запустить необратимый процесс — резкий выброс части углекислого газа в атмосферу, который Марс долго не удержит. Впрочем это уже из другой области вопросы, моделей поведения достаточно много.

Если же говорить по движению в атмосфере Марса, то тормозит она слабо, зато даже проходя по хорде почти у самой поверхности планеты не будет эффекта удара — резкого перепада плотностей атмосферы там просто нет. Поэтому многозаходный вариант там слабо работает, выгоднее просто дольше находиться в атмосфере за один проход, хоть при угле входа порядка 75 градусов. И опять же этим сильно не тормознуться, можно скомбинировать с гравитационным маневром, «отбирая» часть импульса самого Марса. (если брать аналог «на пальцах» — это как кинуть камень навстречу поезду при упругом соударении — поезд чуть отбросит назад, а отскочивший камень полетит с большей по модулю скоростью, чем изначально). Тогда в принципе можно и за один проход погасить для перехода на НОО
все здорово… но Грету зачем вставили?(( школьников картинкой заманивать?((
вообще это имхо некорректно фотками подростков смеяться(((
так то грета после ейных феерических выступлений уже не просто некий подросток, а медийная персона. А к медийным персонам совсем другие правила применяются.
для подростка — нормально выступать эмоционально и с перехлестом. Бороться за природу вполне себе достойная цель в отличии от наркоманов и прочих неблагополучных подростков.
«Фееричность» выступлений зачастую раздута просто неадекватными комментаторами и всякими сторонниками заговоров (климат не теплеет, все защитники природы — агенты мировой буржуазии, во всем виноват Сорос и Билл Гейтс и тд)
Ну и дело моральных принципов каждого гоготать над подростком или написать более корректно как взрослый человек.
Ой ну легко так говорить, когда других проблем нет
image
Шикарная статья. С удовольствием наброшу тему для одной из следующих — Пусть злые русские сумели построить «Нуклон» и навесить на него двигателей ИД-500 на половину его киловатт (на вторую половину лазеров, но это для отдельной статьи :). Какие возможности такая вооружённость открывает с точки зрения орбитальной механики. Судя по объявлению американцев, что они тоже будут пытаться что-то такое делать — тема интересная.
Благодарю за ваш труд! Очень познавательно и просто в вашем изложении!
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации

Изменить настройки темы

Истории