Proste pytania o prędkości kosmiczne i misje kosmiczne

[barteks13]

Cześć! Mam pytanie o prędkości kosmiczne. Jest to prędkość, którą należy ciału nadać raz? No bo na przykład jak mamy sztuczne satelity, to chyba nie możliwe jest, żeby były one napędzane cały czas. Byłby wdzięczny jakby ktoś w prosty sposób mógł mi wytłumaczyć działanie tych satelit. 

Drugie pytanie. W jaki sposób napędzane są sondy takie jak Rosetta? Przebywają one ogromne trasy i nie rozumiem do końca dzięki czemu. A propo samej Rosetty, w jaki sposób została ona wysłana, aby trafić akurat na tą kometę tzn. w jaki sposób regulowano kierunek jej lotu itp.

Będę bardzo wdzięczny jeśli ktoś w miarę prosto byłby mi to wstanie wytłumaczyć. ;D  ;D  ;D

[tranox]

Owszem, aby obiekt utrzymał się na orbicie wystarczy mu raz nadać prędkość ok 7.9 km/s. Wystarczy raz, bo później nic satelity nie hamuje, więc prędkość się nie zmniejsza ;)

Oczywiście gdybyś chciał umieścić ciało np na 100km to musiałbyś używać silników co jakiś czas ponieważ znikoma (ale jednak wystepujaca) atmosfera takie ciało będzie spowalniać.

Z resztą, z tego co wiem ISS na ~400km też używa co jakiś czas silników aby się ciutke "podnieść".

[kapral]

Sądy są rozpędzane dzięki asyście grawitacyjnej - to tak jak byś zakręcił kamieniem na sznurku i go przeciął. Zamiast przecięcia sznurka używa się silników żeby "wznieść" się powyżej oddziaływania grawitacyjnego ciała niebieskiego.... później już śmiga równo bo w przestrzeni kosmicznej brak gazów/atmosfery która by sądę spowalniała...

 

P.S. jest sporo animacji w internecie które to wszystko ładnie obrazują ;)

[g.b.]

Tak prędkość kosmiczna musi zostać osiągnięta raz dla danego celu. W przestrzeni kosmicznej nie ma tarcia które zwalnia wszystkie ciała na ziemi (plus grawitacja) po osiągnięciu/przekroczeniu prędkości kosmicznej i grawitacja przestaje spowalniać np sondy takie jak Rosetta. Dalej jeśli taka sonda ptzeleci dość blisko jakiejs planety. Jej trajektoria się zmieni a sama sonda dostanie kopa wykorzystując siłę dośrodkową. Korzystając z bardzo złożonych obliczeń i symulacji jest się to wszystko w stanie policzyć. Jako że kometa ma znaną orbitę i nie traci za wiele masy zbliżając się do słońca udało się to wszystko policzyć. Dalej kiedy Rosetta dogoniła komete zostały włączone silniki na 7 godzin by ustawić się na jej orbicie. O znaleźć się w strefie wpływu jej grawitacji. Polecam poczytać o misjach voyager. I o Tym jak w latach 77 tych to wszystko liczono na papierze. Pozdrawiam

[barteks13]

Dziękuję wszystkim za wytłumaczenie, wszystko staje się teraz dla mnie jaśniejsze. Czyli jeśli dobrze rozumiem to takie sztuczne satelity wynoszone są na daną wyskość dzięki silnikom, potem ustawia się je prostopadle do przedłużenia promienia Ziemi i rozpędza się je do I prędkości kosmicznej i następnie się je wyłącza, tak?

[tranox]

Nie, już wynosząc na orbitę (satelity) nadaje się im pierwszą prędkość kosmiczną. Bez sensowne było by wynoszenie satelity pod kątem prostym do Ziemi na wysokość np. 400km, potem to wyhamować i pod kątem 90° ponownie wszystko rozpędzać do prędkości prawie 8 kilometrów na sekundę ;) trzeba by cholernie dużo paliwa.

[marianowski]

" Dalej jeśli taka sonda ptzeleci dość blisko jakiejs planety. Jej trajektoria się zmieni a sama sonda dostanie kopa wykorzystując siłę dośrodkową."

 

Zjawisko o którym wspomniał g.b. określane jest mianem procy grawitacyjnej lub wspomaganiem grawitacyjnym.Dokładnie ale i w prosty sposób napisane wytłumaczenie można przeczytać otwierając link:

http://orion.pta.edu.pl/co-jest-i-na-czym-polega-proca-grawitacyjna

[M.Rudy]

Tak jest wystrzeliwujemy tylko raz nadając obiektowi odpowiednią prędkość... 

 

Pierwsza prędkość kosmiczna to najmniejsza pozioma prędkość, jaką należy nadać ciału względem przyciągającego je ciała niebieskiego, aby ciało to poruszało się po zamkniętej orbicie. i wynosi ona 7,91 km/s. Jesli z taka prędkościa wyrzucisz kamień , zostanie na orbicie okołoziemskiej.

 

Druga prędkość kosmiczna to prędkość, jaką należy nadać obiektowi, aby opuścił na zawsze dane ciało niebieskie, poruszając się dalej ruchem swobodnym. Wynosi ona 11,19 km/s. Jesli wyrzusisz kamień z ta predkością, pokona on przyciaganie ziemskie uwolni się z sił grawitacji i odleci w kosmos...

