ບົດຮຽນນີ້ໄດ້ຂຽນໂດຍສະມາຊິກຂອງກຸ່ມ Local Solar System Foundation ແລະສາມາດປັບປຸງໄດ້ໂດຍຜູ້ກວດສອບທີ່ມີຄຸນສົມບັດ. ທ່ານມີຄວາມຮູ້ໃນຫົວຂໍ້ນີ້ບໍ? ແນະນຳການແກ້ໄຂ
ນັກບິນອະວະກາດທຸກຄົນກັບຄືນບ້ານດ້ວຍວິທີດຽວກັນ: ໂດຍປ່ຽນຄວາມໄວເປັນຄວາມຮ້ອນ. ຖົງຢາງທີ່ມາຈາກວົງໂຄຈອນ ມີພະລັງພຽງພໍຕໍ່ກິໂລ ເພື່ອລະລາຍນໍ້າໜັກຂອງຕົນເອງໃນເຫຼັກຫຼາຍເທົ່າ. ສິລະປະຂອງການກັບຄືນສູ່ໂລກ ແມ່ນເພື່ອເອົາພະລັງງານນັ້ນອອກໄປຢ່າງຊ້າໆ ເພື່ອຈະຢູ່ລອດ ແລະໄວພໍທີ່ຈະບໍ່ປ່ອຍມັນກັບມາສູ່ອະວະກາດ
ເຄື່ອງຈັກເລີ່ມຕົກ ອາກາດເຮັດໜ້າທີ່ຢຸດລົດ
ເບິ່ງ
- ການເຜົາໄໝ້ໃນວົງໂຄຈອນ. ສະແດງໄປທາງຫຼັງ, ກ້ອງຖ່າຍຮູບໄດ້ຍິງເຄື່ອງຍົນຂອງມັນໄວ້ບໍ່ເທົ່າໃດນາທີ ແລະ ຫຼຸດຄວາມໄວລົງປະມານ 100 m/s. ນັ້ນເຮັດໃຫ້ດ້ານນອກຂອງວົງໂຄຈອນລົງສູ່ບວກ
- Interface ເຂົ້າ, ປະມານ 120 km ຂຶ້ນ. ກ້ອງບັນຈຸພົບກັບຮ່ອງຮອຍຂອງອາກາດທີ່ຍັງເຄື່ອນຍ້າຍຢູ່ປະມານ 7.8 km/s.
- ໄຟທີ່ມີກ້ອນ. ອາກາດຢູ່ຂ້າງໜ້າຂອງກະແສຄວາມຮ້ອນຖືກກົດແຮງຈົນເປັນພລາສມາທີ່ສະຫວ່າງ, ຮ້ອນເຖິງຮ້ອຍໆອົງສາ. ສັນຍານວິທະຍຸບໍ່ສາມາດຜ່ານໄດ້ໃນສອງສາມນາທີ. ແຜ່ນປົກຄວາມຮ້ອນຈະເຜົາໄໝ້ ແລະ ແຕກອອກໄປຢ່າງຊ້າໆ, ສົ່ງຄວາມຮ້ອນໄປພ້ອມກັບມັນ.
- ທາງເຂົ້າ. ເມື່ອກັບມາຈາກດວງຈັນທີ່ຄວາມໄວ 11 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີ, ມຸມເຂົ້າຕ້ອງຖືກຕາມທີ່ຕ້ອງການໃນລະດັບໜຶ່ງ: ຖ້າສູງເກີນໄປ ການຫຼຸດຄວາມໄວຈະເຮັດໃຫ້ນັກບິນລົ້ມລົງ, ຖ້າຕ່ຳເກີນໄປ ຈະເຮັດໃຫ້ກ້ອງຖ່າຍຮູບຕົກລົງໄປໃນອາກາດຄືກັບຫີນທີ່ຕົກຢູ່ໃນນ້ຳ.
- Parachutes. Below about 10 km the capsule is falling at a few hundred km/h. ພາຫະນະບິນລອຍເປີດຂຶ້ນ ແລະ ລົງຈອດດ້ວຍຄວາມໄວບໍ່ເທົ່າໃດແມັດຕໍ່ວິນາທີ.
