Можно ли слетать в космос без реактивных двигателей?

184 posts in this topic

Posted

Так-как можно будит выбраться из гравитационной ямы имея аэростат с бесконечно-расширяющимся баллоном.

По мере подъема, будет уменьшаться подъемная сила.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

По мере подъема, будет уменьшаться подъемная сила.
Компенсируется увеличением объёма. Водород отлично улетучивается в межпланетное пространство. А в меньших количествах даже кислород. У нас же он по условию имеет плотность ещё в несколько сотен раз меньше, так что при достаточно малой общей плотности (с учётом массы самого аппарата) можно подняться до солнечно-парусных высот. Edited by taras-proger

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Так-как можно будит выбраться из гравитационной ямы имея аэростат с бесконечно-расширяющимся баллоном.

По мере подъема, будет уменьшаться подъемная сила.

А мы его водород в баллоне нагреваем. Нагретый газ продолжает расширяться и подъёмная сила не уменьшается.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

А мы его водород в баллоне нагреваем. Нагретый газ продолжает расширяться и подъёмная сила не уменьшается.

Пока плотность атмосферы не упадет ниже плотности водорода, даже нагретого. После чего подъем остановится. Правда, скорее всего он остановится раньше, из-за веса конструкции.

В общем, полагаю где-то на 80 км забраться теоретически можно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Вместо прочность написал плотность.
Тогда другое дело. Тогда упираемся в вес источника энергии: если он слишком тяжёлый, то объёма даже растянутого баллона не хватит, а растянуть ещё больше не получится из-за дефицита энергии, для увеличения количества которой придётся увеличить массу, а значит и вес. А если вес достаточно мал, то всплываем ночью повыше, выходим в утро и сдуваемся солнечным ветром.

То-есть теоретически возможно.

Источник энергии можно оставить на Земле. Передаём её на аэростат при помощи лазерного луча.

Edited by Бродяга-2

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

То-есть теоретически возможно.

До некоторой высоты - да.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Пока плотность атмосферы не упадет ниже плотности водорода, даже нагретого.
Вот только на таких высотах она состоит из водорода же, но более холодного. И при равном давлении. Edited by taras-proger

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Вот только на таких высотах она состоит из водорода же, но более холодного. И при равном давлении.

Угу, вот только на таких высотах плотность забортной среды так мала, что де-факто вы уже плаваете в вакууме. :)

Даже при идеально невесомой конструкции, подъем остановится.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Вместо прочность написал плотность.
Тогда другое дело. Тогда упираемся в вес источника энергии: если он слишком тяжёлый, то объёма даже растянутого баллона не хватит, а растянуть ещё больше не получится из-за дефицита энергии, для увеличения количества которой придётся увеличить массу, а значит и вес. А если вес достаточно мал, то всплываем ночью повыше, выходим в утро и сдуваемся солнечным ветром.

Солнечным ветром вряд ли. Но через линию терминатора должен идти с дневной стороны на ночную поток ионов, выбитых солнечным излучением. Эти ионы не весть, что но вроде скорость до нескольких километров в секунду у них будет. Если взлетать ближе к полюсу то там линия терминатора движется медленно и вполне можно сесть на волну ионов. Стоит ли от полюсов ехать на этой волне к экватору- это вопрос.

Наверно у полюсов лучше поискать восходящие потоки ионов, движущиеся вдоль линий магнитного поля.

Edited by Улай-Темир

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Даже при идеально невесомой конструкции, подъем остановится.
Даже на границе атмосферы как таковой он не остановится, так как находящийся внутри газ в атмосфере не держится, а его плотность в верхнем слое полностью определяется балансом скоростей поступления и утечки. И не только этот газ, но и четырёхкратно более тяжёлый гелий тоже не держится. При этом будучи холодным, а внутри горячий водород. Так что если сам аппарат достаточно лёгок, то надо только взлететь ночью, чтоб светом не прибило к Земле, а потом выйти в утро. Можно даже с полюса полярной ночью взлетать, чтоб длительность ночи не лимитировала. А потом выйти из тени Земли. Но возможны ли на столько лёгкие материалы? И возможно ли везти на борту необходимое количество энергии? Ну и не окажется ли выгодней ракета? Edited by taras-proger

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Даже на границе атмосферы как таковой он не остановится, так как находящийся внутри газ в атмосфере не держится, а его плотность в верхнем слое полностью определяется балансом скоростей поступления и утечки.

Т.е. вы хотите подниматься выпуская газ?

