Торможение об Солнце

[Дмитрий Виницкий]

И только. Два аппарата за всю историю. Энергетика маневра, вот проблема.

[ssb]

Наверное, если поворачивать об Юпитер, то врезаться в Солнце всё-таки проще чем выйти на орбиту Меркурия.  Смысла правда в такой операции не вижу =)

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Если у аппарата хватило энергии, что бы приблизиться к Солнцу и зацепиться за его фотосферу, то уж энергии на выход на околомеркурианскую орбиту у этого аппарата более чем достаточно, если к Солнцу не приближаться.  :roll:

Погодите. Я почему-то думал, что просто пролететь мимо Солнца легче, чем выйти на орбиту Меркурия. Разве нельзя использовать Gravity Slingshot, чтобы "врезаться" в Солнце?

Что бы врезаться в Солнце вылетая с Земли, надо погасить орбитальную скорость Земли относительно Солнца. Для Полета к Меркурию надо погасить меньшую скорость. Можно уменьшить энергетику аппарата за счет гравитационного маневра около Венеры или Юпитера, но и тогда, думаю, для полета к Меркурию понадобится меньшее приращение скорости, чем для достижения Солнца.

[hcube]

Оно имеет смысл для торможения с трансзвездной ;-) траектории. Если полет из бесконечности, то орбиту можно выбрать любую, малым приращением дельта-в.

Правда торможение со скорости 300 км/с, да еще о солнечную плазму - это не для слабонервных ;-D.

[sol]

1. пустить впереди экран - в его тени будет холодно
Экран из листа вольфрама Температура плавления вольфрама 3300 а кипения - 5900
2. Аппарат выполнит в виде шара и заставить вращаться. При этом поверхность шара должна состоять из треугольников (икасаэдр) и обладать свойством - то что повернуто к Солнцу в данный момент - зеркальное, а когда поворачивается в тень - черное. Тогда будет отражать энергию с светлой стороны и излучать то ,что не смог отразить - с теневой.
Сим хитрым оптическим преобразованием поверхности может заниматься упрятанный внутрь компутер.
Про рентген. Рентгену от Солнца мало, а вот наведенный путем торможения протонов и электронов в оболочке аппарата - проблема. Метод - своим магнитным полем (от встроенного сверпроводящего электромагнита на высокотемпературных сверхпроводниках) - распихивать заряженые частицы. Нейтральные же частицы будут только нагревать поверхность
3. Чиркнуть по атмосфере Солнца ,помнится, можно путем вывода аппарата через Юпитер на орбиту с жутким эксцентриситетом.

[ronatu]

Температура фотосферы Cолнца ~6000 С :shock:

Температура Cолнечной короны  ~2000000 С :shock:

О чем вы здесь мечтаете? :shock:  :shock:

[Снусмумрик]

Температура фотосферы Cолнца ~6000 С :shock:

Температура Cолнечной короны  ~2000000 С :shock:

О чем вы здесь мечтаете? :shock:  :shock:

Корона вообще-то очень разреженная. И торможение "планируется" не в самых плотных слоях фотосферы, разумеется.

[ronatu]

Температура фотосферы Cолнца ~6000 С :shock:

Температура Cолнечной короны  ~2000000 С :shock:

О чем вы здесь мечтаете? :shock:  :shock:

Корона вообще-то очень разреженная. И торможение "планируется" не в самых плотных слоях фотосферы, разумеется.

Понятно.
Как всегда хочется то что невозможно... :wink:

[Chilik]

Возможно ли, теоретически, для выхода на орбиту около солнца, совершить "aerobreaking" с помощью солнечной "атмосферы"?

Давайте, немного с другого боку к этой задаче подойдём.
Известно:
1. Температура поверхности Солнца ~6000 К.
2. Абсолютно чёрное тело излучает как сигма-тэ-в-четвёртой-степени, не абсолютно чёрное имеет перед этим ещё коэффициент черноты, от 0 до 1.
3. Высота солнечной атмосферы много меньше радиуса Солнца.
Всё, больше информации не нужно, лишние знания вредят.
Из п.3 следует, что там, где есть реально плотная атмосфера, солнечный диск будет занимать примерно половину видимого пространства (если грубо - то даже больше, чем Земля у космонавтов). Дальше можно прикинуть равновесную температуру обшивки корабля. С учётом вращения и прочего, но без внутренних тепловых аккумуляторов. При 6000 К там тепловой поток такой, что теплоотвода просто не получится.
Так что вращение нам даст только 20% снижения температуры - примерно до 5000 К (получаем свет из полусферы, переизлучаем во все направления). Коэффициент черноты нужно брать равным 0.85-0.95. Потому как только графит, других материалов и близко не существует. Ах, да, при температуре 4500 К (которая обычно даётся в справочниках как температура сублимации) давление насыщенных паров углерода у поверхности равно 1 атм и скорость испарения типа 1 мм/сек.
Замечу, что пока в игру не вступали другие источники энергии - ведь нужно провести аэроторможение, и всё тепло должно тоже в конструкции корабля уйти или переизлучиться. Так что ответ известен - лететь можно, но только ночью.

