Obecné otázky o kosmonautice

[petrsida]

Vyplývá to z rovnic pro druhý Keplerův zákon

Vektor plošné rychlosti je polovinou vektorového součinu vektoru rychlosti a polohy a je pro stabilní oběžnou dráhu konstantní

Pokud měníš rychlost, tak je její změna účinnější tam, kde rychlost činí poměrně největší část toho součinu, tedy v periapsidė

Pokud bys měnil vzdálenost, bylo by to naopak (vzdálenost ale umíme změnit jenom změnou rychlosti, takže tudy cesta nevede)

Start kosmické lodi si představ jako nekonečný sled různých drah pro každý okamžik a je to obdobný problém

[DanHeřt]

Zkusím to vysvětlit trochu jinak, máme rovnici pro kinetickou energii: 1/2mv^2, která nám říká, že energie stoupá s druhou mocninou rychlosti. A máme raketu, která má fixní množství paliva, které ji vcelku urychlí o konstantní rychlost delta V.

Z důvodu, že energie stoupá se čtvercem rychlosti, získá raketa, která zrychlí z 10 km/s na 11km/s mnohem více energie, než raketa která zrychlí z 1km/s na 2km/s, i když obě rakety spotřebují na změnu rychlosti stejné množství paliva.

[petrsida]

Zkusím to vysvětlit trochu jinak, máme rovnici pro kinetickou energii: 1/2mv^2, která nám říká, že energie stoupá s druhou mocninou rychlosti. A máme raketu, která má fixní množství paliva, které ji vcelku urychlí o konstantní rychlost delta V.

Z důvodu, že energie stoupá se čtvercem rychlosti, získá raketa, která zrychlí z 10 km/s na 11km/s mnohem více energie, než raketa která zrychlí z 1km/s na 2km/s, i když obě rakety spotřebují na změnu rychlosti stejné množství paliva.

A spotřebují opravdu na takovou změnu stejné množství paliva? Při startu se mění hmotnost, na eliptické dráze zase potenciální energie

jinak ano, ale neřeší to celou situaci do důsledků, zjednodušeně by to znamenalo že vypálením stejného množství paliva (vydáním stejného dílu energie) v jednom případě přidáš raketě mnohem větší energii, než v druhém, což asi není nejlepší fyzikální popis

pokud jsi na eliptické oběžné dráze, a použiješ stejné delta v v perigeu a apogeu, tak vydáš stejné množství energie, změna v perigeu bude účinnější, protože se musí počítat s celkovou bilancí včetně potenciální energie a jsme na stejných vzorcích, protože plošná rychlost se dá jednoduše převést na plošnou hybnost

potenciální energie je závislá lineárně na vzdálenosti, kinetická kvadraticky na rychlosti


pro jednodušší a možná intuitivnější představu je potřeba uvědomit si, že změna rychlosti na vyšší kdekoli na eliptické dráze vede k tomu, že klesá rychlost v opačném bodě dráhy a úměrně tomu roste vzdálenost tohoto bodu (a naopak)

takže přidám-li v perigeu, tak snižuju rychlost v apogeu, ale zároveň apogeum vzdaluji, pokud jej vzdálím dostatečně, dostanu se na únikovou dráhu, naopak pokud přidávám v apogeu, tak vzdaluji perigeum (a snižuji v něm rychlost), pokud bych se chtěl dostat na únikovou rychlost přes navyšování rychlosti v apogeu, tak to bude energeticky náročnější, protože ji většinu mařím vzdalováním perigea (mizí mi v potenciální energii)

[Trabis]

Ahoj: mám otázečku co ve mě hlodá od přečtení posledního kosmotýdeníku .. tj..článek o "oceánu" na Plutu http://www.kosmonautix.cz/2016/11/kosmo ... -11-27-11/. Ale pro svou jednoduší představu otázku překlopím mnohem blíže k Zemi a snad meritum věci zůstane zachováno:

1)Je přitažlivost k povrchu stejná (při vlivu Země) na přivrácené i odvrácené straně Měsíce? a pokud ne, jak patrný je třeba rozdíl.
2)Počítá se například s tím i při misích na Měsíc?
3)Vyjdu-li například z efektu příliv-odliv, jenž je na Zemi dobře patrný i v lidském měřítku, je pak síla tohoto ač stabilního jevu v gravitaci Měsíce o dost silnější? Nebo třeba jen totožná?

