Давайте поставимо вітрильник на Титан

Pin
Send
Share
Send

В останні роки великі місяці, що обходять навколо газових гігантів нашої Сонячної системи, привертають все більше уваги. Існує зацікавленість у подальшому дослідженні "Титану", але це хитро з орбіти, тому що побачити через густу атмосферу важко. Політ на Титані обговорювався в Інтернеті (іноді гнучко), і це навіть був одним із предметів, оброблених надзвичайно популярним коміксом, XKCD.

Однак залишається проблема живлення двигуна. Потреби в потужності для польоту на Титані досить мінімальні, тому сонячні крила можуть працювати. Але Титан також представляє альтернативу: плавання.

З усіма цими озерами та річками, вивчення Титану на приземному кораблі може бути чудовим способом побачити більшу частину Місяця. Хоча транспортний засіб не плавав би на воді. Озера на Титані складаються з рідкого метану. Завдання полягає в тому, щоб зробити посудину плавучою: рідкий метан є лише на 45% щільнішим, ніж рідка вода. Це означає, що нам знадобиться багато переміщення. Однак це може зробити глибокий порожнистий корпус, і виявляється, що рідкий метан має перевагу, яка допомагає компенсувати низьку щільність: він набагато менш в'язкий, ніж вода.

Число Рейнольдса пропорційне відношенню щільності до в'язкості, і виявляється, що тяга тертя про корпус обернено пропорційна Re. Хоча моря і озера Титану мають лише 45% густини води, вони також мають лише 8% в'язкості. Це означає, що парусне судно «Титан» відчувало б лише близько 26% тертя тертя як його еквівалент Землі. [Дизайнери яхт встановили, що опір тертя приблизно дорівнює 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. Це залишає нам можливість зробити корпус глибшим (важливо компенсувати щільність, як зазначено вище), і довше (якщо ми хочемо більш довгу ватерлінію, що зробить лукові хвилі довшими та покращить максимальну швидкість).

Сам вітрило в середньому отримав би менше вітру на Титані, ніж Земля. За словами Кассіні, середня швидкість вітру на Титані здається приблизно 3 метри / с, хоча над озерами вона може бути і вище. Середня швидкість вітру над Земним океаном ближче до 6,6 метра / с. Але атмосфера Титану також приблизно в 4 рази щільніше, ніж у Землі, і підйом, і тяга пропорційні щільності рідини. Якщо говорити, це означає, що загальна сила рідини на вітрилі становитиме приблизно 83% від тієї, яку ви отримаєте на Землі, а всі інші рівні, що може бути достатньо. Була б надбавка за ефективність і розмір вітрила, і тому нам, можливо, доведеться скористатися корпусом з низьким тертям, щоб вивчити форми з більшою стійкістю, які дозволять розмістити велике, вище (і, мабуть, високе співвідношення сторін) вітрила.

Це, звичайно, досить спекулятивно, але це забезпечує веселі вправи і, можливо, надає натхнення, оскільки ми уявляємо, що високоплавні робототехнічні судна мовчки круїзують озера Титану.

Одна концепція човна на "Титані" вже запропонована: дослідник "Титан-кобила" (TiME) відправить плаваючий високотехнологічний буй на посадку в метанному морі на цьому місяці Сатурна для вивчення його складу та його взаємодії з атмосферою. Але ця концепція місії «Діскавері» була застосована на користь відправлення приземлення InSight на Марс.

Але з усіма останніми відкриттями на Титані космічним кораблем "Кассіні" - такими як озера, моря, річки, погода та клімат, які створюють і туман, і дощ - такої місії буде надано більше уваги в майбутньому.

Pin
Send
Share
Send

Подивіться відео: RepairRebuild the Bulkhead Titanium Chainplates When Re-rigging - Patrick Childress Sailing #52 (Липень 2024).