Достаточно ли в космосе рассеянных газов, чтобы оправдать оптимизацию зонда?

Космос не пуст — в нем плавает множество вещей. Кажется, что это карманы/молекулы газа, и космический зонд, скорее всего, столкнется с некоторыми из них в какой-то момент своей жизни.

Достаточно ли высока концентрация газов, чтобы оправдать «обтекание» космического корабля? Есть примеры?

Ответы (2)

Давайте просто предположим, что межзвездная плотность составляет около 10 ^ 6 частиц / м ^ 3. Предположим также, что это водород. Подставляем эти числа в формулу перетаскивания Ф Д знак равно 1 2 р в 2 С Д А , и давайте предположим, что 1 мН — это первая сила, которая достаточно значительна, чтобы ее можно было корректировать. Собрав все это вместе, предполагая отвратительный коэффициент сопротивления 2 и площадь 100 м ^ 2 (для солнечных панелей), соответствующая скорость становится равной 2 496 000, или почти 1% скорости света.

Суть в том, что аэродинамика имеет значение только в том случае, если вы едете очень быстро, намного быстрее, чем все, что мы до сих пор отправляли.

При столкновении с газом на такой скорости я не знаю, применима ли формула сопротивления...
1 мН (миллиньютон) был бы значительным для зонда, который проводит годы... может быть, более 10 лет... путешествуя в космосе. Датчики обычно весят около 1 тонны, и при постоянном действии 1 мН в течение 10 лет dv составляет 315,6 м/с. Это может показаться не таким уж большим, но этого достаточно, чтобы изменить траекторию; зонд не попал бы в цель. Вы имели в виду микроньютон вместо этого? Тем не менее, я согласен с тем, что 2496 км/с довольно далеко за пределами диапазона полета, и у каждого нет шансов увидеть, как зонд приближается к ней.
Мои цифры исходят из скорости света 1%, что намного выше всего, что у нас есть сейчас, это ничтожно мало. И это проблема av^2, так что...

Краткий ответ НЕТ.

В межзвездном пространстве или в нашей локальной солнечной системе аэродинамика не будет иметь большого значения. И, согласно расчетам @PearsonArtPhoto, при скорости, с которой они ДЕЙСТВИТЕЛЬНО имеют значение, частицы будут врезаться в зонд с достаточной энергией, чтобы разрушить внешнюю поверхность. Газы и частицы в межзвездном пространстве часто ионизированы (т.е. заряжены), а некоторые атомы очень горячие. Это сродни вождению автомобиля со скоростью 100 миль в час сквозь облако пыли: ваше лобовое стекло будет разбито, и если вы будете ехать достаточно долго, оно может треснуть и выйти из строя.

Имея это в виду, вы захотите сделать поперечное сечение корабля небольшим, чтобы справиться с эрозией больше, чем с аэродинамикой. Вероятно, сделан из толстого и прочного материала и каким-то образом идеально экранирован — возможно, с помощью магнитного поля, помогающего отталкивать частицы от корабля.

Взгляните на: http://en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_medium для более подробной информации.

Возьмем реальный пример: «Вояджер-1», летящий со скоростью 17 километров в секунду от Солнца, совсем не аэродинамический. Большие неуклюжие прямые углы, гигантская радиотарелка сзади и т. д.