Энэ сайт дээрх зарим хэл нь машин орчуулгатай бөгөөд алдаа байж болно. Үүнийг сайжруулахад туслаарай Англи хэл дээрх эх бичвэрийг уншина уу
  1. Суралцах
  2. Навигатор
Навигатор · Модуль 15

Буцах: дахин нэвтрэх

A small push slows a spacecraft by a hundred metres per second, and the air takes care of the other 7.8 kilometres per second, as a fireball.

11 минут

NASA/JPL/Space Science Institute

Энэ хичээлийг Local Solar System Foundation багийн гишүүн боловсруулсан бөгөөд мэргэжлийн шүүгчээр сайжруулж болно. Та энэ сэдвээр мэргэшсэн үү?

Бүх сансрын нисгэгч нар адилхан аргаар гэртээ ирдэг: хурдыг дулаанд хувиргадаг. A capsule arriving from orbit carries enough energy per kilogram to melt its own weight in steel many times over. Дэлхий рүү буцах урлаг нь энергийг бага багаар зайлуулах явдал юм. Тэгээд ч амьд үлдэх, мөн сансарт буцаж очихгүй байхын тулд хурдан хугацаанд.

A ballistic capsule entering from a 400 km orbit, and three returns from the Moon compared (too steep, right, too shallow). Point-mass model with an exponential atmosphere.

Дизелийн хөдөлгүүрүүд унаж эхэллээ. Агаарын хүчээр түгждэг.

Хар

  1. Орд орбитоос гарах үед шатах. Ардаа харуулан, капсул нь хөдөлгүүрээ хэдэн минутын турш асааж 100 м/с-ээр удаашруулна. Энэ нь түүний орбитын нөгөө талд байгаа агаар мандалд унаж байна.
  2. Гаралтын интерфэйс, 120 км өндөрт. Капсул нь анхны нарийн агаарын өнгөтэй таарч байгаа бөгөөд одоо ч гэсэн секундэд 7.8 км хурдтай хөдөлж байна.
  3. Улаан бөмбөг. Агаарын өмнөх дулааны хамгаалалт нь маш хүчтэй дарагдаж, хэдэн мянган градусын халуунтай цацрагт плазма болж хувирдаг. Радио сигнал хэдхэн минутын турш дамжуулахгүй. Халуун хамгаалалт нь саармагжиж, нүүрстөрөгчийг авч явдаг.
  4. Хоршоо. Сарнаас 11 км/ сек хурдаар буцахдаа, оргил руу орох өнцөг градусын нэгний хэсэгт л байх ёстой: хэтэрхий өндөр бол хурдны хязгаарлалт нисгэгчдийг сэгсрэх болно, хэтэрхий бага бол хөлөг онгоц агаараас уснаас чулуу шиг гарч ирнэ.
  5. Parachutes. 10 км-ийн доор капсул нь хэдэн зуун км/цаг хурдтай унаж байна. Парашют нээгдэх ба секундэд хэдэн метрийн хурдтай газарддаг.

ойлгох

400 км тойрог замаас (r = 6,778 км) хурд нь 7.67 км/с байна. 50 км өндөрт хамгийн бага цэгтэй эллипсийн a=6,603 км, 400 км-т хурд нь 7.57 км/с байх ёстой. Орбитоос гарах хугацааны ялгаа: 102 м/ с, зөвхөн 1.3% нь тойрог зам хурд.

Drag force is ½ ρ v² C_D A. Агаарын нягт ρ нь 5км-ийн (7.2 км-ийн) дараа хагас болж, ингэснээр хурдны хязгаарлалт огцом нэмэгдэж, капсул удааширч унадаг. Дээрх загварт:

БүртгэлтХурдБурууХамгийн их удаашрал
Доод орбитаас7.85 км/с1.5°8 г
Сарнаас, хэтэрхий өндөр11 км/ с8°31 г
Сарнаас, коридорт11 км/ с5.6°7 г
Сарнаас, хэтэрхий гүн11 км/ с4.8°гүйцэд

Үнэн хэрэгтээ капсулууд бага зэргийн lift-тэй нисдэг (тэдгээрийн массын төв нь төвөөсөө хол, тиймээс тэд эргэлддэг) ба түүнийг удирдахын тулд эргэдэг бөгөөд энэ нь Союзын хувьд дээд цэгтээ 4g хүртэл бууруулж, Аполлоны коридорыг2градус хүртэл өргөтгөнө.

