Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Większość pracowników NASA - amerykańskiej agencji zajmującej się badaniem kosmosu - w dzieciństwie oglądała kultowy do dziś serial science-fiction z lat sześćdziesiątych: Star Trek. Bez skrępowania przyznają się do fascynacji tym pionierskim obrazem, wielu właśnie dzięki niemu zdecydowało się poświęcić swoje życie astronautyce. I nic dziwnego w takim razie, że widzą tak wiele podobieństw swojej pracy do filmowej „misji odkrywania nowych, obcych światów".

Standardowa orbita, panie Sulu - to jedna z najczęściej słyszanych komend kapitana Jamesa T. Kirka. Łatwość, z jaką statek „Enterprise" zmienia orbity i podróżuje od jednej planety do drugiej w prawdziwej kosmonautyce nie jest możliwa. Czy też raczej: nie była możliwa aż do teraz. Napęd odrzutowy ma to do siebie, że zużywa gigantyczne ilości paliwa. Lot w kosmosie to zatem kilka minut pełnego ciągu, a potem dni, miesiące, czy lata lotu rozpędem. Nigdy dotąd żaden pojazd kosmiczny nie orbitował wokół choćby dwóch ciał kosmicznych - ilość paliwa konieczna do takich manewrów byłaby tak duża, że obciążona nim rakieta w ogóle nie oderwałaby się od Ziemi.

Przełom nastąpił wraz z wynalezieniem napędu jonowego. Takim właśnie napędem dysponuje podróżująca właśnie przez Układ Słoneczny sonda Dawn (ang. „Świt"). Olbrzymie, bo mierzące 65 stóp baterie słoneczne generują prąd, który jonizuje paliwo - ksenon, gaz szlachetny. Nie jest to bolid wyścigowy - jak żartują inżynierowie NASA - do setki rozpędza się całe cztery dni. Ale w odróżnieniu od konwencjonalnych napędów odrzutowych, silnik jonowy nie wymaga wielkiego statku i olbrzymich zbiorników paliwa. Jest oszczędny - przez te cztery dni zużyje jedynie jeden kilogram ksenonu - i może działać przez cały czas. Sonda rozpędza się powoli, ale bezustannie, dzięki czemu może osiągać wielkie prędkości. I może manewrować.

 

By odkrywać nowe, nieznane światy"

 

Silnik sondy Dawn może działać bez przerwy przez pięć i pół roku - zachwycają się inżynierowie. - Przykładowe wejście na orbitę Marsa dla tradycyjnej sondy oznacza zużycie 300 kilogramów paliwa. Dla silnika jonowego zainstalowanego w Dawnie: tylko 30 kilogramów. Co ciekawe, napęd jonowy po raz pierwszy pojawił się... tak, w serialu Star Trek. I jak filmowe okręty przyszłości, Dawn może manewrować i podróżować od jednej planety do drugiej. Pięć i pół roku działania silnika oznacza możliwość działania i manewrowania nawet przez kilkadziesiąt lat. Nie wiadomo, czy to przypadek, ale sterownia, skąd kieruje się lotem sondy bardzo przypomina... maszynownię „Enterprise". Czujemy się tu jak Scotty - półżartobliwie mówią członkowie projektu.

Sentymenty i zabawne skojarzenia to jedno, a poważna praca to drugie. Dawn wykonuje poważną misję: zbadania dwóch planetoid: Ceres i Westę. To największe planetoidy w naszym Systemie Słonecznym, Ceres jest już tak naprawdę, podobnie jak Pluton, planetą karłowatą, a Westa niewiele jej ustępuje. Podczas gdy Westa jest ciałem skalistym, Ceres przypomina lodowe ciała istniejące bliżej krańców naszego Układu, naukowcy spodziewają się, że pod lodową pokrywą może nawet znajdować się ocean płynnej wody. Taka skomplikowana misja nie byłaby możliwa przy użyciu tradycyjnych napędów. Dzięki silnikowi jonowemu Dawn naprawdę odkrywa „nowe, nieznane światy".

Dane zgromadzone przez sondę Dawn pozwolą być może zrozumieć, czemu te dwa ciała niebieskie są tak odmienne od typowych planetoid. To przełomowa misja, nie tylko dla Laboratorium Napędów Odrzutowych, czy NASA - mówią uczestnicy projektu - ale dla całej ludzkości. To, odwołując się do ich ulubionego serialu, naprawdę „fascynujące".

