솜사탕에 달 착륙?
우주선이 지구에 착륙하면 대기를 사용하여 속도를 늦 춥니 다.
달에는 대기가 없으므로 우주선은 궤도 속도에서 감속하기 위해 대신 로켓을 사용해야합니다.
대신 푹신한 소재의 큰 풀이나 저밀도 폼을 사용하여 속도를 늦출 수 있습니까?
달의 궤도 속도는 지구의 7,800m / s에 비해 1,700m / s에 불과합니다. 따라서 관련된 힘은 훨씬 더 작을 것입니다. 10G에서도 정지하려면 몇 킬로미터가 필요하기 때문에 수영장이 커야한다는 것을 이해합니다.
그러나 1,700m / s의 속도로 수영장에 부딪히면 내용물이 얼마나 얇고 푹신한 지에 관계없이 우주선이 부서 질까요? 이 목적을위한 좋은 재료가 있습니까?
답변
10G (초당 98 미터)와 같은 매우 높은 가속도에서 초당 1700 미터에서 감속하는 것은 상당한 거리를 포함하며, 댓글에서 Uhoh 당 거의 15km입니다.
재료의 음속 이상으로 이동하는 동안 감속의 첫 번째 세그먼트의 경우 이것은 솜사탕에 구멍을 뚫어 감 속력이 생성되는 에어로 브레이킹처럼 보입니다. 가속되는 사탕의 질량은 공예 감속과 균형을 이루는 힘을 생성합니다.
따라서 10G에서 1700m / s에서 감속하는 첫 1 초 동안 항공기 1kg 당 98N의 힘이 필요하며, 이는 57g의 재료를 1700m / s로 가속 할 때 발생합니다.
이 물질은 1700m 경로를 따라 퍼지고, 우리가 페이로드를 10cm 입방체에 1kg의 물로 모델링하면 0.01 * 1700 = 17m3의 총 부피에 대해 전면 0.01m2를 제공합니다.
따라서 솜사탕 브레이크 패드의 첫 번째 섹션은 밀도가 57g / 17 = 3.3g / 입방 미터 여야합니다. 꽤 낮은데, 해수면의 공기는 입방 미터당 1kg 이상입니다. 일부 무작위 인터넷 검색은 지금까지 솜사탕에 대해 입방 미터당 1200g을 얻었습니다.
물론 인간의 식용 밀도로 솜사탕을 만들 필요는 없습니다. 따라서이 구조는 처음 10km 정도가 미터당 몇 가닥에 불과한 세 심하게 설계된 웹으로 스레드 된 터널이나 채널처럼 보이기 시작합니다. 1700m / s가 완전히 방어하는 것이 불가능하지는 않지만,이 과정에서 격렬한 샌드 블라스팅과 유사한 것을 겪게 될 선박 자체에 대한 절제력을 줄이기 위해 가능한 한 미세한 가닥.
공예의 밀도가 증가함에 따라 필요한 실의 수도 증가하여 실제 솜사탕에 더 가깝지만 공예의 차폐 표면에 가해지는 절제력도 증가합니다.
우주선 실드 표면과 들어오는 스레드의 순간 간 상호 작용을 모델링하는 방법을 모를 수 있습니다. 평균 에너지는 지구 재진입보다 낮기 때문에 아마도 달성 할 수 있지만 각 스레드 타격에는 상당한 에너지 전달이 필요합니다.
따라서 최종 제품은 15-20km의 경로 / 터널로 세 심하게 설계된 나사산이며, 사용 후 완전히 교체해야하며,이 과정을 견딜 수 있도록 선박 자체를 설계해야합니다.
나는 당신이 잘못된 길로 오는 것 같아요. 탈출 속도는 스칼라 양 이라는 것을 기억하세요 . 행성과 교차하지 않는 한 어떤 방향으로 가는지는 중요하지 않습니다. 즉, 어떤 방향으로도 접근 할 수 있습니다.
15km 착륙 구덩이는 엔지니어링의 엄청난 위업이지만 접근 방식이 어느 방향 으로든 가능하기 때문에 구덩이가 전혀 필요하지 않습니다. 대신 15km 트랙으로 동일한 작업을 수행하십시오.
(이미 궤도에있는 경우이 작업이 훨씬 더 쉬우므로 근시를 트랙의 고도로 낮추기 만하면됩니다.)
질량 밀도를 올바르게 얻는 데 여전히 문제가 있지만 수평으로 펼쳐져 있기 때문에 훨씬 쉽습니다.
(그러나 저항 매개체 대신 자기 부상 트랙을 만들 것입니다.)