Wie würde eine „Wasser“-Landung auf Titan aussehen? Wie dickflüssig ist die Flüssigkeit?

Die Zusammenfassung des jüngsten Papers Never-EVER Land – A Titan Flyer Concept ist unten abgebildet.

Ich habe in der Frage Warum nie landen? nach der Notwendigkeit gefragt, dass das Flugzeug kontinuierlich im Flug bleiben und erst am Ende seiner Hauptmission landen muss . und mehrere gute Antworten erklären einige Gründe, warum eine Oberflächenlandung schwierig wäre. Es lohnt sich, diese Antworten zu lesen, daher werde ich sie hier nicht überprüfen, aber da der Flieger ein Starrflügeldesign und kein Multikopter ist, ist es nicht schwer zu erraten.

Aber die letzte Zeile in der Zusammenfassung erwähnt auch eine „Wasser“-Landung. Natürlich ist die Flüssigkeit in Titans kryogenen Seen kein Wasser, sondern wahrscheinlich leichte Kohlenwasserstoffe und andere Dinge, die auf der Erde Gase sind.

Ich frage mich, ob die Flüssigkeit eine niedrige Viskosität hat und möglicherweise für regelmäßige Flüssigkeitslandungen und anschließende Starts geeignet wäre oder ob sie klebrig und teerartig ist.

ABSTRAKT:

Der Saturnmond Titan ist möglicherweise einer der lebhaftesten Körper im Sonnensystem, da er eine dichte Atmosphäre und Oberflächenseen aus Kohlenwasserstoffen und anderen organischen Chemikalien besitzt, was ihn zu einem der größten Ziele in der Weltraumforschung macht. Zu den traditionellen Optionen zur Erforschung des Mondes gehören Teleskope, Orbiter, Lander und Rover, aber es besteht eine Forschungslücke zwischen den Details der Orbiter und landgestützten Fahrzeugen. Um diese Lücke zu schließen, schlägt die Oklahoma State University das Never-EVER Land vor, ein konzeptionelles Flugzeugdesign, das eine lange Dauermission auf Titan fliegen würde, um seine Atmosphäre und Geographie zu analysieren. Die Push-Konfiguration, der elektronische motorgetriebene Propeller und das wissenschaftliche Paket des Flyers werden von einem segmentierten thermoelektrischen modularen radioisotopischen thermoelektrischen Generator (STEM-RTG) angetrieben. Der polyedrische Flügel verwendet ein Tragflächenprofil mit hohem Auftrieb und Luftwiderstand, um die aerodynamische Effizienz zu maximieren. Um Never-EVER Land in eine Trägerrakete einzubauen, verfügt der Flieger über eine Doppelausleger-Heckkonfiguration, die es dem Leitwerk ermöglicht, über den Rumpf zu gleiten, und klappbare Flügel. Die Materialauswahl ist vorläufig Kohlefaser, Nomex-Waben und auf Titanbasis, mit einer neuen selbstheilenden Haut für Widerstandsfähigkeit und Streifen aus Aluminium oder Kupfer, um Wärme vom STEM-RTG zum Rest des Flyers zu leiten. Die Vorderseite des Rumpfes verfügt über eine integrierte Kommunikations- und Steuereinheit, einen bordeigenen Autopiloten und viel Platz, der für einsatzspezifische Instrumente genutzt werden kann. Belüftungsöffnungen und extern montierte Sensoren können Zugang zur Atmosphäre bieten, und Fenster können so gebaut werden, dass sie eine Sichtlinie bieten. Um Never-EVER Land in eine Trägerrakete einzubauen, verfügt der Flieger über eine Doppelausleger-Heckkonfiguration, die es dem Leitwerk ermöglicht, über den Rumpf zu gleiten, und klappbare Flügel. Die Materialauswahl ist vorläufig Kohlefaser, Nomex-Waben und auf Titanbasis, mit einer neuen selbstheilenden Haut für Widerstandsfähigkeit und Streifen aus Aluminium oder Kupfer, um Wärme vom STEM-RTG zum Rest des Flyers zu leiten. Die Vorderseite des Rumpfes verfügt über eine integrierte Kommunikations- und Steuereinheit, einen bordeigenen Autopiloten und viel Platz, der für einsatzspezifische Instrumente genutzt werden kann. Belüftungsöffnungen und extern montierte Sensoren können Zugang zur Atmosphäre bieten, und Fenster können so gebaut werden, dass sie eine Sichtlinie bieten. Um Never-EVER Land in eine Trägerrakete einzubauen, verfügt der Flieger über eine Doppelausleger-Heckkonfiguration, die es dem Leitwerk ermöglicht, über den Rumpf zu gleiten, und klappbare Flügel. Die Materialauswahl ist vorläufig Kohlefaser, Nomex-Waben und auf Titanbasis, mit einer neuen selbstheilenden Haut für Widerstandsfähigkeit und Streifen aus Aluminium oder Kupfer, um Wärme vom STEM-RTG zum Rest des Flyers zu leiten. Die Vorderseite des Rumpfes verfügt über eine integrierte Kommunikations- und Steuereinheit, einen bordeigenen Autopiloten und viel Platz, der für einsatzspezifische Instrumente genutzt werden kann. Belüftungsöffnungen und extern montierte Sensoren können Zugang zur Atmosphäre bieten, und Fenster können so gebaut werden, dass sie eine Sichtlinie bieten. Der Flieger hat eine Doppelausleger-Heckkonfiguration, mit der das Leitwerk über den Rumpf gleiten kann, und klappbare Flügel. Die Materialauswahl ist vorläufig Kohlefaser, Nomex-Waben und auf Titanbasis, mit einer neuen selbstheilenden Haut für Widerstandsfähigkeit und Streifen aus Aluminium oder Kupfer, um Wärme vom STEM-RTG zum Rest des Flyers zu leiten. Die Vorderseite des Rumpfes verfügt über eine integrierte Kommunikations- und Steuereinheit, einen bordeigenen Autopiloten und viel Platz, der für einsatzspezifische Instrumente genutzt werden kann. Belüftungsöffnungen und extern montierte Sensoren können Zugang zur Atmosphäre bieten, und Fenster können so gebaut werden, dass sie eine Sichtlinie bieten. Der Flieger hat eine Doppelausleger-Heckkonfiguration, mit der das Leitwerk über den Rumpf gleiten kann, und klappbare Flügel. Die Materialauswahl ist vorläufig Kohlefaser, Nomex-Waben und auf Titanbasis, mit einer neuen selbstheilenden Haut für Widerstandsfähigkeit und Streifen aus Aluminium oder Kupfer, um Wärme vom STEM-RTG zum Rest des Flyers zu leiten. Die Vorderseite des Rumpfes verfügt über eine integrierte Kommunikations- und Steuereinheit, einen bordeigenen Autopiloten und viel Platz, der für einsatzspezifische Instrumente genutzt werden kann. Belüftungsöffnungen und extern montierte Sensoren können Zugang zur Atmosphäre bieten, und Fenster können so gebaut werden, dass sie eine Sichtlinie bieten. mit einer neuen selbstheilenden Haut für Widerstandsfähigkeit und Streifen aus Aluminium oder Kupfer, um die Wärme vom STEM-RTG zum Rest des Flyers zu leiten. Die Vorderseite des Rumpfes verfügt über eine integrierte Kommunikations- und Steuereinheit, einen bordeigenen Autopiloten und viel Platz, der für einsatzspezifische Instrumente genutzt werden kann. Belüftungsöffnungen und extern montierte Sensoren können Zugang zur Atmosphäre bieten, und Fenster können so gebaut werden, dass sie eine Sichtlinie bieten. mit einer neuen selbstheilenden Haut für Widerstandsfähigkeit und Streifen aus Aluminium oder Kupfer, um die Wärme vom STEM-RTG zum Rest des Flyers zu leiten. Die Vorderseite des Rumpfes verfügt über eine integrierte Kommunikations- und Steuereinheit, einen bordeigenen Autopiloten und viel Platz, der für einsatzspezifische Instrumente genutzt werden kann. Belüftungsöffnungen und extern montierte Sensoren können Zugang zur Atmosphäre bieten, und Fenster können so gebaut werden, dass sie eine Sichtlinie bieten.Unter idealen Bedingungen wird Never-EVER Land voraussichtlich 2 bis 3 Jahre lang fliegen, bevor es in einen See oder eine flache Oberfläche auf der Oberfläche von Titan gleitet . (Betonung hinzugefügt)

