Anonim

СпацеКс је завршио последњи пресудни корак Фалус Хеави-овог инаугуралног тестног лета након што је успешно извео Тесла Роадстер Елона Муска из Земљине орбите, на путању у дубоки свемир. Али шта ће се догодити са аутомобилом и 'Старманом' током дугог пута ка Марсу? Дозволите да истражимо детаље.

Иако је Елон Муск рекао да је Тесла постављена у орбиту која ће се готово проширити на почетке првог астероидног појаса Сунчевог система (у просеку више од 150 милиона миља од Земљине орбите), СпацеКс је ажурирао ту процену орбите око 24 сата касније и потврдили да је орбита знатно ближа Марсовој орбити него астероидни појас изван Црвене планете.

Image

Старман се последњег опрошта са Земљом док креће за дубоким свемирским бродом Мусков Тесла Роадстер. (СпацеКс)

Разумљиво је да је крајње одредиште и стање Роадстер-а извор мноштва питања оних који мање познају интерпланетарно путовање и орбиталну механику - већину људи.

Како тачно ради свемирска путовања?

Пре него што се удубим у детаље, од пресудног је значаја да свима пружим једнаке могућности у виду основног разумевања шта, како и колики је лет свемирског лета. Да би стигао у орбиту, Фалцон Хеави је лансирао свој Тесла терет хоризонтално. Једном када се подигла окомито изнад већине Земљине атмосфере, ракета се преврнула док се у основи није гурала паралелно са Земљином површином. Мислите на то као да окрећете лопту на жици: тек након што се одређена брзина лопта успешно заврти у кругу - врти се преспоро и лопта ће једноставно пасти. Досезање земљине орбите је у концепту врло слично: Фалцон Хеави појачава горњи степен изнад Земљине атмосфере, а горњи степен паље и постиже што већу хоризонталну брзину.

Све то време и Земљину гравитацију повлачи и она и њен Теслин терет, али одређеном брзином (8 километара у секунди или ~ 18.000 мпх) ракета и њен терет завршавају брже око Земље него њена гравитација може да их повуче доле. Позната аналогија се може наћи у једноставној тениској лопти: бачена нормално, лопта ће се лук пребацити и на крају пасти на земљу. Међутим, ако се лопта баца довољно брзо (а такође је била у стању да избегне спаљивање трењем о атмосфери), може се замислити како лопта иде преко хоризонта, путује око Земље и враћа се право назад до бацача.

Image

Елон Муск хода међу својим опорављеним Фалцон Хеави појачивачима на ЛЗ-1 и 2. (Елон Муск)

Бацање кугле (или свемирског брода) у орбиту

Изненађујуће, ово постаје далеко разумнији предлог када се ради о астероидима, кометама и месецима са много светлосне гравитације од Земљине „1Г“. На пример, на Марсовом сићушном месецу Фобосу, ​​астронаут би могао скоро да побегне са Месеца трчећи, и могао би скоро без напора бацити лопту довољно брзо да орбитира око Пхобоса (било би потребно пухање од 25 мпх). Земља је управо таква, само много, пуно, много већа, и са густом атмосфером која нас и људе и људе одржава живима, а такође нам чини прилично тешким да изађемо на орбиту.

Повратак на Земљину орбиту. Прва тачка стабилности (када идете брже него што вас Земља може повући доле) назива се „ниском земљином орбитром“ (ЛЕО) отприлике најмањом висином и брзином потребном за стабилну орбиту око Земље. То је отприлике тамо где се налази Међународна свемирска станица (ИСС) (~ 250 миља изнад). Познато је да астронаути и сателити на овој висини путују око Земље једном сваких 90 минута, пола под чистом сунчевом светлошћу, пола у тами земљине сенке - у суштини посебан излазак и залазак сунца сваких три четвртине сата.

Image

Марсов највећи месечни фобос заробљен на ивици удара планете. Пхобос је пречника мањег од 15 миља. (ЕСА / Марс експрес)

Сада проширите тај модел Земље и Роадстера у орбити око ње на цео Сунчев систем. У овом моделу, Земља и сви други објекти круже око Сунца на различитим удаљеностима и брзинама, попут различитих трака истог дрвеног прстена. Соларни систем је, међутим, масиван, па се све мора смањити: ​​на пример, Земља кружи око Сунца брзином од 30 километара у секунди (~ 70, 000 мпх), скоро четири пута брже од нашег понизног Тесле у ЛЕО-у.