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Przykładowe wejście na orbitę Marsa dla tradycyjnej sondy oznacza zużycie 300 kilogramów paliwa. Dla silnika jonowego zainstalowanego w Dawnie: tylko 30 kilogramów.[/size] 

Tyle to ja potrzebuję do Zakopanego i z powrotem. :D

Bardziej imponująco wygląda sterownia elektrowni węglowej w Skawinie.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Jest oszczędny - przez te cztery dni zużyje jedynie jeden kilogram ksenonu

Na rozpędzenie się do 100 km/h? Nie jestem ekspertem, ale kilogram paliwa na rozpędzenie się do 100 km/h przy praktycznie zerowych oporach to mało imponujący wyczyn. Na pewno czym innym jest oszczędność związana z manewrowaniem, ale argumentu użyto IMHO dość kiepskiego.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Kiepsko wytłumaczone.

Masa sondy ok 1000 kg

Ciąg maksymalny ok 0,09 zaokrąglam do 0,1 N

Przyspieszenie maksymalne 0,1/1000= 0,0001 m/s2

Prędkość maksymalna po 1 godz = 3600 * 0,0001=0,36 m/s

po 1 dobie = 24*0,36= 8,64 m/s = 31 km/h

po 4 dobach = 31*4= 120 km/h

Ja zaokrągliłem ciąg do 0,1 ale był mniejszy zatem wychodzi rzeczywiście po 4 dobach ok 100 km/h.

Ale policzmy jeszcze drogę

s=0,0001 * ((24 *4 *3600)do 2)/2=5 971 968 = ok. 6 000 km

 

I tu jest sedno. Jaki samochód przejedzie na 1 kg paliwa 6 000 km.

A dalej zyski będą jeszcze większe, ponieważ sonda nie zużywa paliwa proporcjonalnie do drogi ale proporcjonalnie do prędkości, zatem proporcjonalnie do pierwiastka kwadratowego drogi. Czyli im więcej km tym mniej kg paliwa na km wychodzi.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Na rozpędzenie się do 100 km/h?

 

Oryginalny tekst z NASA nie zawiera jednostek. Nie sądzę, żeby to były km/h, prędkość sond raczej podaje się w m/s, więc prędzej to bym obstawiał.

 

thikim, zlituj się, to artykuł popularyzatorski, a nie podręcznik dynamiki, czy katalog parametrów technicznych sprzętu. :D :D)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Po pierwsze nikt nie będzie podawał prędkości sond w m/s z prostego powodu.

Sonda Voyager 1 prędkość ok. 16 000 000 m/s.

Po drugie wyliczyłem czemu jest 100 km /h i może to być co najwyżej 100 mil/h, ale 100 km/h pasuje lepiej.

Po trzecie bez matematyki to można snuć 500 teorii z których 450 nie spełnia najprostszych reguł matematycznych w rodzaju 2+2. Czy idąc do sklepu też uważasz matematykę za nic nie znaczącą hipotezę?

Po czwarte, na litość boską, to tylko prawa dynamiki Newtona. Wiem,że trochę się zmieniło przez te parenaście lat ale chyba nadal uczą tego w podstawówce.

Po piąte - w tym artykule chciano podkreślić jak wolno sonda się rozpędza, dlatego podano prędkości w km/h. W innych wypadkach nie ma to sensu ponieważ jak napisałem wyżej prędkości sond liczymy w km/s.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Wiem,że trochę się zmieniło przez te parenaście lat ale chyba nadal uczą tego w podstawówce. 

Dobre, wyszło tak w podbródek  :D  przeglądnij kilka książek do fizyki  z 1928r do 1939r a przeżyjesz podobny nokaut na sobie.

Share this post


Link to post
Share on other sites
I tu jest sedno. Jaki samochód przejedzie na 1 kg paliwa 6 000 km.[/b]

A jaki samochód porusza się w warunkach niemal zerowej grawitacji i niemal zerowych oporów?

Share this post


Link to post
Share on other sites
  A jaki samochód porusza się w warunkach niemal zerowej grawitacji i niemal zerowych oporów?[/size] 

Zerowa grawitacja?? to co trzyma galaktykę w kupie?? co każe planetom obiegać słońce??

Wolne miejsce?? dopasowanie elektrostatyczne?? suma wektorów magnetycznych?? fala de... ??