Antworten (1)

Laut NASA-Artikel "Rainbows on Titan" :

Die Dichte von flüssigem Methan beträgt nur etwa die Hälfte der Dichte von Wasser. Das muss zum Beispiel ein Bootsbauer auf der Titan berücksichtigen. Boote schwimmen, wenn sie weniger dicht sind als die Flüssigkeit unter ihnen. Ein Titan-Boot müsste extra leicht sein, um in einem Meer aus flüssigem Methan zu schwimmen. ...

Flüssiges Methan hat auch eine niedrige Viskosität (oder "Zähigkeit") und eine niedrige Oberflächenspannung.

Die Tabelle in diesem Artikel zeigt, dass flüssiges Methan bei 0,184 cP nur etwa 1/8 der Viskosität von Wasser hat, 1,54 cP.

Die Zusammensetzung der wichtigsten flüssigen Körper auf Titan ist wahrscheinlich nicht reines flüssiges Methan, vgl. Eine Schätzung der chemischen Zusammensetzung von Titans Seen – die anderen Hauptbestandteile wie flüssiger Stickstoff, flüssiges Ethan usw. haben ebenfalls eine extrem niedrige Viskosität, daher scheint es wahrscheinlich, dass die Viskosität aller Mischungen niedrig sein wird.

Wow, ganz anders als ich es mir vorgestellt hatte! Mir ist jetzt klar, dass meine Verwendung von "teerartig" wahrscheinlich von dem schwarzen Erscheinungsbild der Seen in vielen Bildern herrührt, aber das sind Radarbilder und haben daher nichts mit dem visuellen Erscheinungsbild zu tun.
Die niedrige Viskosität bedeutet, dass es schwieriger ist, einen effektiven Propeller herzustellen: Es wird schwierig sein, ihn abzuheben. Die geringe Dichte bedeutet, dass der Verdrängungswiderstand geringer ist, sodass die Verzögerung bei der Landung sanfter ist.
Niedrige Dichte und niedrige Oberflächenspannung, also sollten wir wahrscheinlich direkt zu U-Booten gehen.