3631
5
Возможно, вопрос абсурдный, тем не менее, судя по статистике, им задаются довольно много интернет-пользователей. Попробуем разобраться.
.jpg "Спланирует или сгорит в атмосфере бумажный самолетик, сброшенный с МКС")
Итак, представим, что кому-то пришла в голову идея сбросить бумажный самолет с МКС. Как он себя поведет?
.jpg "Спланирует или сгорит в атмосфере бумажный самолетик, сброшенный с МКС")
Во-первых, запустить что-либо с МКС - не такое простое дело, как может оказаться на первый взгляд. Средняя скорость движения космической станции по орбите составляет 7,66 км/с, а высота её орбиты равна 408 км. Скорость этого объекта такова, что МСК все время находится в состоянии свободного падения и, собственно, только и делает, что падает на Землю, но из-за большой горизонтальной скорости все время промахивается мимо нашей планеты за горизонт.
×
.jpg "Спланирует или сгорит в атмосфере бумажный самолетик, сброшенный с МКС")
И любой другой объект, сброшенный со станции, будет иметь начальную скорость + скорость которую ему придадут при броске. Если удастся бросить самолётик в противоположном направлении движению МКС, скорость его чуть уменьшится и он сможет перейти на более низкую орбиту.
Чтобы самолетик упал на Землю с МКС, необходимо, чтобы его скорость уменьшилась
на 80-90 м/с - в этом случае он снизит орбиту и окажется в верхних слоях атмосферы, что через несколько месяцев приведёт к падению. Но это, конечно, в идеале.
Чтобы самолетик упал на Землю с МКС, необходимо, чтобы его скорость уменьшилась
на 80-90 м/с - в этом случае он снизит орбиту и окажется в верхних слоях атмосферы, что через несколько месяцев приведёт к падению. Но это, конечно, в идеале.
Как заставить самолетик опуститься с МКС на Землю в течение не месяцев, а дней? Для этого нужно снизить его скорость до 7,5 км/c, то есть на 160 м/с - в этом случае, его орбита опустится до более плотных слоев атмосферы и бумажная самоделка быстро упадет на Землю. Но тут есть одно "но". На скоростях, измеряемых километрами в секунду, трение об атмосферу объекта будет таким сильным, что бумага сгорит уже на входе в плотные слои.
А что, если самолет будет не бумажным, а сделанным из пластика, металла? Удастся ли ему долететь до Земли? Заманчиво, но вряд ли, т.к. любой объект, который может гореть, в любом случае сгорит, падая через слои атмосферы. А тот, что не горит, начнет плавиться, распыляясь до мельчайших частиц. Потому судьба пластика будет аналогична судьбе бумаги, а металлический самолет просто исчезнет, распавшись на миллионы частиц. Поэтому обшивку космических кораблей делают из тугоплавких и негорючих материалов - часто это определенные виды керамики.Они отличаются очень высокой удельной теплотой плавления и низкой температурой плавления.
Эти характеристики позволяют уберечь не только аппаратуру и сохранить жизни людей внутри корабля, но и обеспечить безпроблемный его проход через слои атмосферы, во время которых он не плавится и остается в целости. Поэтому, если, чисто теоретически, сделать самолетик из керамики, сходной с обшивкой космического корабля, он сможет благополучно преодолеть слои атмосферы и вернуться на Землю. Правда, вряд ли он сумеет мягко спланировать, и скорее всего на полном ходу разобъется о поверхность нашей планеты при посадке, но это уже совсем другая история.
Эти характеристики позволяют уберечь не только аппаратуру и сохранить жизни людей внутри корабля, но и обеспечить безпроблемный его проход через слои атмосферы, во время которых он не плавится и остается в целости. Поэтому, если, чисто теоретически, сделать самолетик из керамики, сходной с обшивкой космического корабля, он сможет благополучно преодолеть слои атмосферы и вернуться на Землю. Правда, вряд ли он сумеет мягко спланировать, и скорее всего на полном ходу разобъется о поверхность нашей планеты при посадке, но это уже совсем другая история.
Источник:
Ссылки по теме:
- Что будет если взорвать всё ядерное оружие в космосе?
- 10 фактов о Луне, которые интересно узнать каждому
- Удивительные факты о Юпитере
- Какой объект в 123 раза больше Земли поставил в тупик ученых?
- Если космический спутник или ракета упадут на ваш дом, кто будет платить?
реклама
тугоплавкие материалы с низкой температурой плавления?
Вычитывай текст перед тем как публиковать.
Обшивка корабля зачастую абляционная - т.е. часть ее сгорает в атмосфере, но в процессе поверхность становится пористой и разогретый до бела слой уносит энергию как за счет излучения так и за счет уноса вещества что уменьшает перенос тепла к более глубоким слоям и уменьшает нагрев корабля.