Share this post


Link to post
Share on other sites
A jaki samochód porusza się w warunkach niemal zerowej grawitacji i niemal zerowych oporów?

Ależ możesz wysłać samochód w przestrzeń kosmiczną. Bezcelowe ale przynajmniej zobaczysz ile przejedzie na 1 litrze paliwa. Na pewno nie 6000 km, może z 1 km to przejedzie. Tak samo na Ziemi, tak samo inne rodzaj sond. Zużywają więcej paliwa żeby przelecieć mniej.

Ostatecznie paliwo jest potrzebne do korygowania ruchu aby się załapać na "katapultę"  grawitacyjną.

Share this post


Link to post
Share on other sites

I właśnie o tym mówię - bez sensu jest takie porównywanie, a jego wynik wcale nie jest porażająco dobry.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dyskusja o paliwie jest w przypadku sond o napędzie jonowym sporym nieporozumieniem, bo przecież żadnego paliwa one nie używają. Ksenon jest jedynie nośnikiem energii, nie jej źródłem - bo tej w całości dostarcza Słońce.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dyskusja o paliwie jest w przypadku sond o napędzie jonowym sporym nieporozumieniem, bo przecież żadnego paliwa one nie używają. Ksenon jest jedynie nośnikiem energii, nie jej źródłem - bo tej w całości dostarcza Słońce.

 

