La maldición de Tsiolkovsky y la gracia de Obert

Hola, queridos lectores de Habr.



Seguimos estudiando la mecánica orbital en un dedo y dos energías. En este artículo, aprenderá sobre la fórmula de Tsiolkovsky, el efecto Obert, cómo la energía se diferencia del impulso, cómo funcionan los cohetes y todo esto utilizando los ejemplos más simples con una fuerte geometría de 90 grados.

El efecto Aubert

Comencemos con el Efecto Aubert, aunque este es un efecto extremadamente complejo, pero habiéndolo tratado, entenderemos toda la física orbital. Primero, hagámonos una pregunta: ¿Cuál es la fuerza, hermano? - ¡En caballos de fuerza!



¿Cuántos caballos de fuerza tiene un motor de cohete?



La respuesta es extraña: de diferentes maneras, el mismo kilogramo de combustible en el mismo motor proporciona una cantidad diferente de energía. La razón es la diferente velocidad a la que se usa este combustible, cuanto mayor sea la velocidad del propio cohete, más energía da el motor, y el mismo motor que acelera lateralmente (en relación con la velocidad actual) dará menos energía que cuando acelera hacia adelante.



Veamos dos buenos e ilustrativos ejemplos de inmediato. Uno de YouTube del científico del garaje Igor Beletsky que demostró el efecto Obert con una jeringa, una goma elástica y algo más, y el segundo ejemplo es de Wikipedia.

Experimento de artesanía.

Fuente: canal de YouTube de Igor Beletsky

De Wikipedia

En un video de YouTube, incluso puede ver este efecto con sus propios ojos, para comprender por qué sucede esto, consideremos la energía cinética y "térmica" por separado.



Todo lo que necesitamos saber sobre la energía cinética en el contexto de la mecánica orbital es la tercera ley de Newton: - La fuerza de acción es igual a la fuerza de reacción F = -F. Aquellos. Si arrojamos algo hacia adelante a una velocidad de 10 m / s, entonces algo necesariamente volará en la dirección opuesta con la misma velocidad de 10 m / s (con las mismas masas).



Y también necesitamos la fórmula para la energía en sí. $$$E=\frac{mv^2}{{2}}$ (masa * velocidad al cuadrado / 2), para no molestarme con la división constante entre 2, siempre tomaré una masa de 2 kg. - entonces la energía será igual a la velocidad al cuadrado. Por ejemplo, a una velocidad de 10 m / s, la energía es 10 * 10 = 100 julios (por cada 2 kg).



Entonces imaginemos un cañón sobre ruedas que rueda y aceleraremos el cañón con disparos. Tomamos la masa de granos de 2 kg. Dispara a una velocidad de +1 m / s (débil, claro, pero conviene contar). Digamos que el arma rueda a una velocidad de 2 m / sy dispara en la dirección opuesta, es decir,



El núcleo del cañón antes del disparo tenía una velocidad de 2 m / sy su energía era 2 al cuadrado = 4 julios, después del disparo su velocidad era de 1 m / sy la energía era de 1 J. - es decir, después del disparo, el núcleo perdió 3 J, y el cañón en consecuencia recibió esta energía. No contaremos la masa y la velocidad del arma, algo más es importante para nosotros.



Ahora imagina que el cañón se mueve 3 m / s, antes del disparo el núcleo tiene una energía de 3 al cuadrado = 9 J, y después del disparo 2 al cuadrado = 4 J, es decir, esta vez el núcleo ya ha perdido 5 julios, etc. cuanto mayor sea la velocidad del cañón, más energía pierde el núcleo. ¿Entonces la pólvora da más energía? - No, la ganancia de energía de cada disparo aumenta, pero ¿de dónde viene la velocidad inicial del cañón? De las mismas tomas, y para que tengamos 1 núcleo a una velocidad de 4 m / s, necesitamos disparar 5 núcleos a una velocidad menor (el número 5 es desde el techo, pero entiendes el significado), es decir, se toma energía adicional de las tomas anteriores. Ahora veamos cómo funciona la pólvora.