4)U hmotnostně vyrovnanějšího systému Cháron-Pluto musí být efekt ještě patrnější, nebo ne?

(Vím že se ptám tak nějak intuitivně a laicky a pletu tu asi i více jevů dohromady... doufám, že po upozornění na pár základních principů se plácnu do hlavy se slovy "no jasně.")
Díky

[MartinH]

Ahoj: mám otázečku ... Díky

Úvahy jsou správné, říká se tomu slapové jevy. Co se týče Země a Měsíce, tak když máte nad hlavou Měsíc, tak je tíže opravdu o něco menší, ale jen nepatrně (gravitace klesá s kvadrátem vzdálenosti, takže na povrchu Země je gravitace Země o mnoho řádů vyšší než gravitace Měsíce). To samé platí i na Měsíci, s tím rozdílem že by nezpůsoboval odliv a příliv (pokud by na Měsíci byli oceány), protože Měsíc má vázanou rotaci a tudíž by byl na přivrácené straně pořád příliv a na odvrácené odliv. Nikdy by se to neměnilo, takže by to nebylo pozorovatelné.

Co se týče Pluta tak tam příliv a odliv nikdy nemůže být pozorován, protože má s Cháronem vázanou rotaci (Stejný případ jako s Měsícem). To že jsou hmotnostně vyrovnanější na věc nemá vliv, u slapových jevů jde jen o čistě gravitační sílu (hmotnost a vzdálenost tělesa).
Tady si ale dovolím malou odbočku, to že mají podobnou hmotnost má ale vliv na jiný jev. To že měsíc obíhá kolem planety není tak úplně pravda (stejné je to i s hvězdami a jejich planetami), obíhají totiž kolem společného těžiště. Pokud by byli obě tělesa stejně hmotná bude toto těžiště přesně na půli cesty mezi nimi. Čím je ale jedno těleso hmotnější tím víc se tento bod přibližuje k většímu tělesu až nakonec zmizí pod jeho povrchem (a limitně se bude blížit k těžišti většího tělesa). Teď si ale nejsem jist, ale Pluto s Cháronem je možná ten případ, kde tento bod leží mimo Pluto.

[MartinH]

Ahoj, nevíte někdo, jak funguje Oberthův efekt? Na wikipedii jsem našel jen vysvětlení, ale ne přičinu tohoto děje...

Při letu po eliptické (či hyperbolické) dráze kolem planety se vlivem gravitace vaše rychlost zvětšuje (padáte), při vzdalování od planety vás zase gravitace planety brzdí. Pokud v nejnižším bodě (kde je rychlost největší) přidáte (provedete zážeh motorů) budete se vzdalovat od planety větší rychlostí, což znamená že gravitace planety na vás bude působit kratší dobu (ona bude tedy působit pořád, jen její intenzita bude rychleji klesat) a tudíž vás i méně zpomalí. To znamená že ve výsledku budete mít v určité vzdálenosti od planety rychlost větší nejenom o zrychlení provedené zážehem ale i o rychlost o kterou vás planeta nestihla zpomalit (v tom bodě jste dřív).
Z toho vyplývá, že když letíme mimo sluneční soustavu je nejlepší provést finální zážeh při nízkém průletu nad Jupiterem (nízký průlet nad Sluncem by byl daleko efektivnější, ale tam je moc horko).

[Dugi]

Teď si ale nejsem jist, ale Pluto s Cháronem je možná ten případ, kde tento bod leží mimo Pluto.

Přesně tak, barycentrum soustavy Pluto-Charon opravdu leží ve volném prostoru - zhruba 960 km nad povrchem Pluta.

[Milanek]

a co by se stalo kdyby se do toho místa "zaparkovala" sonda ? - zůstala by tam gravitačně nebo by ji to naopak vykoplo ?

[Dugi]

Já myslím, že by to fungovalo jako klasické librační centrum. Sonda by tedy zůstala v něm.

[Jardax]

Já myslím, že by to fungovalo jako klasické librační centrum. Sonda by tedy zůstala v něm.

Presne tak, barycentrum je ekvivalentem libracniho bodu, stabilni umisteni...