ഈ പാഠം ഒരു Local Solar System ഫൗണ്ടേഷൻ ടീം അംഗം തയ്യാറാക്കിയതാണ്, ഒരു യോഗ്യതയുള്ള വിലയിരുത്തലുകാരന്‍ ഇത് മെച്ചപ്പെടുത്താന്‍ കഴിയും. നിങ്ങള്‍ ഈ വിഷയത്തില്‍ പ്രാവീണ്യമുള്ളവരാണോ? ഒരു ചിട്ടപ്പെടുത്തല്‍ നിര്‍ദ്ദേശിക്കുക
എല്ലാ ബഹിരാകാശ സഞ്ചാരികളും ഒരേ രീതിയില്‍ വീട്ടിലെത്തുന്നു: വേഗതയെ ചൂടാക്കി മാറ്റുന്നതിലൂടെ. A capsule arriving from orbit carries enough energy per kilogram to melt its own weight in steel many times over. തിരിച്ചെത്തലിന്‍റെ മുഴുവന്‍ കലാവിദ്യയും, ആ ഊര്‍ജ്ജം… …പതുക്കെ കുറച്ച് ജീവിക്കാന്‍ കഴിയുന്നവിധത്തില്‍ നീക്കം ചെയ്യുകയാണ്. പിന്നെ വേഗത്തില്‍, ബഹിരാകാശത്തിലേക്ക് തിരിച്ചു പോകാതെ.
എഞ്ചിനുകള്‍ താഴോട്ട് പോകാന്‍ തുടങ്ങുന്നു. വായു ബ്രേക്കിംഗ് ചെയ്യുന്നു.
നോക്ക്.
- Deorbit burn. പിന്നോട്ട് നോക്കി, കാപ്സ്യൂൾ കുറച്ച് മിനിറ്റുകൾക്ക് വേണ്ടി എഞ്ചിൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുകയും ഏകദേശം 100 m/s വേഗത കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അത് അതിന്റെ കറക്കത്തിന്റെ ദൂരെയുള്ള ഭാഗം വായു മണ്ഡലത്തിലേക്ക് താഴ്ത്തി വിടുന്നു.
- 120 കിലോമീറ്റര്‍ ഉയരത്തില്‍. കാപ്സ്യൂൾ ആദ്യം കണ്ടുമുട്ടുന്ന വായുവിന്റെ തൂവലുകൾ, ഇപ്പോഴും 7.8 കിലോമീറ്റർ / സെക്കൻഡിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു.
- ഫയര്‍ബോള്‍. ഹീറ്റ്‌ ഷീല്‍ഡിനു മുന്നിലുള്ള വായു വളരെ കഠിനമായി പിഴിഞ്ഞെടുക്കപ്പെടുന്നു. അത് പ്രകാശിക്കുന്ന പ്ലാസ്മയായി മാറുന്നു, ആയിരക്കണക്കിന് ഡിഗ്രി ചൂടുള്ളത്. കുറച്ച് മിനിട്ടുകള്‍ക്കകം റേഡിയോ സിഗ്നലുകള്‍ കടന്നുപോകില്ല. ചൂട് പടലം പതുക്കെ ചൂടും കൊണ്ട് പോകുന്നു.
- കോറിഡോർ. ചന്ദ്രനില്‍ നിന്ന് 11 കിലോമീറ്റര്‍/സെക്കന്‍ഡില്‍ തിരിച്ചു വരുന്നത്, പ്രവേശന കോണിന്റെ അളവ് ഒരു ഡിഗ്രിയുടെ ഒരു ഭാഗം മാത്രമായിരിക്കണം: വളരെ ഉയരത്തില്‍ എത്തുമ്പോള്‍… …അതിന്റെ വേഗത കുറഞ്ഞ്… …കപ്പല്‍ യാത്രികരെ തകര്‍ക്കും. വളരെ താഴ്ന്ന സ്ഥാനത്ത് എത്തിയാല്‍… …കാപ്സ്യൂള്‍ വെള്ളത്തില്‍ നിന്നും കല്ലിനെ പോലെ പുറത്തേക്ക് വീഴും.
- പാരാച്യൂട്ടുകള്‍. 10 കിലോമീറ്ററിന് താഴെ, കാപ്സ്യൂൾ മണിക്കൂറില്‍ കുറഞ്ഞത് നൂറു കിലോമീറ്റർ വേഗതയിൽ വീഴുന്നു. പാരാചുറ്റുകള്‍ തുറന്നു, അത് സെക്കന്‍ഡില്‍ കുറച്ച് മീറ്റര്‍ വേഗത്തില്‍ ഇറങ്ങുന്നു.
മനസ്സിലായി.