Cómo la pólvora crea impulso

Aunque no le quitemos su infancia a la pobre Greta, y tomemos un panel solar católico ortodoxo , carguemos las baterías y consideremos la energía de una manera más comprensible para una persona moderna. La electricidad se mide en vatios, y 1 vatio = 1 julio (tienen un significado físico diferente, pero el resultado final es el mismo = aceleración = acelerar 2 kg. A 10 m / s, se necesitan 100 vatios = 100 J.). Ahora tomamos una rueda esférica en el vacío con 2- con pesos en los bordes, comenzamos a girar con un motor eléctrico y lanzamos los pesos en diferentes direcciones. Los pesos son, como siempre, 2 kg, la rueda en sí no nos interesa y consideraremos la energía gastada solo en desenroscar los pesos. Vamos a girarlos hasta 10 m / s, para ello necesitamos 10 * 10 = 100 W para cada carga.











Todo es simple aquí, gastado 200 vatios = recibió 2 cargas a una velocidad de 10 m / s en direcciones opuestas. Ahora agreguemos la velocidad a la propia rueda = 10 m / s.







Y aquí vemos una imagen interesante.



Para el desenrollado, también gastamos 100 J por cada carga = 200 J. +200 J. Cada carga tenía inicialmente (ambas se movían con la rueda de 10 m / s).



La carga acelerada duplicó su velocidad y voló a una velocidad de 20 m / s, y su energía aumentó 4 veces, hasta 400 J., de hecho, se llevó toda la energía en general, tanto +200 gastados en desenroscar ambos, como la energía de la carga. que desaceleró - otro +100 J. (+100 que tenía inicialmente) - La ley de conservación del impulso es una ley muy imprudente - el acelerado se lleva todo. Más bien, la eficiencia durante la aceleración aumenta del 50% a velocidad cero al 100% a una velocidad de expulsión igual a la velocidad de la propia rueda.



Lo mismo sucede en un cohete que quema / expulsa combustible a una velocidad de ~ 3.000 m / sy con la aceleración aumenta la eficiencia del motor, pero para entrar en una órbita circular se necesita una velocidad de al menos 7.900 m / s y veamos qué pasa si la velocidad de la propia rueda es más tasa de eyección.







Aquí gastamos nuevamente 200 J, y el acelerado aumentó su energía de 1600 a 2500 = recibió 900 J = y nuevamente tomó toda la energía gastada en desenrollar 200 J y +700 J, que la carga que voló de regreso perdió (1600-900 = 700) ... A veces dicen que la eficiencia de un motor de cohete es superior al 100%, pero es necesario comprender que aquí funcionan 2 leyes de conservación a la vez (la ley de conservación de la energía y la ley de conservación del impulso). Los consideraremos en el marco de la física clásica, en la que el impulso es una propiedad del espacio (si arrojamos una piedra al vacío y sin gravedad a una velocidad de 10 m / s, entonces nunca se detendrá y siempre volará a una velocidad de 10 m / s) por lo tanto que el espacio es uniforme, simétrico y sin fricción), el momento se describe mediante tres leyes de Newton.



Y la energía es…. el infierno sabe qué, pero está descrito por tres leyes de la termodinámica, no se puede descifrar sin la entropía y el gato de Schrödinger - afortunadamente en la mecánica orbital podemos hacerlo sin entender de dónde proviene la energía - la consideraremos como una propiedad de la materia - “la gasolina se quema porque gasolina ", y cualquier motor cohete tiene el siguiente parámetro: Impulso específico.







Multiplicamos este número por 10 y obtenemos la velocidad de escape del combustible por la boquilla; para la segunda etapa del Falcon 9 es 348 * 10 = 3480 m / s, a partir de este parámetro podemos entender todo lo que necesitamos. Y estaremos contentos con la relatividad de Laplace, no importa a qué velocidad arrojemos la masa, en el ejemplo con una rueda y 2 cuerpos, los pesos siempre vuelan a la misma velocidad + -10 m / s en relación con la rueda misma, y ​​en el contexto de un cohete es significa que si 1 kg de combustible puede acelerar el cohete de 0 a 10 m / s, entonces el mismo kilogramo de combustible puede acelerar el cohete de 10,000 a 10,010 m / s, a pesar de que en el segundo caso, el cohete recibirá mil veces más energía, esto se llama efecto Aubert.