Ale bez ksenonu daleko nie poleci. Poza tym czy energia jest czerpana z baterii słonecznych, ogniw chemicznych czy też z reakcji jądrowych nie robi różnicy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA poinformowała, że będzie płaciła prywatnym firmom za próbki skał, gruntu, pyłu i innych materiałów przywiezionych z Księżyca. Administrator Agencji, Jim Bridenstine napisał w komentarzu do ogłoszenia, że plany takie nie naruszają międzynarodowego traktatu z 1967 roku, zgodnie z którym państwa nie mogą rościć obie praw własności do przestrzeni pozaziemskiej i naturalnych obiektów, które tam się znajdują.
      Inicjatywa NASA, skierowana do prywatnych przedsiębiorstw, które planują wysyłać robotyczne misje na Księżyc, to część szerszego planu. Zdaniem Bridenstine'a należy ustalić „normy zachowania” w przestrzeni kosmicznej oraz umożliwić prywatnym firmom pozyskiwanie surowców na Księżycu w celu wspierania przyszłych misji kosmicznych. NASA uważa, że wydobyte surowce powinny być własnością przedsiębiorstwa, które je pozyskało.
      W ramach prowadzonego przez NASA programu Artemis, amerykańscy astronauci mają do roku 2024 powrócić na Księżyc. Ma to być prekursor przyszłej załogowej misji na Marsa.
      Na początku chcemy kupić trochę próbek księżycowego gruntu, by wykazać, że takie działania są możliwe, mówi Bridenstine. Z czasem NASA może być zainteresowana zakupem innych materiałów, takich jak np. lód, które zostaną znalezione na Srebrnym Globie.
      W maju NASA wystąpiła z inicjatywą rozpoczęcia globalnej debaty i zarysowania podstawowych ram dotyczących zasad pracy człowieka na Księżycu. Z czasem miałyby one stać się podstawą do podpisania międzynarodowego paktu o eksploracji Księżyca, nazwanego roboczo Artemis Accords. Pakt taki miały dawać prywatnym firmom prawo do zasobów, które wydobędą na Księżycu, a z których mogą powstawać elementy baz księżycowych czy paliwo do rakiet z nich startujących.
      Chcą zapłacić firmom za skały, które te pozyskają na Księżycu. Od firm zależy, czy uznają, iż proponowana cena warta jest kosztów i ryzyka związanego z pozyskaniem i sprzedaży skały, mówi Joanne Gabrynowicz, która w przeszłości była wydawcą pisma Journal of Space Law.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA poinformowała, że satelita OGO-1 spłonął w atmosferze Ziemi po 56 latach przebywania na orbicie okołoziemskiej. Orbiting Geophysics Observatory 1 został wystrzelony we wrześniu 1964 roku. Był pierwszym z 5 satelitów badających pole magnetyczne Ziemi w ramach misji OGO. Był też ostatnim z nich, który wszedł w ziemską atmosferę. Misja satelity zakończyła się w 1971 roku i od tamtej pory krążył bez celu wokół naszej planety.
      W wyniku tarcia o górne warstwy atmosfery ważący 487 kilogramów satelita coraz bardziej spowalniał, w wyniku czego zmniejszał wysokość. W końcu 29 sierpnia o godzinie 22:44 czasu polskiego wszedł w atmosferę nad Oceanem Spokojnym i w niej spłonął, nie stanowiąc zagrożenia dla ludzi.
      NASA dość precyzyjnie wyliczyła miejsce i moment tego wydarzenia. OGO-1 wszedł w atmosferę o około 25 minut wcześniej, niż przewidywała NASA, w wyniku czego miejsce pojawienia się w atmosferze znajdowało się o około 160 kilometrów na południowy-wschód od Tahiti. Dzięki temu NASA mogła nie tylko śledzić satelitę za pomocą radarów, ale również zebrała relacje od mieszkańców Tahiti, którzy obserwowali płonący w atmosferze pojazd.
      Satelity OGO były wystrzeliwane w latach 1964–1969. Wszystkie spłonęły już w atmosferze naszej planety.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA po raz kolejny przekłada start Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST). Wystrzelenie urządzenia, planowane dotychczas na marzec 2021 roku zostało przesunięte na 31 października 2021. Częściową winę za kolejne opóźnienie ponosi epidemia koronawirusa.
      Prace nad następcą Teleskopu Hubble'a rozpoczęły się w 1996 roku. Wówczas planowano, że pochłoną one 0,5 miliarda dolarów. Obecny budżet projektu to 9,6 miliarda. Start teleskopu wielokrotnie też przekładano. Ostatnio w roku 2018, kiedy poinformowano, że odbędzie się on w marcu 2021, a nie w marcu 2020.
      Obecne opóźnienie nie spowoduje dalszego zwiększenia budżetu, zapewnił dyrektor NASA ds. misji naukowych Thomas Zurbuchen. Zostanie ono sfinansowane z zapasowych środków przewidzianych w obecnym budżecie. Z kolei dyrektor projektu JWST, Gregory Robinson, poinformował, że epidemia koronawirusa odpowiada za co najmniej 3 miesiące z ogłoszonego właśnie 7-miesięcznego opóźnienia. Nasz zespół stosuje się do zaleceń epidemicznych. Utrzymywany jest dystans pomiędzy pracownikami, co wpływa na tempo prac w clean roomie, stwierdził.
      JWST zastąpi Teleskop Kosmiczny Hubble'a, który prawdopodobnie przestanie pracować w ciągu najbliższych kilkunastu lat.