Чисто интуитивно мне представляется, что бумажный самолётик не сгорит. Более вероятно, что он будет фрагментирован (разорван) ветрами в тропосфере и достигнет поверхности в виде мелких клочков.
По идеи он начнет вертикально ускорятся пока не коснется атмосферы и если к тому времени скорость будет слишком большой он все же сгорит, но в теории если сбросить его когда уже будет какое-то трение, то он не сможет развить слишком большую вертикальную скорость.
Автор учебник физики видел издалека, и только обложку. С какого бодуна он решил, что скорость обязательно должна оставаться высокой всегда? При такой массе и такой парусности как у самолетика объекту ничего не грозит, он будет терять скорость быстрее, чем будет нагреваться.
Т.е. даже если самолетик будет тормозиться 1метр в секунду, т.е. будет планировать до остановки более двух часов то на высокой скорости на нем будет выделяться 160ватт мощности которые конечно же сожгут его к чертям.
Иначе бы космические аппараты спускали бы сразу на парашюте, или там на воздушном шаре.
Опять же если торможение станет не 1м/с за секунду а 10м/с за секунду то энергия выделится в 10 раз больше.
Вернемся к полету самолетика, итак, при торможении с ускорением 1 м/с за секунду самолетику понадобится менее двух часов, чтобы безопасно для себя погасить горизонтальную составляющую своего падения на высоте где-то в районе нижних слоев ионосферы, и дальше планировать осенним листком до самой поверхности.
А вот сила в ньютонах помноженная на скорость (8000м/с) - это уже мощность.
Школьный курс физики 6-7й класс.
Пересчитайте и все станет на свои места.
И да, мое замечание про то, что увеличение скорости на порядок не дает изменения работы тоже на порядок вы пропустили. А зря. В общем, повторяйте учебник.
Даже если взять 5 граммовый самолетик то его кинетическая энергия при 8км/с будет 160кДж, даже если взять 7км/с, это 122кДж. Этого более чем достаточно чтобы ипарить 5 грамм бумаги раз 20 (достаточно для нагрева до 20 000 градусов). Идите и учите то что вы пропустили мимо ушей в 7м классе.
Дано:
V1 = 8000м/с
V2 = 7999м/с
M = 0.005kg
А = M(V1*V1-V2*V2)/2 = 40дж выделится на 5ти граммовом самолетике это работа стационарной атмосферы по торможению движущегося объекта.
При этом изменение момента P=M(V1-V2) будет всего 0.005 кг*м/с. Если торможение равно 1м/с*с то сила действующая на самолет будет равна 0.005Н (или пол грамма если по СГС брать). Т.е. ни при каких условиях такая атмосфера не сможет "поддерживать" свободно падающий самолет.
Если же торможение станет хотя бы с ускорением 1G, A= 400Вт, 10G, A= 4 кВт.
Прикинем плотность атмосферы для этого. r = P/(V1*(S*V1) где S - площадь сечения самолета. Т.е. пролетев "колбасу" из площади сечения самолета длиной 8 км в этой "колбасе" должно быть только 0.625мкг воздуха для такого плавного торможения. Если самолет снизился до высоты где плотность 6.25мкг на обьем этой многокилометровой "колбасы" - то торможение стало равным 10м/с*с и на нем выделится 400Вт. Т.е. чтобы самолет просто перестал падать в более плотные слои атмосферы необходимо чтобы на нем выделялись сотни ватт тепловой мощности даже при 5 граммах веса. вне зависимости от формы углах атаки и т.п.
Вывод: при огромных скоростях и даже весьма небольших силах торможения произведенная работа огромна и выделяется огромное количество тепловой энергии.
Сверхзвуковые и гиперзвуковые самолеты летают на высотах 15-20-25км, там где плотность атмосферы в 10, 20, 40 меньше чем на уровне моря именно по этой причине.
Это интересная тема и несмотря на то что вы себя ведете как борзой неуч, я рекоммендую вам взяться опять за учебники, повторить пропущенное и углубиться в изученое, ведь даже в качестве хобби это отличная разминка для ума.
Если вы захотите мне ответить, и нашли ошибку в моих вычислениях то пожалуйста, отвечайте по сути с формулами, а не той наглой борзотой которую вы представили ранее.
Нечего по существу сказать - сиди обтекай.
32мегаджоуля на 1кг веса это удельная кинетическая энергия объекта летящего со скоростью 8км/с.
Короче говоря - не тупи и если отвечаешь - отвечай с формулами.
Так что это будет не прыжок с стратостата, а нырок в атмосферу на скорости 2.6км/с или гиперзвуке - 7.6 Маха.
Я вот могу дать денег на бумагу )))))