Ahora volvamos al primer ejemplo del cohete de garaje. Allí, a la velocidad, la eficiencia del "motor" de la pelota era mayor, pero en primer lugar, la materia estaba en la gravedad: para elevar la pelota a una altura, es necesario gastar energía, y cuando cae, regresa, y si medimos la velocidad de la pelota que golpea el piso, entonces en el primero la bola cayó desde una altura mayor y golpeó más fuerte, y en el segundo desde una altura menor y golpeó más débil - le dio más energía, porque tenía más energía inicialmente - la recibió del experimentador que la elevó a una altura y en la Tierra del efecto Oberth para obtener "Beneficio" no es realista.



Pero con Júpiter, la situación es diferente. Escribí en detalle sobre la gravedad y las velocidades cósmicas en el último artículo, aquí será muy breve. El caso es que la gravedad no da ni quita velocidad (km / s), sino energía (Joules). Y en el caso de Júpiter, comenzamos a "caer" sobre él a una velocidad aproximadamente cero y en la aproximación más cercana aceleramos a 50 km / s (recibimos de él 2.500 MJ de energía por cada 2 kg), encendimos los motores y aceleramos a 55 km / sy nuestra energía se convirtió en 55 * 55 = 3025 MJ, y cuando volamos "más allá del límite" de su gravedad, no recuperó la velocidad (50 km / s), sino la energía que nos dio (2500 MJ). quedan 3025-2500 = 525 MJ, para obtener la velocidad de la energía extraemos la raíz cuadrada = 22,9 km / s. Aquí obtuvimos exactamente el "beneficio", porque no despegamos de Júpiter y nunca tuvimos una velocidad de 50 km / s.Es muy conveniente pensar en la gravedad como un pozo.







Y en el caso de Júpiter, "sacamos" el combustible de una profundidad de 10 mil kilómetros (de la Tierra), y lo dejamos caer a la "profundidad" de 200 mil kilómetros y salimos volando del pozo, y la mayor parte del combustible permaneció en la profundidad de este pozo. (en la órbita de Júpiter), aunque bien podríamos habernos acercado al Sol y el efecto habría sido aún mayor, cuanto más cerca del cuerpo masivo, mayor la "profundidad". Por lo tanto, durante los vuelos interplanetarios, el efecto Obert realmente puede dar "ganancias" y siempre se usa, pero antes de la salida de la Tierra, toda la energía adicional se toma de la combustión de toneladas anteriores de combustible.

Fórmula de Tsiolkovsky

Dado que el combustible siempre sale a la misma velocidad = el cohete obtiene la misma aceleración, el margen de "velocidad" del cohete se puede medir en km / s (velocidad característica), por ejemplo, la velocidad característica de 10 km / s significa que el cohete puede acelerar de 0 a 10 km / s, o primero acelere en 6, luego desacelere en 1 y nuevamente acelere en 3 (en total 10). Y la masa del combustible depende directamente de la velocidad a la que se expulsa el combustible de la boquilla (impulso específico), y luego surge la maldición de Tsiolkovsky.

$$

$$V=I*ln(\frac{m_1}{{m_2}})$$

V-Velocidad final del cohete

I-Impulso específico

M1- Masa inicial del cohete con combustible

M2- Masa final del cohete sin combustible



Si tomamos un cohete con una masa de 271 kg compuesto íntegramente por combustible y con un impulso específico de 3 km / s, luego con aceleración de 0 a 3 km / s, la masa de combustible disminuirá en 2.71 veces (número e) y tendremos 271 / 2.71 = 100 kg de combustible, con una aceleración de 3 km / s, hasta 6 km / s, volverá a pasar lo mismo y aquí de nuevo habrá 2,71 veces menos combustible 100 / 2,71 = 37 kg, y así sucesivamente. Dado que el diseño del cohete no pesa 0 (generalmente el peso de la estructura se toma al 10%), entonces podemos tomar el modificador 3 con seguridad. Dejaré un ejemplo debajo del spoiler.