Багш

Энэ загвар нь зөвхөн гравитаци болон таталттай хөдөлгөөний тэгшитгэлүүдийг нэгтгэж байна:

dv/dt = −μ r/|r|³ − (ρ(h) |v| / 2β) v,   ρ(h) = ρ₀ e^(−h/H)

with β = m/(C_D A) = 350 kg/m² (capsule-like) and H = 7.2 km. Аллен болон Эггерс (1958)-ийн тогтоосноор, өндөр хурдны гүйдлийн хязгаар нь β-аас бараг бүрэн хамааралгүй байдаг:

a_max ≈ v_E² sin γ / (2 e H)

Сарны өргөн талд (γ = 8°) энэ нь 44 g-ийг өгдөг; бүрэн загварчилсан тохиолдолд 31 g-г өгдөг, учир нь капсулын унах үед гравитаци зам руу гүнзгий ордог. Ямар ч байсан, нисдэг тэрэгний хэмжээ биш, оргил руу орох өнцөг нь g-зардлыг тогтоодог. Энэ нь эргэж ирэх бүх сансрын хөлгүүд яг тодорхой коридороор нисдэг шалтгаан юм.

Спробл

Using the vis-viva lesson, check the deorbit burn: a circular orbit at 400 km (r = 6,778 km) has speed √(μ/r). An ellipse from 400 km down to 50 km has a = (6,778 + 6,428)/2. How much slower must the capsule go at 400 km? (μ = 398,600 km³/s²)

Шууд асуулт

3 хурдан асуултууд. Та зөв хариулт сонгож чадах эсэхийг шалгаарай.

  1. 400 км-ээс гэртээ буцаж ирэхийн тулд сансрын хөлөг орбитт хэдэн хувиар хурдаах ёстой вэ?

    1. A 7.7 км/ с
    2. B 100 м/ с орчим
    3. C 1 км/ сек
    4. D Энэ бүхнийг зогсоох хэрэгтэй
    Хариуг харуул

    B. 100 м/ с орчим Жижигхэн дэлбэрэлт нь орбитын хол талд байгаа хэсгийг агаар мандалд оруулж, агаар нь хурдны үлдсэн хэсгийг авчирдаг.

  2. Яагаад эргэн орох үед дулаан үүсдэг вэ?

    1. A Нарны гэрэлтэй нийлэх
    2. B Капсулын өмнөх агаар маш хурдан өргөгдөж, плазмын гэрэл мэт гялалзаж байна.
    3. C Дизелийн хөдөлгүүрүүд
    4. D Радио идэвхжил
    Хариуг харуул

    B. Капсулын өмнөх агаар маш хурдан өргөгдөж, плазмын гэрэл мэт гялалзаж байна.

  3. Хэрвээ сарнаас буцаж ирсэн капсул агаарт хэтэрхий гүн орвол юу болох вэ?

    1. A Энэ нь зөөлөн газардсан
    2. B Тэр сансраас бууж чадна .
    3. C Энэ нь шатаана
    4. D Энэ нь газарзүйн тогтвортой орбит руу явна .
    Хариуг харуул

    B. Тэр сансраас бууж чадна .

Бүтээгдэхүүний нэр

  • Сургамж унших
  • Даалгавар гүйцэтгэсэн
  • Сонирхолтой асуултууд

Энэ төхөөрөмж дээрх хичээлийн явцад хадгалах бол төгссөн гэж тэмдэглэ.

Энэ хичээлийн үгс

Эх сурвалж

Энэ хичээл нь CC BY-SA 4.0 лицензтэй.

Тоног төхөөрөмж болон хичээлүүд нь зөвхөн сурах зорилгоор хялбаршуулсан загваруудыг ашигладаг. Тэднийг замын хөдөлгөөн, үүргийн төлөвлөлт эсвэл үйл ажиллагааны шийдвэр гаргахад ашиглаж болохгүй. Сертификатууд үнэгүй бөгөөд баталгаажаагүй байдаг. Сургалтын агуулгаас зайлсхийх тухай мэдээллийг уншина уу