Wir haben das im Orbit gesehen ... warte, wie ist es hier runtergekommen?

Mein Beitrag zur 14-tägigen Themen-Challenge:

Sie sind ein Weltraumforscher. Sie besuchen diesen seltsamen bewohnbaren Planeten im Alpha-Centauri-System als Teil der ersten bemannten Expedition in eine andere Welt. Sie sehen seltsame Dinge in der oberen Atmosphäre / im oberen Raum schweben, denken sich aber nichts dabei, obwohl sie wie Lebewesen aussehen. Bei einem Ausflug an die Oberfläche sehen Sie ein ähnlich geformtes Tier. Zuerst hältst du es für einen Zufall, aber beim Erkunden siehst du einen auf einem Felsvorsprung auf einer hohen Klippe. Es läuft, springt und hebt ab, nutzt die Meeresthermik, um aufzusteigen, und schlägt dann mit den Flügeln, wenn es höher wird. Schließlich war es außer Sichtweite. Sie haben Ihre Raumstationsbasis danach scannen lassen und festgestellt, dass sie sich schnell der oberen Atmosphäre nähert.

Wir haben darüber gesprochen, wie eine Pflanze über Samen interplanetare Reisen machen könnte. Gibt es eine Möglichkeit für meine Kreatur, die obere Stratosphäre nahe der Mesosphäre zu erreichen? Gibt es einen evolutionären Vorteil, der gewonnen werden könnte, der diese Kreatur ins Leben rufen würde? Wie würde die Kreatur den Planeten wieder betreten, ohne zu verbrennen?

KRITERIEN, DIE DIE KREATUR ERFÜLLEN MUSS

  • muss Flügel haben
  • muss aber mindestens bis an die Spitze der Troposphäre reichen, am besten aber bis in die Stratosphäre.

Regionen der Atmosphäre

Der Wiedereintritt durch Gleiten ist möglich, wenn die Kreatur leicht genug ist; es ist denkbar, dass ein Papierflieger dies tun könnte. Erreichen der Umlaufgeschwindigkeit von etwa 7 km/s? Ich glaube nicht, dass es möglich ist, es sei denn, Ihre Kreatur hat ein Düsentriebwerk, und selbst dann ist es eine Strecke.
@MikeL. Könnte es machbar sein, an die Spitze der Troposphäre oder Stratosphäre zu fliegen?
Ich glaube schon; man könnte zumindest immer dort oben schweben. Aber das Problem mit dem Weltraum ist nicht, dass er weit ist, sondern dass er schnell ist . Hoch oben zu sein wird dich nicht in den Orbit bringen oder dir helfen, deinen Planeten zu verlassen.
@DustinJackson Ihre Troposphärenanforderung ändert Ihre Frage vollständig . Es gibt bereits Vögel, die in die Stratosphäre fliegen können. Die Höhenanforderungen sind sehr, sehr verschieden von den Anforderungen an die Fluchtgeschwindigkeit.
@DustinJackson Können Sie erklären, wonach Sie suchen? Willst du eine geflügelte Kreatur, die Fluchtgeschwindigkeit erreichen kann? Oder suchen Sie nur nach einem Lebewesen, das eine bestimmte Höhe erreichen kann? Ihre Frage impliziert, dass Sie nach einer Kreatur suchen, die einen Planeten umkreisen und verlassen kann. Aber Ihre Kriterien implizieren, dass Sie einfach nach einer Kreatur suchen, die wirklich hoch fliegen kann.
@ Nick2253 Ich suche eigentlich nach etwas dazwischen. Technisch gesehen nicht dem Planeten entkommen, sondern irgendwo zwischen der Troposphäre und der höchsten Ebene der Stratosphäre.
@DustinJackson Dann suchst du nur etwas, das eine bestimmte Höhe erreicht. In den Weltraum zu gelangen und in die Umlaufbahn zu gelangen (dem Planeten zu entkommen) sind sehr unterschiedliche Dinge. Wenn ich dich in den Weltraum setze, wärst du im Weltraum, aber du würdest in Eile abstürzen. Um in die Umlaufbahn zu gelangen, müsste man eine enorme Geschwindigkeit haben.
Ich glaube mich zu erinnern, dass es irgendwo in Evolution von Baxter so eine Kreatur gab. Lebt im Grunde sein ganzes Leben im Gleitflug.