Aunque simplificamos mucho, pero el número resultó ser muy cercano a la realidad (idealmente, necesitas solo ~ 18 km / s), y el cohete Saturno 5 que llevó monos parlantes a la Luna tenía una masa de lanzamiento de 3,000 toneladas, y solo 5 toneladas regresaron de la Luna. = 600 veces menos. Y este cohete tenía el tamaño de un edificio de 30 pisos (110 m). De hecho, es casi imposible acelerar más de 6 veces más rápido que el impulso específico. Aunque desde hace 50 años prometen un motor nuclear con un impulso específico de 8.000 m / s, y con tal motor, un vuelo a la Luna y de regreso solo requeriría 8 kg. combustible, pero hasta ahora este motor permanece en el otro lado del televisor. Aunque en realidad es aún peor, los propulsores de alto RI aceleran durante mucho tiempo y, a menudo, ni siquiera pueden superar la aceleración de la gravedad en la Tierra, y no son adecuados para comenzar desde la superficie.y la mayoría de los horrores ocurren al principio.



Para elevarse a la altura de la luna, se necesita una velocidad de lanzamiento de ~ 11 km / s, y la principal desventaja de los cohetes es que no aceleran instantáneamente. Y aunque el efecto Oberth no rinde beneficios en la Tierra, se puede perder por completo, porque además del impulso específico, el cohete tiene un parámetro tan importante para el lanzamiento: el empuje.







