Сценарий повторного входа

Сценарий романа:

  1. Планета с массой Земли (скажем, от 0,8 до 1,4 массы Земли), захваченная в виде луны мигрирующим газовым гигантом (скажем, массой 5 ​​масс Юпитера) (не привязана к этому параметру, луна может быть больше или меньше, или я могу вообще выбросить газового гиганта, Мне просто нравится троп).

  2. Корабль на орбите терпит незапланированный повторный вход в атмосферу.

  3. Транспортное средство более или менее лишено мощности / механики для нормального повторного входа в атмосферу. Возможно, минимальные двигатели для коррекции траектории. Диаметр транспортного средства составляет около 30 метров. Плохой коэффициент аэродинамического сопротивления. Достаточное экранирование или другие футуристические штуковины для защиты пассажиров от нагрева.

Я пытаюсь выяснить временную шкалу начальной скорости, замедления, аэродинамического нагрева и разрушения, а также правдоподобен ли вообще сценарий, который я имею в виду, чтобы вывести персонажей из транспортного средства до удара . Кто-нибудь здесь может исследовать эту идею со мной или указать мне?

NB Это научно-фантастический сеттинг, поэтому, пока я ищу реалистичную физику, у меня достаточно гибкости в сеттинге, чтобы «выдумывать» крайности, которые в противном случае убили бы обычных людей.

Сценарий, который вы имеете в виду, ничем не отличается от сценария возвращения на Землю. Имеют значение только гравитация и атмосфера планеты, на которой вы собираетесь убивать своих персонажей.
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо определить атмосферные условия и начальную высоту орбиты корабля.
Есть ли у транспортного средства какой-то парашют или колеса и длинная взлетно-посадочная полоса? Если нет ни того, ни другого, весь экипаж погибнет, что бы ни случилось при входе в атмосферу.
Смоделировать в Kerbal Space Program или чем-то подобном?
Атмосфера похожа на земную, плотность воздуха меняется с высотой и температурой. Начальная высота для сценария, скажем, 160 км.
Это нехороший вопрос ВБ. Этот сайт предназначен для ответов на конкретные вопросы, а не для длинных дискуссий о различных вариантах. Формат StackExchange обычно разваливается, если вы пытаетесь провести эти обсуждения, потому что он не структурирован для таких обсуждений (без потоков, без приоритета сообщений и т. д.).

Ответы (2)

Копия из Shuttle Re-entry

Если ваш автомобиль способен пережить повторный вход в атмосферу и сохранить жизнь своим пассажирам, вероятно, он был разработан для такой цели (даже если просто в качестве экстренной меры). Следовательно, у него, вероятно, есть какая-то аэродинамическая конструкция, создающая подъемную силу, которая придала бы ему достаточную стабильность «полета» в широком диапазоне возможных атмосфер и дала бы его пилотам / пассажирам возможность разбить его более контролируемым и менее разбрызгиваемым образом.

В таком случае, почему бы просто не скопировать известную статистику повторного входа в атмосферу космического корабля "Шаттл "? Деорбитальный ожог (или авария в вашем случае) примерно за 1 час до посадки. Через 30 минут корабль находится на высоте 80 миль, в 5000 милях от места возможной посадки (крушения) и начинает нагреваться по мере того, как атмосфера становится более плотной. Вы можете прочитать все о температурах повторного входа в атмосферу на сайте Space Exploration Stack Exchange . Космический шаттл был рассчитан на 1500°C, но другие посадочные модули нагревались еще больше.

Посадочный модуль падает ниже скорости звука в 5 минутах и ​​25 милях от точки приземления и ударяется о землю на скорости ~ 220 миль в час (ой!). Лучше пристегните ремни безопасности.