Antworten (3)

Mit einem Wort: absolut .

Schon jetzt gibt es Vogelarten, wie Rüppells Gänsegeier , die in die Stratosphäre fliegen. Es wäre ziemlich einfach für eine geflügelte Kreatur, sich zu entwickeln, die in noch größerer Höhe schwebt oder gleitet. Ich stelle mir vor, dass es einige Wege gibt, die zu einer solchen Kreatur führen könnten.

Erstens könnte ich mir sexuelle Selektion als Antrieb vorstellen, der die Art in die obere Atmosphäre drängt: Das Männchen, das am höchsten fliegt, bekommt die Weibchen.

Es gibt jedoch eine Grenze dessen, was Flügel für Sie tun. Sobald Sie eine bestimmte Höhe überschritten haben, wird die Luftdichte zu niedrig, und eine geflügelte Kreatur wäre nicht in der Lage, sich selbst zu kontrollieren oder Auftrieb zu geben. Immer größere Spannweiten könnten diesen Mangel ausgleichen, und das würde eher zu faulem Gleiten / Schweben in der oberen Atmosphäre als zu Hochgeschwindigkeitsfliegen führen.

Zweitens könnte es eine Räuber-Beute-Beziehung geben, die dazu führte, dass sich zwei Arten in einem Wettrüsten entwickelten, bei dem die Höhe der entwickelte Fluchtweg war. In diesem Szenario müsste eine vogelähnliche Art ein Spitzenprädator sein, was bedeutet, dass andere vogelähnliche Kreaturen gefährdet sind. Vielleicht hat eine Art einen Weg entwickelt, über dem Apex-Raubtier zu fliegen, das aufgrund des Gewichts des Raubtiers nicht in der Lage wäre, so hoch zu fliegen.

Diese Beziehung besteht bereits mit dem Kranich und seinen Adlerräubern. Wenn der Adler ein effektiveres Raubtier wäre oder er weniger Beutemöglichkeiten hätte, wäre es für den Kranich weiterhin eine praktikable Überlebensstrategie, noch höher zu gehen.


Um unsere Grundlagen abzudecken, lassen Sie uns über Luftdichte und Überlebensfähigkeit in höheren Lagen sprechen.

Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck rapide ab. Dadurch wird das Atmen, Flattern und Gleiten erschwert. Der erste könnte durch Anhalten des Atems oder speziell angepasste Lungen (die Kombination ist das, was wir heute bei Vögeln in großer Höhe sehen) gehandhabt werden. Die zweiten beiden können durch geringere Körpermasse und größere Spannweiten korrigiert werden. Diese Kombination kann eine Herausforderung sein, weil man mehr Muskeln braucht, um größere Flügel zu pumpen, aber wir sehen bereits Vögel, die diese beiden Elemente ausbalancieren, um in erstaunliche Höhen zu fliegen.