400 കിലോമീറ്റർ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഒരു കാന്തികപഥത്തിൽ (r = 6,778 കിലോമീറ്റർ) നിന്ന് നോക്കുമ്പോൾ ഈ വേഗത സെക്കന്റിൽ 7.67 കിലോമീറ്ററാണ്. ഒരു ഉയരമുള്ള 50 കിലോമീറ്റർ താഴെയുള്ള ഒരു നീളക്കൂടുതലിന് a=6,603 കിലോമീറ്ററും 400 കിലോമീറ്ററിൽ അതിന്റെ വേഗത 7.57 കിലോമീറ്റർ/സെക്കൻഡും ആയിരിക്കണം. ദ്രവ്യമാനം 102 മീറ്റര്‍/ സെക്കന്‍ഡ്, കാന്തിക വേഗതയുടെ വെറും 1.3% മാത്രമാണ്.
Drag force is ½ ρ v² C_D A. വായു ദ്രവ്യമാനം ρ ഏകദേശം പകുതിയായി കുറയുന്നു 5 കിലോമീറ്റർ താഴ്ന്നാൽ (7.2 കിലോമീറ്റർ ഉയരം), അതിനാൽ, കാപ്സ്യൂൾ മന്ദഗതിയിലാകുമ്പോൾ വേഗത കുറയുകയും, ഉയരുകയും ചെയ്യുന്നു. മുകളില്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന മാതൃകയില്‍:
| എന്‍ട്രി | വേഗത | കോണ്‍ | ഏറ്റവും കൂടിയ വേഗത കുറയല്‍ |
|---|---|---|---|
| താഴ്ന്ന കാന്തികവൃത്തത്തില്‍ നിന്നും | 7.85 കിലോമീറ്റര്‍/ സെക്കന്‍ഡ് | 1.5° | ഏകദേശം 8 ഗ്രാം |
| ചന്ദ്രനില്‍ നിന്നും, വളരെ മലയിടുക്കില്‍ നിന്ന് | 11 കിലോമീറ്റര്‍/ സെക്കന്‍ഡ് | 8° | ഏകദേശം 31 ഗ്രാം |
| ചന്ദ്രനില്‍ നിന്ന്, കോറിഡോറില്‍ | 11 കിലോമീറ്റര്‍/ സെക്കന്‍ഡ് | 5.6° | ഏകദേശം 7g |
| ചന്ദ്രനില്‍ നിന്നും, വളരെ അകലെ | 11 കിലോമീറ്റര്‍/ സെക്കന്‍ഡ് | 4.8° | പുറത്തേക്കു് പോകുന്നു |
യഥാർത്ഥ ക്യാപ്സ്യൂളുകൾ കുറച്ച് ലിഫ്റ്റ് (അവരുടെ ഭൂമിയുടെ കേന്ദ്രം കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്ന് മാറി, അതിനാൽ അവ തള്ളിപ്പറക്കുന്നു) ഉപയോഗിച്ച് പറക്കുകയും അത് നിയന്ത്രിക്കാൻ റോളും ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് സോയൂസ് 4g ൽ താഴെ എത്തിക്കുകയും അപ്പോലോ കോരിഡോർ2ഡിഗ്രി വീതിയിൽ വ്യാപിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
മാസ്റ്റര്‍
ഈ മാതൃക ഗുരുത്വാകർഷണവും വലിച്ചെടുക്കലും മാത്രമുള്ള ചലനത്തിന്റെ പ്ലാനറൽ സമവാക്യങ്ങളെ ഒരുമിച്ചു ചേർക്കുന്നു:
2.
β = m/(C_D A) = 350 kg/m² (കപ്പലിനെപ്പോലെ) H = 7.2 km ഒരു കൊടും ബാലിസ്റ്റിക് പ്രവേശനത്തിന്, ആലെൻ & എഗേഴ്സ് (1958) കാണിച്ചത് ഉയർന്ന വേഗത കുറവ് β-യിൽ നിന്ന് ഏകദേശം സ്വതന്ത്രമാണ്:
a_max ≈ v_E² sin γ / (2e H)
ചന്ദ്രന്റെ കൊടുമുടിയുടെ (γ = 8°) കാര്യത്തിൽ ഇത് ഏകദേശം 44 g; പൂർണ്ണമായും സിമുലേറ്റ് ചെയ്താൽ 31 g ലഭിക്കും, കാരണം ഗുരുത്വാകർഷണബലം കാപ്സ്യൂൾ താഴേക്ക് പോകുമ്പോൾ പാതയെ കുറച്ചുകൂടി അകലെയാക്കുന്നു. ഏതു വിധത്തിലായാലും, പ്രവേശന കോണാണ്, വസ്തുവിന്റെ വലിപ്പം അല്ല, G-ലോഡ് നിശ്ചയിക്കുന്നത്. അതുകൊണ്ടാണ് എല്ലാ തിരിച്ചു വരുന്ന ബഹിരാകാശവാഹനങ്ങളും ഒരു വ്യക്തമായ പാതയില്‍ പറക്കുന്നത്.
ശ്രമിക്ക്.
