Сколько часов длится самый продолжительный суборбитальный полет Земли?

Этот комментарий ниже Как долго продлится космический полет Blue Origin New Shepard? говорит (частично):

Слова «суборбитальный космический полет» в качестве первых слов на веб-странице Blue Origin для New Shepard означают, что да, полеты будут длиться несколько минут.

Вопрос: Сколько часов длится самый продолжительный суборбитальный полет Земли?

  • может быть оценкой (с обоснованием) или простым моделированием
  • пренебрегать атмосферными эффектами
  • не используй луну
  • это не "бесконечно"
  • без обмана! Он должен быть непропульсивным
Подозреваю, дело сводится к тому, "какое время полета для вертикального пуска на космической скорости - 1"
@Antzi Я не думаю, что это правильно, поэтому последний отмеченный пункт «это не« бесконечность »».
Если бы кто-то с подходящим авторитетом определил область, где чистая параболическая траектория перестает быть «на орбите», то это был бы просто вопрос ускорения до этой точки, а затем позволить гравитации сделать свою работу, чтобы вернуть нас обратно... Учитывая средняя сила тяжести, было бы просто ответить. Но это означает, что мы можем договориться об определении. Поскольку каждая траектория без космической скорости является орбитой (независимо от того, пересекает она поверхность Земли или нет), а суборбитальная — это просто орбита, пересекающая поверхность, самая длинная из них бесконечна... что не является разумным. отвечать.
Итак... можем ли мы придумать удовлетворительное определение суборбитального полета? Скажем, на LEO и обратно? В ГЕО и обратно? На орбиту Луны и обратно? На расстояние, где гравитационное влияние Солнца превосходит влияние Земли, и обратно?
@Ghedipunk, ты на пути к ответу! Просто продолжайте в том же духе.
Представьте себе очень эксцентричную эллиптическую орбиту с апоцентром, чуть меньшим, чем сфера влияния вокруг Земли, перицентр которой касается Земли. Это даст вам все параметры, необходимые для определения траектории, а время полета будет просто периодом.

Ответы (3)

Сколько часов длится самый продолжительный суборбитальный полет Земли?

«Орбита» и, следовательно, «орбитальный» и «суборбитальный» - это еще одно из тех слов, что и «ракета», определение которых значительно меняется в зависимости от контекста. Любая траектория, находящаяся под действием гравитации и не подверженная атмосферному влиянию, может считаться «орбитой», но здесь, в S.SX, мы обычно принимаем «суборбитальную» для обозначения «траектории, которая не позволяет совершить полный оборот по орбите из-за неизбежного аэродинамического торможения и аэродинамического торможения». /или эффекты литобремения».

Таким образом, самый продолжительный суборбитальный полет с движением по инерции от Земли представляет собой эллиптическую орбиту, которая проходит почти к краю сферы земного притяжения (что само по себе является крайне нечеткой и контекстно-зависимой концепцией) в апогее и возвращается на Землю с перигей достаточно низкий, чтобы гарантировать быстрый вход в атмосферу.

Википедия говорит мне, что земная сфера холмов простирается примерно на 1,5 миллиона километров; моя подготовка и опыт работы в космической программе Kerbal + Realism Overhaul говорят мне, что любая земная орбита, достигающая, скажем, 45-километровой высоты, быстро вернется обратно.

Этот орбитальный калькулятор сообщает мне, что период этой орбиты составляет 75,3 дня. Поскольку мы идем со скоростью 11 км/с в перигее, мы можем более или менее игнорировать время, затрачиваемое на его атмосферный конец; период полной орбиты почти точно такой же, как период суборбитального участка траектории. Поскольку мы выходим довольно близко к краю Сферы холмов и в апогее будем двигаться со скоростью всего 50 м/с, возмущения от других планет могут немного сдвинуть этот период.

Если мы воспользуемся определением сферы влияния «двух пятых степени» (не знаю, есть ли у этого лучшее название?), апогей должен быть ближе, около 0,92 Мкм, в течение 36,3 дня.