Das ist nicht korrekt. Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die Sie benötigen, um ein Objekt ohne weitere Beschleunigung zu verlassen . Zum Beispiel ist Ihre Zahl von 2,4 km/s die Geschwindigkeit, die Sie benötigen würden, um von der Mondoberfläche zu starten und den Rest des Weges zu rollen. Ein Objekt, das ständig aufsteigt, beschleunigt effektiv ständig und kann mit jeder positiven Geschwindigkeit entkommen - theoretisch können Sie den Weltraum mit 1 m / s erreichen.
@DanSmolinske Absolut korrekt, Dan; keine Meinungsverschiedenheiten hier. Sie vermissen zwei Probleme: 1) die Frage, wie eine Kreatur die Fluchtgeschwindigkeit erreichen würde, und 2) wie würde etwas mit Flügeln eine positive Geschwindigkeit beibehalten, sobald es den Weltraum erreicht? Mit anderen Worten, eine geflügelte Kreatur muss diese Geschwindigkeit in der Atmosphäre erreichen, wo sie sich selbst antreiben kann , um die Umlaufbahn zu erreichen und dort zu bleiben.
Das ist technisch korrekt, aber ich denke, was sie eigentlich fragen, ist, ob es der Kreatur möglich ist, der Schwerkraft der Erde zu entkommen oder nicht, und die Fluchtgeschwindigkeit ist nicht unbedingt ein guter Maßstab dafür. Zumindest wird es ein kleinerer Wert sein, wenn Sie in der Nähe des oberen Endes der nützlichen Atmosphäre hochfliegen können.
@DanSmolinske Die meiste Energie, die benötigt wird, um in die Umlaufbahn zu gelangen, wird tatsächlich verwendet, um seitwärts zu gehen und nicht nach oben zu gehen. Dies ist eine lustige Art, dies darzustellen: what-if.xkcd.com/58
Das OP hat seine Frage so sehr geändert, dass dies die Frage eigentlich nicht mehr beantwortet. Würden Sie Ihre Antwort aktualisieren, um dies widerzuspiegeln?
@ThalesPereira Aktualisiert basierend auf der neuen Frage.
@DanSmolinske, ich denke nicht, dass der Kommentar von 1 m / s sinnvoll ist. Um orbitale und hyperorbitale Flugbahnen zu erreichen und aufrechtzuerhalten, ist eine Mindestgeschwindigkeit erforderlich, oder?
@SerbanTanasa: Um 1 m / s beizubehalten, würden Sie ständig gegen die Schwerkraft beschleunigen, weshalb es funktioniert. Wenn Sie ständig beschleunigen, können Sie mit jeder beliebigen niedrigen Geschwindigkeit davonkommen. Wenn es hilft, denken Sie so darüber nach - wenn Sie sich ständig mit 1 m / s von der Erde entfernen, wie könnten Sie dann nicht im Weltraum landen?
@DanSmolinske Sicher, aber sagen Sie, Sie haben diese Beschleunigung von 1,0000001 g, bis Sie eine Höhe von 1.000.000 km erreichen, und stoppen Sie sie dann, Sie würden (zunächst langsam) auf die Erde zurückfallen.
@SerbanTanasa: Je weiter Sie beschleunigen, desto schneller wird Ihre Geschwindigkeit (da die Schwerkraft der Erde abnimmt). Irgendwann befinden Sie sich in einer Entfernung, in der Ihre Geschwindigkeit gleich der Umlaufgeschwindigkeit Ihrer Größe ist.

Durch Flattern wird es also nicht in der Lage sein, die gewünschten Höhen zu erreichen.

Grundsätzlich ist Ihre Kreatur wahrscheinlich etwas natürlicher leichter als Luft mit einer sehr großen Flügelspannweite. Ihre Kreatur hat die Fähigkeit, ihre Flügelspannweite schnell zusammenzufalten, große Gasmengen zu füllen und zu komprimieren, die sie dann mit hoher Geschwindigkeit ausstößt. Die Kreatur müsste auch sehr hitzebeständig sein, insbesondere dort, wo sie den Raketen-/Staustrahl erzeugt hat. Es müsste wahrscheinlich photosynthetisch und auch ein Fleischfresser sein; Wie sich eine solche Kreatur entwickeln würde und welchen Vorteil sie hätte, wenn sie leicht explosiv mit einer hitzebeständigen Hülle, aber auch im Grunde ein Flammenstrahl wäre (unabhängig davon, ob tatsächlich tatsächlich eine Flamme vorhanden ist), möchte ich nicht spekulieren.

Wenn die Kreatur nicht in die Umlaufbahn gehen muss, kann sie Geschwindigkeit aufbauen, bevor sie sich aufrichtet und Geschwindigkeit gegen Höhe eintauscht. Es wird nur einen Moment lang dort bleiben können, bevor die Schwerkraft übernimmt und es zur Erde zurückkehrt.

Das Hauptproblem beim Wiedereintritt ist die Geschwindigkeit. Wenn Sie nur suborbital sind, haben Sie nicht so viel Geschwindigkeit. Ich denke, ein gutes Modell zum Anschauen wären die Virgin Galactic-Schiffe Spaceship 1 und Spaceship 2.