Слушайте, ну это же не смешно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Т.е. вы хотите подниматься выпуская газ? Слушайте, ну это же не смешно.
Нет. Вы не поняли. Раз газ улетучивается из атмосферы, значит равнодействующая действующих на него сил на любой высоте направлена от Земли, а не к Земли. Остаётся иметь не большую общую плотность (с учётом массы самого аппарата, груза и экипажа), чтоб утечь из атмосферы вместе с частью водородной оболочки Земли. Edited by taras-proger

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Скорее всего картина более сложная. Где-то утекает, а где-то притекает. Может в целом баланс не совсем сходится, утекает больше, но надеяться на "среднюю температуру" по палате не стоит, надо знать место и время.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Раз газ улетучивается из атмосферы, значит равнодействующая действующих на него сил на любой высоте направлена от Земли, а не к Земли.

Беда только в том, что газ увеличивается по молекуле за раз. А масса молекулы явно меньше чем у любого микрообъекта.

А вообще, если смотреть по высоте подъема, то по классификации Международной Авиационной Федерации (ФАИ) космическим полетом считается тот, на котором достигнута высота более 100 км (т.н. "линия Кармана"), по классификации ВВС США - высота более 80 км.

Линия Кармана проведена не просто так, это та высота, на которой воздух уже настолько разрежен, что генерировать подъемную силу с помощью аэродинамических средств уже невозможно (точнее, возможно, но для этого скорость самолета должна превосходить первую космическую, на которой аэродинамическая тяга уже не важна по факту).

Второе - важна масса. Так например, если мы возьмем груз в 70 кг, то минимальный объем аэростата, чтобы поддерживать его в воздухе будет

на высоте 50 км - 68627 м3

на высоте 80 км - 1 400 000 м3

на высоте 100 км - 1 272 727 272, 7 м3

и все это с учетом того, что сам аппарат ничего не весит, что, разумеется, невозможно. Самый крупный из построенных ныне стратостатов имел баллон объемом 850 000 м3

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

И ведь даже если особо хитрым колдунством (например, используя в качестве искомого восходящего потока искусственно-инициированное извержение вулкана уровня Тоба) удасться закинуть чудо-паращют-парусник-параплан-аэростат-человек-параход за 101км (от уровня моря) - на этом геморрой ни разу не закончится...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

А мне вот интересен обратный вопрос. Возможен ли спуск с орбиты без экстремального нагрева конструкции?

Лифт не предлагать, с ним и так все понятно. )))

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

А мне вот интересен обратный вопрос. Возможен ли спуск с орбиты без экстремального нагрева конструкции?

Лифт не предлагать, с ним и так все понятно. )))

При достаточной парусности можно хорошо тормознуть в самых верхних слоях атмосферы ещё до входа в плотные. То есть тормозной путь будет длиннее, тепловая мощность будет меньше, распределяться тепло будет по всей поверхности паруса, и парус будет излучением отдавать тепло в космическое пространство (парус правда для этого не должен иметь металлического покрытия во всяком случае с двух сторон). Таким образом температура нагрева будет меньше.

Вопрос конечно в том: "Не будет ли эта температура экстремальна для самого паруса, который скорее всего будет изготовлен из каких-то полимеров?"

Можно конечно и полностью уйти от "баллистики" и перейти на "аэродинамику" с помощью паруса, тогда тормозной путь будет ещё длиннее

Ну или что бы не морочить мозги "вариант а-ля Маски", иметь на борту запас топлива для гашения первой космической ещё в космосе.

Edited by Улай-Темир

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

"экстремальный нагрев" - это сколько градусов?

(вообще-то если конструкция рассчитан на такой нагрев - значит он НЕ экстремальный, а штатный. То есть все успешно севшие КА садились без экстремального нагрева, которые с экстремальным - сгорели.)

Сформулируйте вопрос корректно.

Edited by Баловная Голь

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Наверно под "экстремальным нагревом" надо понимать такой нагрев ври вхождении в атмосферу, который потребует наличия дополнительно тепловой защиты корабля.

Дополнительной по сравнению с теплозащитой, которая необходима на других стадиях полёта.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Наверно под "экстремальным нагревом" надо понимать такой нагрев ври вхождении в атмосферу, который потребует наличия дополнительно тепловой защиты корабля.

Дополнительной по сравнению с теплозащитой, которая необходима на других стадиях полёта.

Именно. Прошу у всех прощения за неточность формулировки.

Смысл вопроса в следующем: СА "Союза" практически одноразовые. После посадок "Шаттлов", несмотря на всю их многоразовость, теплоизоляция проходила тщательный осмотр, ремонт, замену поврежденных пластин.

Возможен ли спуск с орбиты космического аппарата, который не требует использования существующих и используемых методов теплоизоляции?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Наверно под "экстремальным нагревом" надо понимать такой нагрев ври вхождении в атмосферу, который потребует наличия дополнительно тепловой защиты корабля.