Dividimos kilo Newtons en toneladas 7680/549 = ~ 14 m / s, y obtenemos la aceleración del cohete por segundo, y en la superficie de la Tierra la aceleración de la gravedad es ~ 10 m / $$$^2$ , y si el motor funcionara durante 10 segundos en vacío, aceleraríamos 140 m / s (excluyendo la disminución de la masa del cohete), pero debido a la gravedad, aceleramos solo 40 m / s, y la eficiencia del motor depende de la velocidad actual. , y como en el caso de un cohete de garaje, cuando recibe más energía de la bola a menor altitud, ocurre el proceso opuesto para un cohete que despega, y cuanto más rápido sube el cohete, más rápido se convierte la energía cinética en energía potencial y menos energía da combustible, o más bien la eficiencia el motor sigue creciendo, pero no tan rápido como podría si estuviéramos acelerando con una subida mínima. Por lo tanto, cuanto más se inclina el cohete hacia el horizonte, más lento crece la altitud y obtenemos más del efecto Aubert. Pero luego frotamos contra la atmósfera por más tiempo. Aunque la atmósfera crea muchas veces menos pérdidas,en comparación con el beneficio que nos falta: la fricción crea temperatura y necesitamos un escudo térmico más pesado que eventualmente tendrá que ser puesto en órbita. Pero eso no es todo, después de ~ 2 minutos ~ 75% del combustible se quema y la masa disminuye casi 4 veces, pero tenemos el mismo motor y, como quemaba ~ 2.5 toneladas por segundo, se quema, solo al principio empujaba ~ 600 toneladas con una aceleración de 14 m / s, y ahora empuja 150 toneladas con una aceleración de 14 * 4 = 56 m / s = las fuerzas G aumentan 4 veces. Por supuesto, podemos reducir el suministro de combustible, pero luego las pérdidas gravitacionales aumentarán (estos son los últimos segundos antes de la separación de la primera etapa). En última instancia, todo esto lleva al hecho de que perdemos aproximadamente la mitad del combustible por estas llamadas pérdidas gravitacionales (aunque es más probable que esto sea una pérdida de beneficios).Pero eso no es todo, después de ~ 2 minutos ~ 75% del combustible se quema y la masa disminuye casi 4 veces, pero tenemos el mismo motor y, como quemaba ~ 2.5 toneladas por segundo, se quema, solo al principio empujaba ~ 600 toneladas con una aceleración de 14 m / s, y ahora empuja 150 toneladas con una aceleración de 14 * 4 = 56 m / s = las fuerzas G aumentan 4 veces. Por supuesto, podemos reducir el suministro de combustible, pero luego las pérdidas gravitacionales aumentarán (estos son los últimos segundos antes de la separación de la primera etapa). En última instancia, todo esto lleva al hecho de que perdemos aproximadamente la mitad del combustible por estas llamadas pérdidas gravitacionales (aunque es más probable que esto sea una pérdida de beneficios).Pero eso no es todo, después de ~ 2 minutos ~ 75% del combustible se quema y la masa disminuye casi 4 veces, pero tenemos el mismo motor y, como quemaba ~ 2.5 toneladas por segundo, se quema, solo al principio empujó ~ 600 toneladas con una aceleración de 14 m / s, y ahora empuja 150 toneladas con una aceleración de 14 * 4 = 56 m / s = las fuerzas G se incrementan 4 veces. Por supuesto, podemos reducir el suministro de combustible, pero luego las pérdidas gravitacionales aumentarán (estos son los últimos segundos antes de la separación de la primera etapa). Al final, todo esto lleva al hecho de que perdemos aproximadamente la mitad del combustible por estas llamadas pérdidas gravitacionales (aunque esto es más bien una pérdida de beneficios).solo al principio empujaba ~ 600 toneladas con una aceleración de 14 m / s, y ahora empuja 150 toneladas con una aceleración de 14 * 4 = 56 m / s = las fuerzas G aumentan 4 veces. Por supuesto, podemos reducir el suministro de combustible, pero luego las pérdidas gravitacionales aumentarán (estos son los últimos segundos antes de la separación de la primera etapa). En última instancia, todo esto lleva al hecho de que perdemos aproximadamente la mitad del combustible por estas llamadas pérdidas gravitacionales (aunque es más probable que esto sea una pérdida de beneficios).solo al principio empujaba ~ 600 toneladas con una aceleración de 14 m / s, y ahora empuja 150 toneladas con una aceleración de 14 * 4 = 56 m / s = las fuerzas G aumentan 4 veces. Por supuesto, podemos reducir el suministro de combustible, pero luego las pérdidas gravitacionales aumentarán (estos son los últimos segundos antes de la separación de la primera etapa). En última instancia, todo esto lleva al hecho de que perdemos aproximadamente la mitad del combustible por estas llamadas pérdidas gravitacionales (aunque es más probable que esto sea una pérdida de beneficios).que estamos perdiendo aproximadamente la mitad del combustible por las llamadas pérdidas gravitacionales (aunque esto es más bien una pérdida de beneficios).que estamos perdiendo aproximadamente la mitad del combustible por estas llamadas pérdidas gravitacionales (aunque esto es más bien una pérdida de beneficios).



Dado que el combustible debe desecharse (quemarse) a una altitud mínima con una aceleración ascendente mínima, los cohetes primero se aceleran a la primera velocidad cósmica (~ 7,9 km / s para la Tierra) y se colocan en la órbita circular más baja (LEO 180-200 km) y absolutamente no es importante donde vuele a la Luna / Marte o la OSG, primero necesita ir al movimiento circular y dejar de "discutir" con la gravedad.



Fuh, habiendo pasado por todas estas sobrecargas, pérdidas gravitacionales, una atmósfera ardiente y otros horrores cercanos a la Tierra, nos encontramos en una órbita de referencia baja (LEO ~ 180 km). Digamos que tenemos que ir a una órbita geoestacionaria (a una altitud de ~ 35.000 km). Probablemente hayas visto la trayectoria más estúpida de la transición entre órbitas muchas veces en los éxitos de taquilla de Hollywood: cuando el cohete gira verticalmente y los motores se encienden contra la gravedad. En la órbita más baja, hay sólo 200 km de la Tierra - ¡¡¡3 veces menos que de Moscú a San Petersburgo !!! .. La aceleración de la caída libre a esta altitud es sólo un 5% menos, y asciende a ~ 9,2 m / s por segundo. Caemos constantemente, pero debido a la velocidad de avance de 7,9 km / s, la tierra redonda está constantemente "deslizándose bajo nuestros pies", por lo que, aunque estamos cayendo constantemente, nuestra altura no cambia. Y afortunadamenteal estar en una órbita circular, solo podemos acelerar hacia adelante y la gravedad no interferirá con nosotros ...



