Wie würden Menschen mit entsprechender Ausrüstung die Oberfläche des Saturnmondes Titan zu Fuß bereisen?

Was wäre unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften von Titan (z. B. Oberflächengravitation, atmosphärischer Druck) die effizienteste Fortbewegungsmethode für einen Astronauten, um die Oberfläche von Titan zu Fuß zu bereisen?

Wäre es eine springende oder hüpfende Bewegung? Oder wäre es sinnvoller, irgendwie zu Fuß zu gehen? Ich bin mir nicht sicher, wie die Reibung des Bodens das ausgleichen würde.

Nehmen wir zum Zwecke dieses Gedankenexperiments an, dass die Menschheit über die notwendige Ausrüstung verfügt, um einen Astronauten auf Titan zu setzen, und über Schutzkleidung verfügt, um einen angemessenen Schutz vor Umweltgefahren auf der Oberfläche zu gewährleisten.

Zur weiteren Verdeutlichung, die Schwerkraft beträgt angenehme 1,352 m/s2 (0,14 g im Vergleich zur Erde), was 0,85 Monden entspricht. Der Oberflächendruck beträgt 146,7 kPa, was 1,45 atm (Erde) entspricht.

In Bezug auf die Effizienz würde es darauf ankommen, wie viel Arbeit der menschliche Körper leisten müsste, um eine „optimale“ Geschwindigkeit zu erreichen, wobei immer die Sicherheit des Menschen, der die Landschaft durchquert, in erster Linie berücksichtigt wird.

Vielen Dank im Voraus!

Die Oberflächengravitation des Titans nähert sich dem Mond, was wir also sehen würden, ist so, wie wir es auf den Mondlandungs-Wideos der 70er Jahre sehen könnten.
+1Tolle Frage! Ich habe "Reisen" eingetauscht, wo Sie "Navigieren" hatten, weil Navigation eine ausgezeichnete, aber andere Frage ist als das, was Sie fragen. Ich fing fast an, eine Antwort zu schreiben, in der ich erklärte, wie sie sich buchstäblich zurechtfinden könnten. In der Tat; Warum sollten Sie nicht eine zweite Frage stellen, in der Sie nach verschiedenen Methoden fragen, mit denen sie tatsächlich von Punkt A nach Punkt B navigieren können, wenn sie (zum Beispiel) keine ausreichend detaillierte und aktualisierte Karte haben?
Ich bin mir nicht sicher, ob das Reisen zu Fuß die effizienteste Art ist, sich auf Titan fortzubewegen. Menschliches Fliegen könnte sehr viel schneller und lustiger sein.
@peterh Der Unterschied zum Mond besteht darin, dass Titan eine ziemlich dichte Atmosphäre hat. Ich vermute, es wäre schwierig, genug Traktion vom Boden zu bekommen, um gegen den Luftwiderstand nach vorne zu schieben.
@SteveLinton Der Oberflächendruck beträgt etwa 1,5 atm, also wie auf der Erde. Bei normalen Bewegungsgeschwindigkeiten ist der Windwiderstand vernachlässigbar, genau wie im Vakuum, wo er null ist. Übrigens ist der Luftwiderstand proportional zur Geschwindigkeit, sodass es keinen Luftwiderstand gibt, der eine Bewegung vollständig vermeiden würde. Es würde es höchstens schwerer machen, so wie man unter Wasser nicht laufen kann. Aber bei einer Atmosphäre, die ungefähr so ​​dicht ist wie auf der Erde, würde nicht einmal dieser Effekt bestehen.
@peteh die Temperatur ist dreimal niedriger, also ist die Dichte etwa fünfmal so hoch wie die der Erde. Ich weiß nichts über die Viskosität, aber da Sie auch nur etwa 1/7 des Gewichts haben, um Ihnen Traktion zu geben, besteht meiner Meinung nach ein echtes Risiko, dass Sie sich vom Boden abstoßen und statt eines langen Sprungs oder Gleitens als Sie würden auf den Mond kommen, Sie würden ziemlich schnell anhalten (wie ein geworfener Partyballon) und langsam zurück auf den Boden fallen. Ich kann mich irren, aber ich glaube nicht, dass es so oder so offensichtlich ist.
Ein erhöhter Auftrieb durch eine größere Dichte überwindet wahrscheinlich einen größeren Widerstand, insbesondere bei einer so geringen Schwerkraft. Tatsächlich scheint das Fliegen in Titan irgendwann zwischen dem Fliegen in der Erdatmosphäre und dem "Fliegen" im Erdwasser zu liegen.
Das Flugding klingt lustig, aber die geringere Schwerkraft von Titan wird vollständig durch das Gewicht der gesamten Ausrüstung ausgeglichen, die der Mensch braucht, damit Titan sie nicht tötet.

