Pojďme na Titan plachetnici

Pin
Send
Share
Send

Velké měsíce obíhající kolem obřího plynu v naší sluneční soustavě se v posledních letech dostávají do popředí. Existuje zájem o další zkoumání Titanu, ale to je složité z oběžné dráhy, protože vidět skrz hustou atmosféru je obtížné. Létání na Titanu bylo projednáno na webu (občas viditelně), a to byl dokonce jeden z subjektů léčených nesmírně populárním komiksem XKCD.

Stále však zůstává problém pohánět pohon. Požadavky na energii letu jsou na Titanu poměrně minimální, takže sluneční křídla by mohla fungovat. Ale Titan také představuje alternativu: plachtění.

Se všemi těmito jezery a řekami může být objevování Titanu povrchovou lodí skvělým způsobem, jak vidět velkou část Měsíce. Vozidlo by však plavilo po vodě. Jezera na Titanu jsou složena z tekutého metanu. Výzvou tedy je, aby se plavidlo vznášelo: tekutý metan je jen 45% hustý jako tekutá voda. To znamená, že bychom potřebovali hodně vysídlení. Hluboký, dutý trup by to však mohl udělat a ukázalo se, že tekutý metan má výhodu, která pomáhá vyrovnat nízkou hustotu: je mnohem méně viskózní než voda.

Reynoldsovo číslo je úměrné poměru hustoty k viskozitě a ukázalo se, že třecí tření na trupu je nepřímo úměrné Re. Zatímco Titanova moře a jezera mají jen 45% hustoty vody, mají také pouze 8% viskozity. To znamená, že plachetnice Titan by zažila pouze asi 26% třecího odporu jako její ekvivalent na Zemi. [Návrháři jachet zjistili, že třecí odpor je přibližně roven 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. To nám dává prostor k tomu, aby byl trup hlubší (důležité kompenzovat hustotu, jak je uvedeno výše) a delší (pokud chceme delší vodorysku, která prodlouží příďové vlny a zlepší maximální rychlost).

Samotná plachta by na Titanu v průměru dostala méně větru než Země. Průměrná rychlost větru na Titanu se zdá být podle Cassiniho asi 3 metry / s, i když by mohla být vyšší nad jezerem. Průměrná rychlost větru nad oceány Země je blíže 6,6 metrů / s. Atmosféra Titanu je ale také asi 4x hustší než Země a výtah i odpor jsou úměrné hustotě tekutin. Všichni říkají, že to znamená, že celková tekutinová síla na plachtě bude asi 83% toho, co byste dostali na Zemi, všechno ostatní bude stejné, což by mohlo stačit. Byla by prémie na efektivitu a velikost plachty, a tak bychom mohli využít výhodu trupu s nízkým třením k prozkoumání tvarů s větší stabilitou, které mohou pojmout větší, vyšší (a pravděpodobně vysoký poměr stran) plachty.

To je samozřejmě docela spekulativní, ale poskytuje to zábavné cvičení a možná i inspiraci, protože si představujeme, jak robotické lodě s vysokou plachtou potichu křižují jezera Titan.

Jeden koncept pro loď na Titanu již byl navržen: Titan Mare Explorer (TiME) by poslal plovoucí high-tech bóje k přistání v metanovém moři na tomto měsíci Saturn, aby studoval jeho složení a jeho interakci s atmosférou. Ale tento koncept mise Discovery byl spojen ve prospěch vyslání přistávacího modulu InSight na Mars.

Ale se všemi nedávnými objevy na Titanu kosmickou lodí Cassini - věci jako jezera, moře, řeky, počasí a klimatické vzorce, které vytvářejí mlhu i déšť - bude misi jako je tato v budoucnu věnována větší pozornost.

Pin
Send
Share
Send

Podívejte se na video: První vesmírný turista mířící k Měsíci let staré pivoOchrana Země před Asteroidy - TIP#103 (Listopad 2024).