Pero hay otra opción, menos tonta en comparación con la aceleración, pero no menos tonta en general. Veámoslo también, así que relincho limpio.



Estamos avanzando, acelerando hacia arriba, la gravedad interferirá con nosotros, ¡pero tenemos 3 dimensiones! Podemos acelerar de lado. ¿Lo que sucederá?

Para mayor comodidad, tomemos una velocidad de cohete de 8 km / sy una velocidad de despegue del propulsor de 8 km / s, y veamos qué velocidad tendrá el combustible después del despegue.







Entonces, inicialmente, el combustible se movió 8 km / s (64 MJ) hacia adelante junto con el cohete, luego + 8 km / s (+64 MJ) voló hacia la izquierda en relación con el cohete, y podemos calcular el ángulo (45 grados) y decir que el combustible se mueve 11.31 km / s con respecto a la imagen y su energía es 128 MJ, o no podemos considerar el ángulo y decir que el combustible se mueve 8 km / s hacia la izquierda (64 MJ) y al mismo tiempo 8 km / s hacia arriba (64 MJ), pero su energía sigue siendo 128 MJ. Es decir, el combustible aceleraba de todos modos, pero íbamos a acelerar el cohete ... Dios, ¿¡qué pasó con el cohete !? ¿Se ha ralentizado y está a punto de caer a la Tierra?



No te preocupes, todo está bien con el cohete, también aceleró y aceleró los mismos 64 MJ, para calcular el ángulo y la velocidad, necesitas saber la diferencia de masas, pero algo más es importante para nosotros. De hecho, obtuvimos lo mismo que en el primer ejemplo con la rueda, cuando no se movía y teníamos 2 pesos acelerados en direcciones opuestas, habiendo recibido la misma energía, y la eficiencia era del 50% - una sorpresa - el efecto Obert depende no solo de la velocidad, sino también de la dirección y deja de funcionar en cualquier desviación del vector de velocidad actual. En este ejemplo, recibimos 3 veces menos energía que si devolviéramos combustible, y esto es con un impulso nuclear de 8 km / s (a 3 km / s ~ 6 veces menos); esto se llama pérdidas en las maniobras y, de hecho, después de entrar en órbita, es casi imposible girar a la izquierda / derecha y, por lo tanto, los cohetes se aceleran solo hacia adelante,y si al entrar en órbita fallas al menos 30 grados, entonces es más barato lanzar un nuevo cohete que cambiar el vector de velocidad de este. Afortunadamente, en la era del GPS y las computadoras, los cohetes entran en órbita con una precisión muy alta y las pérdidas en las maniobras son casi nulas.

¿Cómo subir de una altura de 200 km a una altitud de 35.000 km?

Considerando todo lo anterior, la única dirección de aceleración del cohete es hacia adelante y perpendicular a la gravedad.







Al acelerar perpendicularmente a la gravedad, la altura aumenta desde el lado opuesto del planeta (cuerpo gravitante) y para volar desde la órbita de referencia baja (~ 200 km + velocidad ~ 8 km / s) a la órbita geoestacionaria (~ 35.000 km + velocidad ~ 3 km / s ), necesitamos acelerar a ~ 10,4 km / s (8 + 2,4), nuestra órbita circular se volverá elíptica y en el lado opuesto nos elevaremos a una altitud de 35.000 km, y nuestra velocidad será de 1,7 km / s (a distancia la gravedad toma energía). En este punto, volveremos a movernos perpendicularmente a la gravedad y necesitamos acelerar a ~ 3 km / s, para aumentar la altitud desde el lado opuesto nuevamente y hacer que nuestra órbita sea perfectamente redonda. Esto se llama vuelo Homan y es la forma más barata de viajar en el espacio. aceleramos solo hacia adelante y la gravedad nunca nos molesta.