വിസ്-വിവ പാഠം ഉപയോഗിച്ച്, ഡിഓർബിറ്റ് ബ്രേക്ക് പരിശോധിക്കുക: 400 km (r = 6,778 km) ൽ ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കാന്തിക കാന്തിക്ക് വേഗത √(μ/r) ആണ്. ഒരു 400 കിലോമീറ്റർ മുതൽ 50 കിലോമീറ്റർ വരെ നീളമുള്ള ഒരു ഉരുണ്ടവയുടെ അക്ഷാംശം a= (6,778 + 6,428)/2 ആണ്. 400 കിലോമീറ്ററിൽ കാപ്സ്യൂൾ എത്രത്തോളം പതുക്കെ പോകണം? (μ = 398,600 km³/s²)
ശരി, പഠനം തുടങ്ങുന്നത് വെല്ലുവിളികളില് നിന്നാണ്.
പെട്ടെന്നുള്ള ചോദ്യം
3 പെട്ടെന്നുള്ള ചോദ്യങ്ങള്‍. നിങ്ങള്‍ക്ക് ഉത്തരം ശരിയാണെന്ന് കാണാന്‍ ഒരു ഉത്തരം തെരഞ്ഞെടുക്കുക.
-
ഒരു ബഹിരാകാശ വാഹനം എത്രത്തോളം വേഗത കുറയ്ക്കണം, കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതിനിടയില്‍, 400 കിലോമീറ്റര്‍ അകലത്തില്‍ നിന്ന് വീട്ടിലേക്ക് തിരിച്ചു വരാന്‍?
- A 7.7 കിലോമീറ്റര്‍/ സെക്കന്‍ഡ്
- B ഏകദേശം 100 m/ s
- C ഏകദേശം 1 കിലോമീറ്റര്‍/ സെക്കന്‍ഡ്
- D അത് മുഴുവൻ നിർത്തണം.
ഉത്തരം കാണിക്കുക
B. ഏകദേശം 100 m/ s ഒരു ചെറിയ തീ കാന്തിക വലയം കടന്ന് വായുവില്‍ എത്തുമ്പോള്‍, ബാക്കിയുള്ള വേഗത നഷ്ടപ്പെടുന്നു.
-
തിരിച്ചെത്തുന്ന സമയത്ത് ചൂട് ഉണ്ടാക്കുന്നത് എന്താണ്?
- A സൂര്യപ്രകാശത്തോടുള്ള ധർമ്മം
- B കാപ്സ്യൂളിനു മുന്നിലെ വായു വളരെ വേഗത്തില്‍ കൂമ്പിയിരിക്കുന്നു. അത് പ്ലാസ്മ പോലെ പ്രകാശിക്കുന്നു.
- C എഞ്ചിനുകള്‍
- D റേഡിയോ ആക്ടീവിറ്റി
ഉത്തരം കാണിക്കുക
B. കാപ്സ്യൂളിനു മുന്നിലെ വായു വളരെ വേഗത്തില്‍ കൂമ്പിയിരിക്കുന്നു. അത് പ്ലാസ്മ പോലെ പ്രകാശിക്കുന്നു.
-
ചന്ദ്രനില്‍ നിന്ന് തിരിച്ചു വരുന്ന ഒരു കാപ്സ്യൂള്‍ വളരെ കുറച്ചു മാത്രം വായുവില്‍ പ്രവേശിച്ചാല്‍ എന്ത് സംഭവിക്കും?
- A അത് മൃദുവായി പതിക്കുന്നു
- B അതിന് ബഹിരാകാശത്തേക്ക് ചാടിപ്പോകാന്‍ കഴിയും.
- C അത് കത്തിക്കരിഞ്ഞു
- D ഇത് ഭൂമിയുടെ സ്ഥിരമായ കാന്തികപഥത്തിലേക്ക് പോകുന്നു.
ഉത്തരം കാണിക്കുക
B. അതിന് ബഹിരാകാശത്തേക്ക് ചാടിപ്പോകാന്‍ കഴിയും.
അവസാന വരി
- പാഠം വായിക്കുക
- ചലഞ്ച് ചെയ്തോ?
- ക്വിസ് എടുത്തു
ഈ ഉപകരണത്തിലെ നിങ്ങളുടെ പുരോഗതിയില്‍ സൂക്ഷിക്കുന്നതിനായി പാഠം പൂര്‍ത്തിയാക്കിയതായി അടയാളപ്പെടുത്തുക.
പാഠം പൂർത്തിയായി, നന്നായി ചെയ്തു!
അത് ഈ വഴിയിലെ അവസാന പാഠമായിരുന്നു. നിങ്ങളുടെ പുരോഗതി
ഈ പാഠത്തിലെ വാക്കുകള്‍
ഉറവിടങ്ങള്‍
- 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.
ഈ പാഠം ലൈസൻസ് ചെയ്തിരിക്കുന്നത് CC BY-SA 4.0.