Можно ли собирать тепловую энергию, перетаскивая теплопроводящее устройство во внешнюю атмосферу?

Тепло при входе в атмосферу — это не какая-то магически созданная энергия — это все рассеяние энергии, которая кропотливо закачивалась в орбитальный аппарат при подъеме, так что вы никогда не окупитесь даже теми затратами, которые вы потратили на его вывод на орбиту (плюс приведение в движение его второй ступени и топлива). до суборбитальной скорости, плюс разгон этого топлива почти до орбитальной скорости, плюс вся эта энергия, затраченная на запуск и рассеянная с реактивной массой). Неважно доставить его на Землю.

Но это не значит, что вы не можете подключиться к этой энергии. Вы не восстановите почти столько же, сколько потратили, но вы все равно можете восстановить много.

При спуске по суборбитальной траектории это было бы чрезвычайно сложно из-за огромного количества создаваемой энергии и очень короткого времени, необходимого для приземления. При движении на НОО рассеивание/накопление даже небольшого количества энергии отправит вас на суборбитальную траекторию и в описанную выше ситуацию. Но если вы приближаетесь к телу «снаружи» — по очень вытянутой эллиптической траектории, как у большинства марсианских зондов, — во время прохождения перицентра рассеивается много энергии, и это снижает апоцентр и орбитальную скорость (хотя вряд ли влияет на перицентр), что означает гораздо более плавный вход в атмосферу или гораздо меньше дельта-V для циркулярного выхода на низкую орбиту. Обычно он всегда тратится впустую - несколько аэродинамических торможений проходят через верхние слои атмосферы Марса, немного нагревая зонд, но не настолько, чтобы означать повреждение или подключение к питанию аблятора,

Сейчас у меня нет хороших идей, как использовать эту энергию, но это должно быть вполне возможно — каждый проход через перицентр нагревает корабль, а затем корабль охлаждается, когда он покидает атмосферу. Возможно, термоэлектрический слой или что-то в этом роде. Эта энергия не «бесплатна» — она была куплена путем сжигания большого количества топлива, чтобы добраться туда, — но ее можно взять; он может быть рекуперирован/восстановлен и, например, обеспечивать собственные потребности корабля и (учитывая, что расширенные солнечные панели плохо подходят для аэродинамического торможения), он может быть хорошей альтернативой солнечной энергии, особенно для миссий на далекие планеты, где солнечный свет слишком слаб для выдержать зонд.

Нет: тепло, выделяемое при входе в атмосферу, не является приятным побочным эффектом возвращения на Землю, это побочный продукт того факта, что ваш спутник/орбитальный аппарат имеет достаточно кинетической энергии, чтобы вращаться вокруг Земли каждые 90 минут, и вы хотите, чтобы это остановилось. сделать это и спуститься.

Чтобы что-то, что вы сделали для сбора энергии, снова вошло в атмосферу, оно должно сначала покинуть ее. Из-за сопротивления (гравитации, атмосферы) и неэффективности того, как вы его поднимаете, вы всегда будете тратить больше энергии на запуск вашего устройства из атмосферы, чем оно может столкнуться на обратном пути.

Кроме того, во внешней атмосфере нет ничего особенного: если бы у вас было что-то, движущееся с такой скоростью на уровне моря, вы бы производили гораздо больше тепла из-за плотности атмосферы, но вы также тратили бы еще больше энергии на достижение/поддержание этого скорость.

Космический шаттл остается лучшим, «собирая атмосферу», чтобы действовать как воздушная подушка для спуска. Как только вы начнете применять «абляционное охлаждение», «тормозные парашюты», «парашюты», «ретро-ракеты» и «причудливые сиденья», вы действительно не сможете собрать всю ту чудесную энергию, которую Мать-Земля дает вам бесплатно.

Другими словами, «воздух» представляет собой «тормозную мощность», а любое тепло или огонь, генерируемые и «поглощаемые», — это энергия, потраченная впустую как в форме неэффективности, поскольку поглощение тепла не замедляет вас, так и в материальном плане, поскольку в основном вы просто «сгораете» идеально. хорошая и, вероятно, дорогая «вещь», которую затем нужно снова надеть только для того, чтобы снова сжечь.