Los vuelos entre los planetas también se realizan por la misma trayectoria, y como ya habrás adivinado, aunque la distancia mínima de la Tierra a Marte es de ~ 55 millones de kilómetros, esto casi no afecta en nada, pues llegaremos a Marte desde el lado opuesto del Sol después de pasar unos 400 millones. km - por eso el vuelo dura unos 8 meses.

Es sumamente difícil reducir el tiempo de vuelo, o mejor dicho volar rápidamente fuera de la Tierra, es fácil y a una velocidad de lanzamiento de ~ 16.5 km / s llegaremos a Marte en 3 meses, pero al acercarnos a él, no tendremos los mismos vectores de velocidad. En pocas palabras, nos moveremos 1 km / sy Marte 1 km / s, pero al mismo tiempo volaremos hacia adelante, y Marte hacia la izquierda y necesitamos un impulso de frenado gigante. Más precisamente, la diferencia de velocidades será de 21 km / s, + también necesitamos 16,5 km / s para un lanzamiento desde la Tierra = 37,5 km / s = la masa del cohete tú mismo.

?

Si tu abuelo era un reptil acomodado y te dejó un legado de un par de toneladas de antimateria, entonces, por supuesto, puedes volar a Marte a lo largo de cualquier trayectoria a cualquier velocidad (incluso cada fin de semana). Pero la práctica muestra que la mayoría de los reptiles pobres que ni siquiera tienen dinero para su propio platillo volador vuelan a la Tierra, ¿has visto al menos un estacionamiento de ovnis? - eso es todo - porque los reptiles llegan en taxi.



Por lo tanto, todo lo que nos queda es un vuelo Homanovsky de bajo costo. Pero no tenga prisa por desesperarse, la mecánica orbital es muy paradójica. ¿Por qué crees que, después del vuelo de los humanos a la Luna, se enviaron 4 rovers de Marte a Marte en 50 años, y solo 1 (y luego chino) fue enviado al rover de la Luna?





Mesa: V.I. Levantovsky La mecánica del vuelo espacial en una presentación elemental.

Nota: Cálculos de Levantovsky teniendo en cuenta las pérdidas.



Y todo porque para llegar a la Luna necesitas una velocidad inicial de 11,1 km / s (no tomo en cuenta las pérdidas, este es un caudal ideal), y para ir a Marte necesitas una velocidad inicial de 11,5 km / s, solo 0,4 km / s más, pero al mismo tiempo, los motores tendrán que reducir la velocidad en la Luna (1,83 km / s para entrar en la órbita de la Luna y + 1,68 km / s para aterrizar en la superficie lunar = 3,51 km / s), y en Marte puede utilizar la atmósfera para frenar. ¡Y de hecho, es más barato lanzar un satélite a la órbita marciana que a la órbita lunar! Te diré aún más, para lanzar un satélite a la OSG necesitamos un impulso de 10,4 km / s + luego otro 1,3 = 11,7 km / s, y a Marte 11,5 km / s (aunque hay que tener en cuenta que la protección térmica no es pesa 0).

Por supuesto, esto no se aplica a los humanos, porque en 260 días de vuelo a Marte, los humanos comerán más que un cohete, pero desde el punto de vista de la carga, es extremadamente sorprendente, enviar un tractor a la órbita de Marte, más barato que a la órbita de la Luna.



Es poco probable que sea posible aterrizar completamente el tractor en la superficie de Marte (la atmósfera está demasiado "vacía"), pero sin embargo, la mayor parte de la velocidad también se puede extinguir con su ayuda, y el aterrizaje de carga en Marte también es más barato que en la Luna (o al menos comparable). El ambiente ofrece posibilidades asombrosas.



Regresar de Marte es, por supuesto, mucho más caro que de la Luna. Aunque si sueñas un poco e imaginas que podemos frenar completamente sobre la atmósfera, entonces necesitamos 11,5 km / s allá y 5,7 km / s atrás = 17,2 km / s, y para la Luna 11,1 allá + 3, 51 * 2 (aterrizaje / despegue) = 18,12 km / s - ~ 0,9 km / s más))). Pero las pérdidas gravitacionales al comienzo desde Marte serán mayores que las de la Luna, y se necesita protección térmica, por lo que en realidad resultará 3-5 veces más caro (en términos de masa de combustible) para la carga, y para los monos incluso da miedo imaginarlo.