[Снусмумрик]

Возможно ли, теоретически, для выхода на орбиту около солнца, совершить "aerobreaking" с помощью солнечной "атмосферы"?

Давайте, немного с другого боку к этой задаче подойдём.
Известно:
1. Температура поверхности Солнца ~6000 К.
2. Абсолютно чёрное тело излучает как сигма-тэ-в-четвёртой-степени, не абсолютно чёрное имеет перед этим ещё коэффициент черноты, от 0 до 1.
3. Высота солнечной атмосферы много меньше радиуса Солнца.
Всё, больше информации не нужно, лишние знания вредят.
Из п.3 следует, что там, где есть реально плотная атмосфера, солнечный диск будет занимать примерно половину видимого пространства (если грубо - то даже больше, чем Земля у космонавтов). Дальше можно прикинуть равновесную температуру обшивки корабля. С учётом вращения и прочего, но без внутренних тепловых аккумуляторов. При 6000 К там тепловой поток такой, что теплоотвода просто не получится.
Так что вращение нам даст только 20% снижения температуры - примерно до 5000 К (получаем свет из полусферы, переизлучаем во все направления). Коэффициент черноты нужно брать равным 0.85-0.95. Потому как только графит, других материалов и близко не существует. Ах, да, при температуре 4500 К (которая обычно даётся в справочниках как температура сублимации) давление насыщенных паров углерода у поверхности равно 1 атм и скорость испарения типа 1 мм/сек.
Замечу, что пока в игру не вступали другие источники энергии - ведь нужно провести аэроторможение, и всё тепло должно тоже в конструкции корабля уйти или переизлучиться. Так что ответ известен - лететь можно, но только ночью.

Я вообще-то думал применить абляционное покрытие.

[Chilik]

Я вообще-то думал применить абляционное покрытие.

Вот я Вам его и дал. Энтальпия, нужная для испарения графита вроде бы самая высокая. Скорость испарения при 4500 К - миллиметр в секунду. Какой толщины защитный слой Вы можете себе позволить? Любой другой материал будет, видимо, толще. Для ВА графит не используется по разным причинам, в том числе из-за его хорошей теплопроводности. Но там и температуры совсем другие.

[Дмитрий Виницкий]

Можно вообразить создание мощного магнитного поля вокруг аппарата, сопоставимого с солнечным Тогда образующаяся плазма будет создавать кокон, отодвигая границу ударной волны от поверхности аппарата. Но при такой энергетике непонятна цель манёвра

[SAV]

Вопрос знатокам.

Возможно ли, теоретически, для выхода на орбиту около солнца, совершить "aerobreaking" с помощью солнечной "атмосферы"? И если да, насколько это возможно практически?

Цель маневра точно не понятна.
Если тормозить от субсветовой скорости, то какое будет испытывать аппарат ускорение?
И насколько уменьшится его скорость в результате маневра?
Вы там прикинете по формулам из школьной физики.
Потом нам напишете.
А для меньших скоростей, зачем?

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Вопрос знатокам.

Возможно ли, теоретически, для выхода на орбиту около солнца, совершить "aerobreaking" с помощью солнечной "атмосферы"? И если да, насколько это возможно практически?

Цель маневра точно не понятна.
Если тормозить от субсветовой скорости, то какое будет испытывать аппарат ускорение?
И насколько уменьшится его скорость в результате маневра?
Вы там прикинете по формулам из школьной физики.
Потом нам напишете.
А для меньших скоростей, зачем?

Может за счет торможения о плазму скорость и уменьшится, но одновременно будет происходить то, что называется гравитационным маневром в поле тяготения Солнца. Т.ч. думаю, что скорость аппарата не уменьшится, а увеличется, и при этом весьма...  :roll:

[Lin]

Гравитационный маневр, насколько я понимаю, возможен только у планет.
Если аппарат движется по эллиптической орбите в Солнечной Системе.
Если идет из межзвездного пространства – то да, маневр у звезды возможен.