 

Trzecia predkość kosmiczna. Prędkość ta przy powierzchni Ziemi wynosi ok. 42 km/s, lecz wobec jej ruchu obiegowego wokół Słońca wystarczy przy starcie z jej powierzchni w kierunku zgodnym z tym ruchem nadać obiektowi prędkość 16,7 km/s, by opuścił on Układ Słoneczny. Wyrzuć kamień z predkoscią 16,7 km/s to poleci poza układ słoneczny...

 

I na koniec ciekawostka,  prędkość początkowa potrzebna do opuszczenia Drogi Mlecznej wynosi ok. 550 km/s, lecz wykorzystując fakt ruchu Słońca dookoła środka Galaktyki, wystarczy obiektowi nadać prędkość około 330 km/s w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu obiegowego Słońca względem centrum Galaktyki, by mógł on ją opuścić.

 Dobre, co nie? ;)

[warzyn]

Reasumując

Voyager gna w otchłań kosmiczną od 37 lat z przybliżoną predkością 0,00005135135 ly/rok co przy dobrym układzie pozwoli osiągnąć odległość 1ly po 19473 latach, a do najbliższej Proxima Centauri ?zaledwie?81,789 ziemskich lat:)

 

Z dużym przymrużeniem oka i kawą w ręku wygląda to jakoś tak.

 

 

z informacji z wikipedii Voyager  oddali się na odległość 1ly od Słońca za 1800 lat co powiedzmy pokrywa się z tym co liczyłem ,natomiast budzi moje zainteresowanie fakt, że już ok 40000lat minie gwiazdę Gliese 445 odległa o 17,5 ly.

Mojo konkluzja sonda przyśpieszy???

Jakia siła pozwoli na osiągnięcie takiej prędkości?/

Opuszczenie heliosfery równa się z zmniejszeniem/brakiem wpływu grawitacyjnego Słońca osiągnięciu ekwiwalentu i przeważeniu siły grawitayjnej innego ciała niebieskiego, w której oddziaływaniu się znajdzie sonda co pozwoli na wzrost prędkości??

[szuu]

Tak jest wystrzeliwujemy tylko raz nadając obiektowi odpowiednią prędkość...

nie, jeżeli próbowalibyśmy w ten sposób (jednym "wystrzeleniem") umieścić obiekt (satelitę) na orbicie to w chwili opuszczania atmosfery jego prędkość byłaby skierowana lekko w górę, czyli uwzględniając symetrię po minięciu apogeum znalazłby się na tej samej wysokości i z prędkością skierowaną lekko w dół i wróciłby na ziemię.

wniosek: nie jest tak, że wystarczy przekroczenie prędkości kosmicznej żeby obiekt stał się prawdziwym satelitą.

w taki "prosty" jednoetapowy sposób można najwyżej wyrzucić obiekt poza ziemię (gdy przekroczy drugą prędkość) ale jeżeli celem jest orbita to musi być "wystrzelony" więcej niż raz, czyli musi oprócz przekroczenia pierwszej prędkości zmienić później kierunek.

 

to co prawda nie to samo co "wystrzelenie" pionowo w górę a potem "wystrzelenie" w bok, ale jednak ta skrajna wizja przekazuje słuszną ideę: jeżeli celem jest orbita to kierunek "wystrzeliwania" naprawdę musi się zmieniać!

[jolo]

(...)

I na koniec ciekawostka,  prędkość początkowa potrzebna do opuszczenia Drogi Mlecznej wynosi ok. 550 km/s, lecz wykorzystując fakt ruchu Słońca dookoła środka Galaktyki, wystarczy obiektowi nadać prędkość około 330 km/s w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu obiegowego Słońca względem centrum Galaktyki, by mógł on ją opuścić.

 Dobre, co nie? ;)

Podobnie bez używania procy grawitacyjnej łatwiej jest wysłać sondę z Ziemi poza Układ Słoneczny, niż z Ziemi na Słońce :)

[francklepitko]

Może się zdarzyć, że po zderzeniu Drogi Mlecznej z M31 wylecimy z ziemią poza obie galaktyki i poszybujemy z naszym słoneczkiem lub bez niego w przestrzeń pozagalaktyczną. Radzę uważać.... :-

[Robert41]

 

 

z informacji z wikipedii Voyager  oddali się na odległość 1ly od Słońca za 1800 lat co powiedzmy pokrywa się z tym co liczyłem ,natomiast budzi moje zainteresowanie fakt, że już ok 40000lat minie gwiazdę Gliese 445 odległa o 17,5 ly.

Mojo konkluzja sonda przyśpieszy???

 

Voyager nie przyspieszy, tylko w tym czasie Gliese 445 która ma szybki ruch własny zbliży się do Słońca na około 4 lata świetlne, będąc jakby na przeciwwstawnym kursie  http://pl.wikipedia.org/wiki/Gliese_445  Sonda porusza się bez napędu więc może już tylko co najwyżej zwalniać, wyhamowywana przez gaz międzygwiazdowy, choć im dalej od Słońca tym i jego gęstość mniejsza więc i spowolnienie maleje aż do czasu gdy kiedyś w przyszłości trafi na jakiś bardziej gęsty obłok.