Antworten (1)

Abhängig von Ihrem Umweltanzug wäre es wahrscheinlich ähnlich wie der Modus der Wahl der Apollo-Astronauten auf dem Mond.

Ich sage "abhängig von Ihrem Umweltanzug", weil die Umgebung auf Titan sich sehr von der auf dem Mond unterscheidet. Die Gravitationsbeschleunigung ist zwar ungefähr gleich, aber ein Titan-Schutzanzug müsste nicht vor Vakuum und vor extremer Kälte schützen – Huygens hat eine Oberflächentemperatur von 94 K gemessen, was mit radiowissenschaftlichen Messungen an anderer Stelle übereinstimmt Standorte. Eine Isolierung gegen einen so großen Temperaturunterschied wäre wahrscheinlich sperrig, könnte aber im Vergleich zu der Struktur, die benötigt wird, um einen Druck von ~ 1/3 Atmosphären zu halten, relativ leicht sein.

Kommentare haben die hohe atmosphärische Dichte und den daraus resultierenden Luftwiderstand erwähnt. Ich berechne eine Dichte von ~5,3 kg/m^3, etwa das 4-fache der Dichte an der Erdoberfläche an einem Tag mit 0 °C. Bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten ist der Luftwiderstand ungefähr proportional zur Geschwindigkeit, aber bei moderaten Geschwindigkeiten ist er das Quadrat der Geschwindigkeit .

Unter der Annahme meiner berechneten Dichte, einer Geschwindigkeit von 1 m / s (~ 2,24 MPH) und einer Person mit einem Widerstandskoeffizienten multipliziert mit der Widerstandsfläche (einschließlich Anzug) von 1/2 m ^ 2, wäre die Widerstandskraft ~ 2,6 N , verglichen mit ~0,63 N hier auf der Erde. Obwohl größer, würde dies kaum auffallen. Nicht unmerklich, aber nicht genug, um es zu einem Hindernis zu machen. Wenn diese Person und ihr Anzug mit 100 kg ankommen, beträgt die Schwerkraft ~ 135 N, also beträgt die Widerstandskraft ~ 1/50 der Schwerkraft. Normales Gehen wäre nicht schwierig.

Es sei denn , wie bei Apollo erschwert ein voluminöser Anzug den normalen Gang durch die Anstrengung beim Beugen der Beine. In diesem Fall ist das "Hopfen" am bequemsten.

Können Sie eine Art Link hinzufügen, der zeigt, wie Sie Ihre Berechnungen durchgeführt haben und warum der Luftwiderstand eher einer linearen als einer quadratischen niedrigen Geschwindigkeit entspricht? (Ich muss noch wissen, wie man eine Kalibrierungskurve für mein Phoenix Lander-inspiriertes Ping-Pong-Ball-Anemometer berechnet) Danke!
Interessant! Gehen mit normaler Gangart scheint möglich, wenn auch nicht ganz einfach, aber was ist mit höheren Geschwindigkeiten? Wenn, sagen wir, der Anzug es zulässt, wäre es für den Astronauten möglich zu rennen? Ich gehe davon aus, dass die Körperkontrolle für den Astronauten aufgrund der extremeren Gliedmaßenbewegungen, die für eine Laufbewegung erforderlich sind, stark beeinträchtigt wäre, aber vielleicht irre ich mich?
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