Дополнительной по сравнению с теплозащитой, которая необходима на других стадиях полёта.

Именно. Прошу у всех прощения за неточность формулировки.

Смысл вопроса в следующем: СА "Союза" практически одноразовые. После посадок "Шаттлов", несмотря на всю их многоразовость, теплоизоляция проходила тщательный осмотр, ремонт, замену поврежденных пластин.

Возможен ли спуск с орбиты космического аппарата, который не требует использования существующих и используемых методов теплоизоляции?

В теории - легко. Достаточно снизить скорость до входа в плотные слои атмосферы, поскольку все эти спецеффекты - от слишком быстрого движения. Вопрос только в том - как снизить? Например, торможение двигателями потребует намного большего запаса топлива, что потребует большей мощности двигателей и затрат топлива на предыдущих этапах полёта.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

................................................................................

В теории - легко. Достаточно снизить скорость до входа в плотные слои атмосферы, поскольку все эти спецеффекты - от слишком быстрого движения. Вопрос только в том - как снизить? Например, торможение двигателями потребует намного большего запаса топлива, что потребует большей мощности двигателей и затрат топлива на предыдущих этапах полёта.

Запускать каждый раз по два однотипных корабля на близкие орбиты но с противоположным направлением вращения. Когда надо сойти с орбиты, небольшая корректировка и как два барана лоб в лоб, скорость "О".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

................................................................................

В теории - легко. Достаточно снизить скорость до входа в плотные слои атмосферы, поскольку все эти спецеффекты - от слишком быстрого движения. Вопрос только в том - как снизить? Например, торможение двигателями потребует намного большего запаса топлива, что потребует большей мощности двигателей и затрат топлива на предыдущих этапах полёта.

Запускать каждый раз по два однотипных корабля на близкие орбиты но с противоположным направлением вращения. Когда надо сойти с орбиты, небольшая корректировка и как два барана лоб в лоб, скорость "О".

Минимальная скорость встречи - 15,8 км/сек (56 880 км/ч), оба аппарата всмятку, на Землю падает куча обломков... Не самый лучший способ спуска космического аппарата, как по мне.

Edited by Tanaka_Kenshin

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

................................................................................

В теории - легко. Достаточно снизить скорость до входа в плотные слои атмосферы, поскольку все эти спецеффекты - от слишком быстрого движения. Вопрос только в том - как снизить? Например, торможение двигателями потребует намного большего запаса топлива, что потребует большей мощности двигателей и затрат топлива на предыдущих этапах полёта.

Запускать каждый раз по два однотипных корабля на близкие орбиты но с противоположным направлением вращения. Когда надо сойти с орбиты, небольшая корректировка и как два барана лоб в лоб, скорость "О".

Минимальная скорость встречи - 15,8 км/сек (56 880 км/ч), оба аппарата всмятку, на Землю падает куча обломков... Не самый лучший способ спуска космического аппарата, как по мне.

И баранье столкновение не решает вопрос с набором скорости после начала падения к поверхности Земли.

Была у меня абсолютно бредовая идейка аэростатического торможения.

Когда аппарат находится на высоте 120-130 км, атмосфера еще есть. Даже на большей высоте МКС приходится регулярно поднимать вверх, используя двигатели. Поэтому сажаемый аппарат раздувает водородом очень большую оболочку. Учитывая, что давление там практически никакое, для раздува оболочки потребуется очень малое количество водорода и малая разница между забортным вакуумом и газом в оболочке. Остатки атмосферы начинают тормозить оболочку с аппаратом. Постепенно аппарат начинает снижаться. С постепенным снижением аппарата и ростом давления атмосферы в оболочку подается дополнительное количество водорода, чтобы продолжать держать форму. При достижении определенной высоты оболочка начинает работать, как аэростатический шар, поддерживая аппарат в воздухе уже за счет Архимедовой силы. Дальше понятно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

prostak_1982, главная проблема с торможением в том, что у нас начальная скорость - 7,9км/с (первая космическая для Земли, почти 24 скорости звука в воздухе на уровне моря). Для достижения этой скорости перед стартом была построенна здоровенная дура, ракета- носитель. Плюс против нас опять играет ускорение свободного падения. С одной стороны, атмосферное торможение это, конечно, благо - позволяет экономить топливо на этом участке, много топлива и массы. Возможно, кстати, что атмосферное торможение будет актиано применятся и в межпланетных перелётах... Но так или иначе, идеальных решений в этой вселенной мало. За экономию топлива приходится расплачиваться необходимостью иметь мощную теплозащиту.

И до тех пор, пока не будут разработаны более совершенные двигатели, космические корабли так и будут косплеить Икара.

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