Titan hat eine 50 % dichtere Atmosphäre als die Erde und einen Bruchteil der Schwerkraft. Könnte eine helikopterähnliche Sonde, ähnlich der Dragonfly oder Ingenuity, genug Auftrieb und Geschwindigkeit erzeugen, um Titan zu entkommen? Oder vielleicht gerade genug, um nur mit seinen eigenen Propellern in die Umlaufbahn zu gelangen? Wie würde man die dafür notwendige Größe und Kraft berechnen?
Mein erster Instinkt war nein, nicht möglich, denn unabhängig von der atmosphärischen Dichte wird diese Bodenebene schließlich so dünn, je höher Sie kommen, dass Sie nicht weiter nach oben treiben können. Aber wenn es so dicht ist mit so geringer Schwerkraft in Bodennähe. Können Sie diese erste Phase des Fluges nicht einfach nutzen (missbrauchen), um so viel Geschwindigkeit zu erzeugen, dass Sie zu dem Zeitpunkt, an dem Sie in die dünne Atmosphäre gelangen, bereits so viel Schwung haben, dass Sie einfach die Rotorblätter ausschalten und immer noch in die Umlaufbahn gelangen können?
Es ist eine gute Frage, aber nein, es ist nicht möglich. Die dichtere Atmosphäre arbeitet für Sie und gegen Sie, für Sie, da Sie mit weniger Blatt oder einer langsameren Blattdrehung mehr Auftrieb erzielen können, gegen Sie, weil es auch den Luftwiderstand erhöht, was das Fahrzeug und seine Blätter verlangsamt.
Aber unabhängig von der Dichte wird dies aufgrund der grundlegenden Mechanik von Hubschraubern nicht funktionieren. In geringer Höhe mit hoher Atmosphärendichte sind die Blätter am effizientesten, in höheren Lagen, wo die Luft dünn wird, erhalten Sie viel weniger Auftrieb, Sie könnten niemals die Fluchtgeschwindigkeit erreichen.
Viel Glück, einen Hubschrauber mit Hyperschall zu bekommen. Sie brauchen mehr als 2.600 m/s, um Titan zu entkommen. Die Schallgeschwindigkeit auf Titan beträgt 194 m/s.
Es gibt eine maximale Höhe für den Hubschrauber. Wenn die Auftriebskraft des Rotors gleich dem Gewicht des Helikopters wäre, könnte sie nicht höher werden. Wenn Sie mit maximaler Geschwindigkeit aufsteigen, machen Sie nur einen kleinen Sprung über die maximale Höhe, aber sehr bald wird der Hubschrauber wieder auf maximaler Höhe sein.
Die Fluchtgeschwindigkeit von Titan beträgt 2,639 km/s. Ein Hubschrauber mit etwa 360 km/h oder 100 m/s ist 26 mal zu langsam.
Sie brauchen einen winzigen Körper mit einer sehr geringen Fluchtgeschwindigkeit, aber diese Körper haben keine Atmosphäre.
Johann