Gibt es genügend Streugase im Weltraum, um die Rationalisierung einer Sonde zu rechtfertigen?

Der Weltraum ist nicht leer – es schweben tonnenweise Dinge darin herum. Anscheinend sind diese Dinge Taschen / Gasmoleküle - und eine Raumsonde wird sehr wahrscheinlich irgendwann in ihrer Lebensdauer auf einige davon stoßen.

Gibt es ausreichend hohe Gaskonzentrationen, um eine "Stromlinienformung" von Raumfahrzeugen zu rechtfertigen? Gibt es Beispiele?

Antworten (2)

Nehmen wir einfach die interstellare Dichte von etwa 10^6 Teilchen/m^3 an. Nehmen wir auch an, sie sind Wasserstoff. Setzen Sie diese Zahlen in die Drag-Formel ein F D = 1 2 ρ v 2 C D EIN , und nehmen wir an, dass 1mN die erste Kraft ist, die signifikant genug ist, um eine Korrektur zu verdienen. Wenn man all das zusammennimmt und einen schrecklichen Luftwiderstandsbeiwert von 2 und eine Fläche von 100 m ^ 2 (für Sonnenkollektoren) annimmt, beträgt die angemessene Geschwindigkeit 2.496.000 oder fast 1% der Lichtgeschwindigkeit.

Unterm Strich macht die Aerodynamik nur dann einen Unterschied, wenn Sie wirklich schnell fahren, viel schneller als alles, was wir bisher gesendet haben.

Wenn ich bei dieser Geschwindigkeit mit Gas kollidiere, weiß ich nicht, ob die Widerstandsformel gilt ...
1 mN (Millinewton) wäre signifikant für eine Sonde, die Jahre ... vielleicht über 10 Jahre ... damit verbringt, durch den Weltraum zu reisen. Sonden wiegen normalerweise etwa 1 Tonne, und unter der Annahme, dass 1 mN konstant über 10 Jahre wirkt, ergibt sich ein dv von 315,6 m/s. Es mag nicht nach viel klingen, aber es reicht aus, um die Flugbahn zu ändern; die Sonde würde ihr Ziel verfehlen. Meinten Sie stattdessen Mikronewton? Ich stimme jedoch zu, dass 2.496 km / s ziemlich weit außerhalb des Flugbereichs liegen und keine Chance hat, dass jeder eine Sonde in seine Nähe kommen sieht.
Meine Zahlen gehen von 1% Lichtgeschwindigkeit aus, was weit über allem liegt, was wir jetzt haben, es ist vernachlässigbar. Und es ist ein v^2-Problem, also...

Kurze Antwort ist NEIN.

Im interstellaren Raum oder in unserem lokalen Sonnensystem wird die Aerodynamik keinen großen Unterschied machen. Und nach den Berechnungen von @PearsonArtPhoto werden die Partikel bei der Geschwindigkeit, mit der sie einen Unterschied machen, mit genug Energie in die Sonde rammen, um die äußere Oberfläche zu erodieren. Gase und Teilchen im interstellaren Raum sind oft ionisiert (dh geladen) und einige Atome sind sehr heiß. Es ist vergleichbar mit dem Fahren eines Autos mit 160 km/h durch eine Staubwolke – Ihre Windschutzscheibe wird POC-Markierungen bekommen und wenn man lange genug fährt, könnte sie reißen und versagen.

In Anbetracht dessen sollten Sie den Querschnitt eines Schiffes klein machen, um mehr mit Erosion als mit Aerodynamik fertig zu werden. Wahrscheinlich aus dickem und haltbarem Material und idealerweise irgendwie abgeschirmt - möglicherweise mit einem Magnetfeld, um Partikel vom Schiff wegzudrücken.

Schauen Sie sich an: http://en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_medium für ein bisschen mehr Details.

Ein Beispiel aus der realen Welt, Voyager 1, das mit flotten 17 Kilometern pro SEKUNDE von der Sonne wegfährt, ist überhaupt nicht sehr aerodynamisch. Große klobige rechte Winkel, eine riesige Radioschüssel auf der Rückseite usw.

Gibt es genügend Streugase im Weltraum, um die Rationalisierung einer Sonde zu rechtfertigen?
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