Nuevamente, esto es si estamos transportando combustible para regresar de la Tierra. Si producimos combustible en el lugar de aterrizaje, entonces la situación cambia drásticamente y para la salida de la Luna a la Tierra necesitamos 3,51 km / s (desde Marte 5,7). El combustible lunar es más barato que el combustible marciano, pero aterrizar en Marte es más barato y es más fácil de construir para nosotros. producción en sí, y la maldición de Tsiolkovsky es algo muy terrible, e incluso ahorrando 1 km / s en el aterrizaje, podemos enviar 1,5 veces más carga útil.



Sorprendentemente, colonizar Marte incluso tiene ventajas sobre la Luna. Y la propia Luna es más fácil de colonizar desde Marte que desde la Tierra. Tierra-Luna 11,1 km / sy Marte-Luna 5,7 km / s. Y si también hubiera vida en Marte, habrían colonizado nuestra Luna hace mucho tiempo.



La mecánica orbital es paradójica: la gravedad crea un "relieve" y el sistema solar en realidad no es el mismo que se puede ver en un telescopio. En el próximo artículo consideraremos este "alivio" con más detalle y trataremos de encontrar la respuesta a la pregunta: ¿dónde está el combustible más barato del sistema solar? Y para comprender este "alivio" solo necesitamos la fórmula de Tsiolkovsky y la Segunda velocidad espacial (asegúrese de leer el último artículo sobre velocidades espaciales). Y todo con los ejemplos más sencillos.



Quienes han leído el último artículo saben que tengo un reptiloide familiar, ¡y después de la quinta copa de Año Nuevo me lo dijo! Dice que tienen la tecnología que utilizan para cambiar las órbitas de planetas enteros. Primero toman "Júpiter" y algún pequeño "Plutón", bajan sus órbitas más cerca del "Sol", pero "Plutón" gira en la dirección opuesta y choca de frente con el "Júpiter" a una velocidad de 600 km / s cada uno, y aunque Júpiter es 20.000 veces más pesado que Plutón, pero debido a la tremenda velocidad de colisión, se calienta a varios miles de grados y comienza a brillar como una bombilla. Y luego lanzan esta "bombilla" de su sistema estelar a otro a una velocidad de 200-300 km / s. Sí, el vuelo lleva mucho tiempo, varios miles de años, pero se mueven con comodidad, con un mini "Sol" (se enfría durante mucho tiempo).Luego vuelan a la estrella deseada, despliegan su grupo de platillos voladores y arrojan todos los planetas a su estrella de origen. Y ya han recolectado varios miles de planetas, ya no tienen dónde estacionarlos. Incluso han cegado a 80 Júpiter en 1 y han encendido el segundo Sol.



Todavía no me ha dicho cómo vuelan estos platillos, pero ya ha dicho muchas otras cosas, así que asegúrese de suscribirse al canal: habrá más tecnologías OVNI.



Bueno, asegúrate de volver a publicar, ¿o realmente te gusta lo que está sucediendo con Internet? Cuando entras en las tendencias de YouTube, y ahí, en la parte superior del video, Vlad está bañado en papel ... chips. ¿No entiendes por qué está pasando esto? - y todo porque los escolares hacen reposts - ¡y tú no! Como dijo Confucio en su carta a Aristóteles: - Quien no quiera volver a publicar, leerá lo que los escolares vuelven a publicar.







¿Qué quieres en YouTube americano? - ¡Volver a publicar es el deber sagrado de todo usuario de Internet! Por lo tanto, ¡no dejes que el papel de Vlad degrade Internet! Por tu bien y las generaciones futuras, ¡vuelve a publicar!



El último artículo sobre velocidades cósmicas y gravedad .



A veces, entre estados, no estoy ni vivo ni muerto; colapso con un tic .