Как люди с соответствующим снаряжением смогут путешествовать пешком по поверхности Титана, спутника Сатурна?

Принимая во внимание физические характеристики Титана (например, поверхностную гравитацию, атмосферное давление), какой способ передвижения будет наиболее эффективным для астронавта, чтобы путешествовать по поверхности Титана пешком?

Будет ли это прыжковое или подпрыгивающее движение? Или имеет смысл как-то прогуляться? Я не уверен, как трение о землю приспосабливается к этому.

В целях этого мысленного эксперимента давайте предположим, что у человечества есть необходимое оборудование для отправки астронавта на Титан и защитная одежда, обеспечивающая разумную защиту от опасностей окружающей среды на поверхности.

Для дальнейшего уточнения, гравитация составляет комфортные 1,352 м/с2 (0,14 г по сравнению с Землей), что соответствует 0,85 Луны. Поверхностное давление составляет 146,7 кПа, что соответствует 1,45 атм (на Земле).

С точки зрения эффективности, это будет сводиться к тому, сколько работы человеческому телу придется проделать, чтобы достичь «оптимальной» скорости, всегда учитывая в первую очередь безопасность людей, пересекающих ландшафт.

Заранее спасибо!

Поверхностная гравитация Титана приближается к Луне, поэтому то, что мы увидим, похоже на то, что мы могли видеть на приземляющихся на Луну виджетах 70-х годов.
+1Отличный вопрос! Я заменил «путешествовать» вместо «навигации», потому что навигация — отличный, но вопрос, отличный от того, что вы задаете. Я почти начал писать ответ, объясняющий, как они могут буквально ориентироваться. Фактически; Почему бы не рассмотреть вопрос о размещении второго вопроса о различных методах, которые они могли бы использовать для навигации из точки А в точку Б, если (например) у них не было подходящей подробной и обновленной карты?
Не уверен, что путешествие пешком будет самым эффективным способом передвижения по Титану. Полет на человеческом двигателе может быть намного быстрее и веселее.
@peterh отличие от Луны в том, что Титан имеет довольно плотную атмосферу. Я подозреваю, что будет трудно получить достаточное сцепление с землей, чтобы двигаться вперед, преодолевая сопротивление воздуха.
@SteveLinton Давление на поверхности составляет около 1,5 атм, так что это как на Земле. При обычных скоростях движения сопротивление ветра пренебрежимо мало, как и в вакууме, где оно равно нулю. Между прочим, сопротивление пропорционально скорости, поэтому нет сопротивления, которое бы полностью избегало движения. В лучшем случае это усложнит задачу, как нельзя бегать под водой. Но, имея атмосферу примерно такой плотной, как на Земле, даже этого эффекта не было бы.
@peteh температура в три раза ниже, поэтому плотность будет примерно в 5 раз больше, чем у Земли. Я не знаю о вязкости, но, учитывая, что у вас также есть только 1/7 веса, чтобы дать вам сцепление, я думаю, может быть реальный риск того, что вы оттолкнетесь от земли и вместо долгого прыжка или скольжения, как вы попадете на Луну, вы довольно быстро остановитесь (как брошенный воздушный шар для вечеринки) и медленно упадете обратно на землю. Я могу ошибаться, но я не думаю, что это очевидно в любом случае.
Увеличенная подъемная сила из-за большей плотности, вероятно, преодолеет большее сопротивление, особенно при такой малой гравитации. На самом деле, полет на Титане кажется чем-то средним между полетом в земной атмосфере и «полетом» в земной воде.
Полет звучит забавно, однако более низкая гравитация Титана будет полностью уравновешена весом всего оборудования, необходимого человеку, чтобы Титан не убил ее.

Ответы (1)

В зависимости от вашего защитного костюма, это, вероятно, будет очень похоже на режим выбора астронавтов Аполлона на Луне.

Я говорю «в зависимости от вашего защитного костюма», потому что окружающая среда на Титане сильно отличается от лунной. Правда, гравитационное ускорение примерно такое же, но защитный костюм Титана должен защищать не от вакуума, а от экстремального холода — Гюйгенс измерил температуру поверхности 94 К, что согласуется с радионаучными измерениями в других местах. места. Изоляция от такой большой разницы температур, вероятно, будет громоздкой, но может быть относительно легкой по сравнению со структурой, необходимой для удержания давления ~ 1/3 атмосферы.

В комментариях упоминается высокая плотность атмосферы и возникающее в результате сопротивление. Я рассчитал плотность ~ 5,3 кг / м ^ 3, что примерно в 4 раза больше, чем на поверхности Земли в день с 0 ° C. На очень низких скоростях сопротивление примерно пропорционально скорости, но на умеренных скоростях оно пропорционально квадрату скорости .

Предполагая мою расчетную плотность, скорость 1 м/с (~ 2,24 мили в час) и человека с коэффициентом сопротивления, умноженным на площадь сопротивления (включая костюм) 1/2 м ^ 2, сила сопротивления будет ~ 2,6 Н. , по сравнению с ~ 0,63 Н здесь, на Земле. Несмотря на большие размеры, это было бы едва заметно. Не незаметно, но не настолько, чтобы сделать это препятствием. Если этот человек и его костюм весят 100 кг, сила тяжести будет ~ 135 Н, поэтому сила сопротивления составляет ~ 1/50 силы гравитации. Ходить нормально не составит труда.

Разве что , как в случае с Аполлоном, громоздкий костюм делает нормальную походку большим усилием, за счет усилия, приходящегося на сгибание ног. В этом случае «хоп» наиболее удобен.

Можете ли вы добавить какую-нибудь ссылку, показывающую, как вы выполняли свои расчеты, а также почему сопротивление будет больше похоже на линейное, чем на квадратичную низкую скорость? (Мне все еще нужно знать, как рассчитать калибровочную кривую для моего анемометра для пинг-понга, вдохновленного Phoenix Lander). Спасибо!
Интересный! Ходьба нормальной походкой кажется возможной, если не легкой с учетом этого, но как насчет более высоких скоростей? Если, скажем, скафандр это позволяет, сможет ли космонавт бежать? Я предполагаю, что контроль над телом у космонавта будет сильно нарушен из-за более экстремальных движений конечностей, необходимых для выполнения бегового движения, но, может быть, я ошибаюсь?
Как люди с соответствующим снаряжением смогут путешествовать пешком по поверхности Титана, спутника Сатурна?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v