      JWST będzie w stanie odnaleźć egzoplanety, których Hubble nie jest w stanie dostrzec. Teleskop będzie też mógł badać ich atmosfery, szukając w nich sygnatur życia. Zajrzy też głębiej niż Hubble w przestrzeń kosmiczną. Zobaczy tworzenie się pierwszych gwiazd i galaktyk oraz pozwoli zbadać ich ewolucję.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA ponownie przesunęła zaplanowany na 22 lipca start misji Mars 2020, w ramach którego na Czerwoną Planetę ma trafić łazik Perseverance oraz pierwszy w historii dron – Ingenuity. Agencja poinformowała, że z powodu kłopotów z rakietą, misja wystartuje nie wcześniej niż 30 lipca. To spore opóźnienie, gdyż dotychczas mówiono, że okno startowe będzie trwało od 20 lipca do 13 sierpnia. Na szczęście jednocześnie nieco wydłużono ten okres i poinformowano, że ostatnim dniem, w którym misja może wystartować jest 15 sierpnia.
      Okno do startu na Marsa otwiera się raz na 26 miesięcy. Jeśli Mars 2020 nie wystartuje w bieżącym roku, to NASA będzie musiała poczekać do roku 2022. Takie opóźnieni kosztowałoby około... 500 milionów dolarów.
      Mars 2020 to najbardziej ambitna misja marsjańska podjęta dotychczas przez NASA. Jej całkowity koszt wynosi około 3 miliardów USD. W ramach tej misji na powierzchni Marsa ma zostać posadowiony najcięższy z dotychczasowych ładunków wysłanych przez człowieka. Łazik Perseverance będzie szukał śladów życia, zbierze też próbki skał i gruntu, które w przyszłości mogą zostać przywiezione na Ziemię. W jej ramach będzie też testowany śmigłowiec Ingenuity.
      Pierwotnie start misji przewidywano na 17 lipca. Jednak gdy pojawiły się problemy z dźwigiem na stanowisku startowym, przesunięto go na 20, a następnie na 22 lipca. Teraz okazało się, że firma United Launch Alliance, która jest twórcą rakiety nośnej, potrzebuje więcej czasu, by poradzić sobie z czujnikami systemu tankowania ciekłego tlenu. Wczoraj podczas testów pojawiły się w nich niestandardowe odczyty.
      W ciągu najbliższych tygodni jeszcze dwa inne kraje spróbują swojego szczęścia na Marsie. Chiny mają zamiar wysłać tam misję Tianwen-1, w ramach której chcą na posadowić na powierzchni Marsa niewielki lądownik. Z kolei Zjednoczone Emiraty Arabskie planują wysłać na orbitę Marsa orbiter Hope Mars.
      Z kolei w marcu informowaliśmy o opóźnieniu o 2 lata europejsko-rosyjskiej misji ExoMars.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzkość od dawna poszukuje dowodów na istnienie pozaziemskiej cywilizacji. Najbardziej znanym takim projektem jest SETI, w ramach którego poszukiwane są sygnały radiowe emitowane przez inne cywilizacje. To jednak nie jedyny możliwy sposób poszukiwania Obcych. Adam Frank, profesor fizyki i astronomii z University of Rochester, jest pierwszym naukowcem, który otrzymał od NASA grant na poszukiwanie technosygnatur, które nie są sygnałami radiowymi.
      Dzięki finansowaniu z NASA Frank i jego koledzy, Jacob-Haqq Misra z organizacji Blue Marble Space, Manasvi Lingam z Florida Institute of Technologi, Avi Loeb z Harvard University oraz Jason Wright z Pennsylvania State University będą mogli tworzyć bazę pierwszą online'ową bibliotekę technosygnatur.
      Naukowcy poszukujący życia pozaziemskiego zawsze stali przed dylematem, gdzie mają go szukać. Na które gwiazdy skierować teleskopy i szukać tam sygnałów? Teraz wiemy, gdzie szukać. Znamy tysiące egzoplanet, w tym planety znajdujące się w ekosferach gwiazd. Zasady gry uległy zmianie, mówi Frank.
      Uczony zauważa, że obca cywilizacja będzie musiała wytwarzać energię. A liczba form energii we wszechświecie jest organiczona. Ponadto, chociaż życie może przybierać wiele różnych form, zawsze będzie opierało się na zasadach fizyk i chemii. Każda obca cywilizacja również musi się na nich opierać. A to oznacza, że możemy wykorzystać wiedzę zdobytą na Ziemi, by móc wyobrazić sobie, co dzieje się w dowolnym zakątku wszechświata.
      Na początku naukowcy poszukają technosygnatur dwóch technologii.
      Pierwszą z nich będą panele słoneczne. Gwiazdy to jedne z największych fabryk energii. Próba czerpania z nich energii to naturalna rzecz, o której powinny pomyśleć inne cywilizacje, mówi Frank. Jeśli więc obca cywilizacja używa na swojej planecie wielu paneli słonecznych, to światło odbijane od takich planet powinno mieć pewne charakterystyczne sygnatury. Naukowcy uważają, że będą w stanie je wykryć, o ile rzeczywiście na danej planecie używanych będzie wystarczająco dużo paneli.
      Druga technosygnatura to zanieczyszczenia. Profesor Wright zauważa, że na Ziemi możemy wykryć obecność różnych gazów w atmosferze badając światło, jakie gazy te absorbują. W ten sposób jesteśmy w stanie wykrywać tlen czy metan, ale również sztuczne gazy, jak chlorofluorowęglowodory (CFC), które do atmosfery trafiły, gdy zaczęliśmy używać lodówek. Grupa Franka chce poszukać właśnie sygnatur takich gazów jak CFC, które będą wskazywały na istnienie cywilizacji przemysłowej.
      Wszystkie informacje zebrane przez Franka i jego zespół trafią do ogólnodostępnej bazy danych technosygnatur, którą można będzie wykorzystać do dalszych badań i porównań. Naszym zadaniem jest stwierdzić 'w tym zakresie widma widzimy coś, co może być konkretnym typem zanieczyszczenia, w tym zakresie widzimy coś, co może być światłem odbitym od paneli słonecznych, mówi Frank. Dzięki temu astronomowie będą wiedzieli, gdzie szukać, jeśli rozglądają się za technosygnaturami.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...