Спасибо, kingledion :) Полагаю, я обдумываю сценарий, в котором «транспортное средство» является частью более крупного модульного транспортного средства (скажем, брошенного колониального корабля), которое отделилось как «последняя отчаянная попытка избежать катастрофы». В довершение драмы я обесточиваю транспортное средство, за исключением тех случаев, когда требуется выдумка, чтобы убедиться, что я не попаду в совершенно нереалистичный сценарий. Я не уверен, в какой степени аппарат спроектирован как аварийный посадочный модуль, но я допускаю, что материаловедение должно быть достаточно сложным, чтобы экипаж был в основном защищен от нагрева и обычного торможения. (продолжение/)
(продолжение/) Я пытаюсь понять, что мне нужно сделать, чтобы высадить выживших (какое-то личное спасательное устройство — это выдумка на данный момент), до того, как машина разобьется и ударится. Еще раз спасибо за ваш ответ :)

Это «непреднамеренное» является приверженцем. Что касается входов в шаттлы, я думаю, что у них было окно в 2 градуса по углу их траектории. Еще мельче, и вы спрыгнете, как камень, с вершины атмосферы. Глубже этого, и вы попадаете в плотную атмосферу, прежде чем теряете достаточную скорость, и вы хрустите.

Второй фактор заключается в том, что при непреднамеренном приземлении вы падаете в случайном месте. На этой планете случайность дает вам большой шанс «всплеска». Ранние космические полеты преднамеренно совершали мокрые посадки, потому что они не могли маневрировать. Авианосец может маневрировать.

На НОО изменение скорости невелико. от 1/2 до 1 км/сек? Остальное делает атмосфера. На чем-то вроде потери мощности шаттла корабль был бы обречён. Это был полет по проводам, и между джойстиком и элементами управления происходило много вычислений. Я не знаю, была ли вообще возможна полностью ручная посадка.

Шаттл проходит через несколько режимов — сначала не хватает воздуха для управления, поэтому это делается с помощью двигателей. Затем есть гиперзвуковая фаза, где скорость во много раз превышает скорость звука. Потом сверхзвук, потом дозвук. Элементы управления реагируют по-разному на каждом этапе. Без силы у вас нет инструментов.

На тупом повторном входе в тело я не знаю, насколько это важно, пока нагрузка сбалансирована. Были причины, по которым первые астронавты шутили о том, что они «спам в банке».

Для приземления тупым капсулам требовались парашюты.


Эффект юпитерианской массы, проходящей мимо земли на расстоянии, которое не разрушило землю приливами, я не думаю, что сильно повлияет на орбитальный аппарат, но мне придется потратить пару дней, играя с орбитальным симулятором. убедить себя так или иначе.

Однако наш Юпитер обладает интенсивным магнитным полем, которое захватывает множество протонов солнечного ветра. Они смертельны. Значит, ваш повторный вход не запланирован, а преднамерен. Кто-то понимает, что существует облако высокоэнергетических частиц, и вам нужно карабкаться, чтобы добраться до спускаемого аппарата. Магнитное поле может сжечь основную электронику корабля. Первоначальный сценарий спуска — взрыв. Выключите всю электронику. Подождите, чтобы развернуться на обратную сторону земли. запустите электронику и совершите посадку.

При пасовом столкновении двух тел захват невозможен. При столкновении они совершают гиперболическую орбиту друг вокруг друга. Если в дело вовлечено третье тело, то это возможно.

Это имеет значение только в том случае, если вы планируете, что юпитерианское тело схватит землю и унесет ее с собой. Гораздо более вероятно, что Земля будет выброшена на гораздо более эллиптическую орбиту или просто выброшена из системы.

Гравитационная энергия является консервативным полем. Нет трения. Тело приближается, ускоряется, проходит, замедляется. Замедление равно ускорению. Пролет симметричный. Сумма гравитационной потенциальной энергии и кинетической энергии остается постоянной.

https://physics.stackexchange.com/questions/134819/how-can-a-planet-gravitationally-capture-objects

Этот немного понятнее:

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist

Однако реальные захваты крайне маловероятны. Но у нас было 4-5 миллиардов лет, чтобы сыграть в космический бильярд с нашей Солнечной системой. Вы видите акул в бассейне. Шишки и отметины оказались на Юпитере, солнце, или были брошены во внешнюю тьму, где много плача и скрежета зубов.

Привет, Шервуд Ботсфорд, спасибо за ответ. Не могли бы вы уточнить, что вы подразумеваете под «встречей двух тел» и «захватом». Учитывая, что этот сценарий требует некоторого катапультирования перед посадкой, я пытаюсь выяснить, возможно ли это вообще. См. мой ответ kingledion выше, если вам интересно. Еще раз спасибо :)