ເຂົ້າໃຈ
ຈາກວົງໂຄຈອນ 400 ກິໂລແມັດ (r = 6,778 ກິໂລແມັດ) ຄວາມໄວແມ່ນ 7.67 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ. ຮູບໄຂ່ທີ່ມີຈຸດຕ່ຳສຸດຢູ່ທີ່ 50 ກິໂລແມັດຂຶ້ນໄປມີa= 6,603 ກິໂລແມັດ, ແລະຢູ່ທີ່ 400 ກິໂລແມັດຄວາມໄວຂອງມັນຕ້ອງເປັນ 7.57 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ. ການເຜົາໄໝ້ໃນວົງໂຄຈອນແມ່ນຄວາມແຕກຕ່າງ: ປະມານ 102 m/ s, ພຽງ 1.3% ຂອງຄວາມໄວຂອງວົງໂຄຈອນເທົ່ານັ້ນ.
ແຮງດຶງແມ່ນ ½ ρ v² C_D A. ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງອາກາດ ρ ປະມານເຄິ່ງ ໜຶ່ງ ຂອງທຸກໆ5ກິໂລແມັດຂອງການຫຼຸດລົງ (ຄວາມສູງຂອງຂະ ໜາດ ປະມານ 7.2 ກິໂລແມັດ), ສະນັ້ນການຊ້າລົງຈະເພີ່ມຂື້ນຢ່າງແຮງ, ຈຸດສູງສຸດແລະຕົກເມື່ອກ່ອງບັນຈຸຊ້າລົງ. ໃນແບບຢ່າງຂ້າງເທິງ:
| ធាតុ | ໄວ | ຮູບມົນ | ຫຼຸດຄວາມໄວສູງສຸດ |
|---|---|---|---|
| ຈາກວົງໂຄຈອນຕ່ຳ | 7.85 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ | 1.5° | ປະມານ 8 ກຣາມ |
| ຈາກດວງຈັນ, ສູງເກີນໄປ | 11 ກິໂລແມັດ/ ນາທີ | 8° | ປະມານ 31 ກຣາມ |
| ຈາກດວງຈັນ, ໃນທາງເຂົ້າ | 11 ກິໂລແມັດ/ ນາທີ | 5.6° | ປະມານ7ກຣາມ |
| ຈາກດວງຈັນ, ພື້ນດິນເລິກເກີນໄປ | 11 ກິໂລແມັດ/ ນາທີ | 4.8° | ຂ້າມອອກ |
ຕົວບິນແຄັບຊູນທີ່ຈິງມີພຽງເລັກນ້ອຍ ຍົກ (ສູນກາງຂອງພວກເຂົາແມ່ນຢູ່ນອກສູນ, ສະນັ້ນພວກເຂົາບິນອ່ອນ) ແລະກ້ອນເພື່ອນໍາພາມັນ, ເຊິ່ງຫຼຸດລົງເຖິງຈຸດສູງສຸດປະມານ4g ສໍາລັບ Soyuz ແລະໄດ້ເປີດທາງເຂົ້າຂອງ Apollo ປະມານ2ອົງສາ.
ແມ່
ແບບ ຈຳ ລອງລວມເອົາສົມມຸດຕິຖານຂອງການເຄື່ອນຍ້າຍດ້ວຍແຮງດຶງດູດ ແລະ ການດຶງເທົ່ານັ້ນ:
dv/dt = −μ r/|r|³ − (ρ(h) |v| / 2β) v, ρ(h) = ρ₀ e^(−h/H)
ທີ່ມີ β = m/(C_D A) = 350 ກກ/ມ² (ຄືກັບແຄບຊູນ) ແລະ H = 7.2 ກິໂລແມັດ. ສໍາລັບການເຂົ້າສູ່ລະບົບ ballistic ທີ່ສູງ, Allen ແລະ Eggers (1958) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຫຼຸດລົງສູງສຸດແມ່ນເກືອບຈະເປັນອິດສະຫຼະຈາກ β:
a_max ≈ v_E² sin γ / (2e H)
ສຳລັບກໍລະນີດວງຈັນທີ່ສູງ (γ = 8°) ມັນໃຫ້ຄວາມແຮງປະມານ 44 g; ການປຽບທຽບເຕັມຈະໃຫ້ຄວາມແຮງ 31 g, ຍ້ອນວ່າແຮງດຶງດູດຈະເຮັດໃຫ້ເສັ້ນທາງເລິກລົງໄປເລື້ອຍໆ ເມື່ອແຄັບຊູນຫຼຸດລົງລົງມາ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມຸມເຂົ້າ, ບໍ່ແມ່ນຂະໜາດຂອງຍານພາຫະນະ, ຕັ້ງຄ່າ g-load, ເຊິ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ທຸກໆຍານອະວະກາດກັບຄືນໄປບິນທາງລຸ່ມທີ່ຖືກຕ້ອງ.