[SAV]

Нет, господа Chilik и Шлядинский вы предлагаете обсуждать сразу сложные проблемы, гравитационный маневр или тепловое излучение, такие задачи в школе не проходят. Я это к тому, что многие идеи можно в первом приближении проверить, используя школьные знания по физике. Например, эту задачу или задачу про посадку об Луну. Если со школьной физикой все в порядке можно двигаться дальше.

Пусть автор ветки начнет с простой задачи. Скорость конечная известна, пусть равна орбитальной скорости Меркурия. Тормозной путь тоже известен, пусть треть длины окружности с радиусом равным расстоянию от центра Солнца, до высоты, где предполагается тормозить аппарат. Начальную скорость пусть автор выберет сам и рассчитает ускорение, которое испытает аппарат на таком тормозном пути.

Вторая простая задача. Предполагая, что аппарат движется возле Солнца по траектории с некой кривизной и зная начальную скорость, которую автор выберет сам, а для оценки радиус кривизны траектории можно взять из предыдущей задачи и рассчитает радиальное ускорение.
Так можно оценить порядок скорости, на которой можно приближаться к Солнцу.
Можно решить и обратные задачи.
Для справки. Ускорение 100-150g еще выдерживают обычные электронные компоненты.
Когда оценка скорости будет известна, можно думать дальше, зачем это может понадобиться. Если придумать, зачем это нужно, можно обсуждать тепловые эффекты, для которых существенно время пролета. Ну так далее.

[Chilik]

Для справки. Ускорение 100-150g еще выдерживают обычные электронные компоненты.

Небольшое замечание конкретно к этому тексту. Электроника намного более живуча. Скажем, рекламируемым иногда по ящику управляемым снарядом "Краснополь" с головкой самонаведения вояки стреляют из 152 мм пушки. Скорость на срезе ствола порядка 1 км/с (если честно, то не знаю, но порядок такой), длина орудия - метров 5. Соответственно, 10000g, если в арифметике не запутался.

[SAV]

если в арифметике не запутался.

Все правильно, значит, имеем предел ускорения 10000g.
Если все залить компаундом, то электроника выдержит большие ускорения, поскольку электронное устройство превращается в «болванку». Но остается открытым вопрос, всю ли электронику можно перевести на такие ускорения? В паспортах на обычные транзисторы и микросхемы обычно указываются эксплуатационный предел примерно 100g.
Зная ожидаемые ускорения уже можно обсуждать остальные конструктивные нюансы.
Проблема относится ведь не только к торможению об Солнце. Никто не мешает рассмотреть торможение об любую планету, обладающую атмосферой. Например об Юпитер.

[Снусмумрик]

Пусть автор ветки начнет с простой задачи.

Автор этой темы изучает биотехнологию, а в баллистике ни бумбум.  :oops:

[SAV]

Пусть автор ветки начнет с простой задачи.

Автор этой темы изучает биотехнологию, а в баллистике ни бумбум.

Да баллистика тут не нужна. Формулы из школы, впрочем, может сейчас это уже не изучают.
Для первой задачи. Начальная и конечная скорость для равнозамедленного движения:
V^2 = V0^2 – 2*a*s.
V – конечная скорость, V0 – начальная скорость с которой аппарат приближается к Солнцу, a – ускорение,  s – тормозной путь, или часть дуги.
s = 2*Pi*R/4,
Делим на 4 – потому, что тормозится о край, а не по все окружности. R – радиус той области Солнца или планеты, где предполагается тормозить аппарат.
Для второй задачи. Ускорения для тела движущегося по кривой с радиусом кривизны R.
 a = V0^2/R.
Грубо считаем, что R одно и тоже, хотя это не совсем правильно.
Все величины в метрах и сек.
Исходя из того, что вы хотите сделать и прикинете возможные ускорения. Ускорения, которые выдерживает «болванка» и реальная аппаратура, уже приведены.
Однако это самые предварительные и очень грубые оценки. Но не сделав таких оценок и не определившись со скоростью V0 трудно рассуждать дальше.
Корабль массой M чиркает о край Солнца, начальная скорость корабля V0, конечная V, и так далее. Насколько это реально осуществить? Вот так надо обсуждать, а то получается разговор не о чем.