Почти наверняка существует какая-то гонзо-траектория, основанная на возмущениях Юпитера и Сатурна, позволяющая манипулировать космическим кораблем на самом краю Земли, чтобы сбежать, прежде чем отправить его домой год спустя, но я ограничиваю свое решение инструментами, доступными для бедных. размороженный пещерный ученый-ракетчик.

Бинго! Если большая полуось а составляет половину 1,5 миллиона миль (около сферы Хилла и/или L1, L2; т.е. из-за гравитационного воздействия Солнца), то с г М "=" 3,986 × 10 14 м 3 / с 2 , период 2 π а 3 / г М что составляет 1796 часов или 74,8 дня. Чуть дальше, и ваши шансы на свободное возвращение на Землю резко уменьшатся. Это не означает, что вы гарантированно сможете вернуться на Землю, не дойдя до этой высоты, эффект трех тел все еще может нарушить траекторию, но это хорошая оценка максимальной практической высоты.

Не менее 23 000 км. Концепция антиподного бомбардировщика Sänger :

салазки запущены, разогнаны до суборбитальной скорости, «выскакивают» из верхних слоев атмосферы

Ойген Зенгер задумал крылатый космический самолет, будучи докторантом Венского политехнического института. Его концепция Silverbird 1933 года была для планера со скоростью 10 Маха, который мог бы летать на высоте 160 км. ...

Он будет иметь гиперзвуковое отношение L/D 5,1, достигать максимальной скорости 13 Маха при выгорании ракетного двигателя, а затем входить в планирующий полет на 5000 км, достигая стабильной крейсерской скорости 3,3 Маха на высоте 50 км.

Последним усовершенствованием конструкции стал его отчет 1944 года «О ракетных двигателях для дальних бомбардировщиков», в котором фигурировал космический самолет длиной 28 м с размахом крыла 15 м и взлетной массой 100 тонн. Планер будет развивать максимальную скорость 21 800 км/ч и иметь дальность полета 23 400 км.

Вау, настоящий кусочек космической истории!

Согласно списку Flight Endurance Records Википедии , самый продолжительный непрерывный полет самолета на сегодняшний день составил 623:57:00, зарегистрированный с 11 июля по 8 августа 2018 года беспилотным дроном Airbus Zephyr 8.

Это был полет, и он не достиг орбиты, то есть суборбитальный полет.

Это, конечно, не теоретический максимум, это общеизвестный практический максимум, который был достигнут на момент написания этого ответа.

Мой второй отмеченный пункт — «не учитывать атмосферные эффекты», поэтому я скажу, что самолеты не в счет. Учитывая, что этот сайт посвящен исследованию космоса , можно с уверенностью предположить, что я спрашиваю о космических полетах. Однако я добавлю к вопросу «недвигательный», чтобы избежать дальнейшей двусмысленности.
@uhoh Как ты покидаешь поверхность Земли без двигателя? Он должен быть движущим в самом начале полета.
@uhoh: Вы явно различаете термин «суборбитальный космический полет», когда говорите о New Shepard, и «суборбитальный полет » (без «космоса»), когда формулируете свой вопрос. В чем тогда разница между ними, если не в «космической» части?
@uhoh: Что вы подразумеваете под «пренебрежением атмосферными эффектами»? В качестве примера вы использовали New Shepard, но и ракета-носитель New Shepard, и Crew Capsule критически зависят от аэродинамики, по крайней мере, на части своего полета: ракета-носитель имеет решетчатые стабилизаторы, а капсула приземляется под парашютами.
@uhoh: Можете ли вы уточнить, что вы подразумеваете под «недвигательным»? Вы использовали New Shepard в качестве примера, но и ракета-носитель, и капсула имеют двигательную установку.
@JörgWMittag Космический корабль может иметь на борту двигательные установки, но фаза суборбитального полета должна быть баллистической. Другими словами, вы не можете использовать солнечную или ядерную энергию для запуска суперионных двигателей и зависания, чтобы продлить свой полет. Этот ответ является иллюстрацией, например, баллистического полета. 1700+ часов в "свободном падении" - это очень долго!
Сколько часов длится самый продолжительный суборбитальный полет Земли?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v