ທົດລອງໃຊ້
ໂດຍການໃຊ້ບົດຮຽນ vis- viva, ກວດເບິ່ງການເຜົາໄໝ້ deorbit: ວົງໂຄຈອນທີ່ 400 km (r = 6,778 km) ມີຄວາມໄວ √(μ/ r). ຮູບໄຂ່ຈາກ 400 km ລົງໄປ 50 km ມີ a= (6,778 + 6,428) /2. ກ້ອງຖ່າຍຮູບຕ້ອງແລ່ນຊ້າກວ່ານີ້ຢູ່ທີ່ 400 km ໄດ້ເທົ່າໃດ? (μ = 398,600 km³/ s²)
ດີ. ຄວາມທ້າທາຍແມ່ນບ່ອນທີ່ການຮຽນຮູ້ຕິດ.
ສອບຖາມໄວ
3 ຄໍາຖາມໄວໆ. ເລືອກຄໍາຕອບເພື່ອເບິ່ງວ່າເຈົ້າເວົ້າຖືກຫຼືບໍ່.
-
ຈັກເທົ່າທີ່ຈະຕ້ອງມີການຊ້າລົງໃນວົງໂຄຈອນເພື່ອເລີ່ມກັບຄືນມາເຮືອນຈາກຄວາມສູງ 400 ກິໂລແມັດ?
- A 7.7 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ
- B ປະມານ 100 ແມັດ/ ວິນາທີ
- C ປະມານ 1 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ
- D ມັນຕ້ອງຢຸດຢ່າງສົມບູນ
ສະແດງຄຳຕອບ
B. ປະມານ 100 ແມັດ/ ວິນາທີ ໄຟນ້ອຍໆຈະຫຼຸດດ້ານຫ່າງໄກຂອງວົງໂຄຈອນລົງສູ່ບັລຊິວຣ໌; ອາຍອາກາດຈະເອົາຄວາມໄວທີ່ເຫຼືອອອກໄປ.
-
ເຮັດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເກີດຂຶ້ນໃນຊ່ວງເຂົ້າສູ່ໂລກຄືນໃໝ່?
- A ແຮງຕໍ່ຕ້ານກັບແສງແດດ
- B ອາກາດຢູ່ໜ້າແຄັບຊ້ອນຖືກບີບອັດຢ່າງໄວວາ ຈົນມັນສ່ອງແສງຄືກັບແສງ plasma
- C ເຄື່ອງຈັກ
- D ກິດຈະກຳວິທະຍຸ
ສະແດງຄຳຕອບ
B. ອາກາດຢູ່ໜ້າແຄັບຊ້ອນຖືກບີບອັດຢ່າງໄວວາ ຈົນມັນສ່ອງແສງຄືກັບແສງ plasma
-
ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນ ຖ້າກ້ອງຖ່າຍຮູບທີ່ກັບມາຈາກດວງຈັນ ເຂົ້າສູ່ອາກາດຢ່າງຊັດເຈນ?
- A ມັນລົງຢ່າງອ່ອນໂຍນ
- B ມັນສາມາດແລ່ນກັບຄືນໄປສູ່ພື້ນທີ່
- C ມັນຈະເຜົາໄໝ້
- D ມັນຈະເຂົ້າສູ່ວົງໂຄຈອນທີ່ໝັ້ນຄົງ
ສະແດງຄຳຕອບ
B. ມັນສາມາດແລ່ນກັບຄືນໄປສູ່ພື້ນທີ່
បន្ទាត់បញ្ចប់
- ອ່ານບົດຮຽນ
- ເຮັດການທ້າທາຍ
- ເຮັດການສອບຖາມ
ແທກບົດຮຽນທີ່ສຳເລັດ ເພື່ອບັນທຶກມັນໄວ້ໃນຄວາມຄືບໜ້າຂອງທ່ານໃນອຸປະກອນນີ້.
Lesson complete. Well done!
ນັ້ນແມ່ນບົດຮຽນສຸດທ້າຍໃນເສັ້ນທາງນີ້. ເບິ່ງທຸກຢ່າງທີ່ທ່ານໄດ້ຮຽນມາ ຜົນການປະຕິບັດຂອງທ່ານ
ຄໍາໃນບົດຮຽນນີ້
ແຫຼ່ງ
- NASA, Orion heat shield and entry (Artemis I)
- NASA, Apollo entry corridor, Apollo Experience Report: Entry Guidance and Control
- ESA, Soyuz return to Earth: how it works
- U.S. Standard Atmosphere 1976 (NOAA/NASA/USAF), exponential approximation with 7.2 km scale height
- H. D. Curtis, Orbital Mechanics for Engineering Students, 4th ed.
ບົດຮຽນນີ້ມີໃບອະນຸຍາດ CC BY-SA 4.0.