Запамтите: када орбитирају око Земље, предмети су и даље под чврстим притиском гравитације планете, али се само крећу тако брзо да су у стању сталног пада. Уклоните ваздух и бити на ИСС-у је сличан падобранству, али ако се падобрански скок никад не заврши. Да бисте истински побјегли од Земљине гравитације и кренули према Мјесецу, Марсу или шире, ракета мора још брже ићи. У случају Роадстер-а, то је подразумевало прво убрзање до 8 км / с да би се достигла стабилна орбита око Земље, а неколико сати касније и једно последње сагоревање, које је корисном оптерећењу дало још 3-4 км / с брзине. На скали Сунчевог система, Роадстер-ово путовање удаљено од Земље може се замислити као, Роадстер, који се креће ка врху стрмог брда. Након успона на врх, Роадстеру је готово све остало без енергије, али има управо толико времена да убрза док креће низ другу страну. Отприлике шест сати након лансирања, горња етапа ракете успешно је пресјекла врх Земљине гравитационе градине пре него што је ракетирала низ другу страну, на путу у дубоки свемир, Марс и даље.

У суштини, ракета је премештала Мускову Теслу из орбите око Земље у орбиту око самог Сунца. Баш као што Земљи треба 365 дана (годишње) да једном путује око Сунца, тако ће и Роадстер сваки пут извршавати орбиту сунца, вероватно ближе двема Земљиним годинама, којима је Марс потребан да испуни своју орбиту. Слично томе, што је доказано са Земље и свих осталих планета у Сунчевом систему, у орбити сунце је обично врло стабилно - људи не живе тачно у страху да ће Земља пасти на сунце, ми само настављамо да идемо около и около. Попут планета, Мусков Роадстер ће готово сигурно остати у својој садашњој орбити милионима година - можда чак милијарду година - тихо довршавајући орбиту око сунца сваке две или око године за оно што је заправо вечност у људском обиму. На крају је могуће да ће се Роадстер и Старман током времена повући гравитацијом Земље на такав начин да она поново врати Земљину атмосферу и изгоре, али то се неће вероватно догодити хиљадама миленијума.

Где је Роадстер кренуо?

Муск-ов графички твит служи као добро почетно објашњење сложених термина који се користе за описивање орбиталне механике. Пошто није кружна, орбита је позната и као елиптична, док тачке најближе (перихелион) и најудаљеније од (афелија) Сунца такође имају своја посебна имена. АУ поменута на слици односи се на астрономске јединице, стандардно мерење на основу просечне удаљености између Земље и Сунца - отприлике 93 милиона миља. За поређење, потпуно путовање око екватора на Земљи мало је мање од 25 000 миља. Простор је неизмерно огроман.

Треће сагоревање успешно. Прекорачио је орбиту Марса и наставио је да иде ка појасу астероида. пиц.твиттер.цом/бКхРН73ВХФ

- Елон Муск (@елонмуск) 7. фебруара 2018

Фалцон Хеави експлодира од Пад 39А у спектаклу ватре, Роадстер се вуче. (Том Цросс) Роадстерова орбита посећи ће на једном крају до Марса, крајњег одредишта СпацеКс-а као компаније. (СпацеКс)

Чини се да је горња фаза Фалцон Хеави-а једноставно изгорела док јој није остало горива, а успела је с крајњим крајем своје орбите на око 1, 61 астронаутичке јединице (~ 250 милиона км) знатно мање од Муск-ове предизборне конференције за штампу да је Роадстер требало је да заврши у орбити од 380 до 450 милиона километара.

Мушк: Ако трећа опекотина прође онако како се надамо, Тесла ће се удаљети од Земље 380 до 450 милиона км.

- Ериц Бергер (@СциГуиСпаце) 5. фебруара 2018

Иде ли Роадстер на Марс?

Нажалост, одговор је тежак „не“. Тесла је можда у најбољем случају послата у орбиту око сунца (хелиоцентрична орбита) врло блиским приступом Марсу - флиби, да тако кажем. Изгледа да се СпацеКс успео прилично приближити том првобитном циљу, а сасвим је могуће да би Старманов Роадстер могао проћи близу Марса у тачкама дуж своје орбите, иако неће бити начина за снимање или преношење слика с Роадстера.

Image

Иако неће бити камере за снимање, изгледа да би Старман могао - једног дана - проћи близу Црвене планете на свом милијарду година путовања. (СпацеКс)

Можда је најважније, да би Роадстер лансирао у тако високу орбиту, СпацеКс је морао да обезбеди да горњи степен ракете може да се обруши више сати на Земљиној орбити и да још увек буде у могућности да прецизно постави свој Мерлин вакуум мотор (МВац) за коначно спаљивање. Успешно постигнувши управо то, СпацеКс је учинио огроман корак ка могућности да се такмичи са Савезом за лансирање (Унитед Лаунцх Аллианце) за све владине и одбрамбене лансирне уговоре, чак и оне којима је потребно директно постављање у геостационарну орбиту (ГЕО), насупрот споријем, али чешћем геостационарна трансфер орбита (ГТО). Није случајно та способност такође значи да СпацеКс може ефикасно да шаље корисне терете изван Земљине орбите, као што су то први пут учинили са Мусковим Тесла Роадстером.

Колико ће ово трајати?

Будући да Роадстер заправо не иде ни на једну планету, месец или астероид, то никада неће достићи. Међутим, нови пронађени орбитални дом електричног аутомобила значи да ће бар бити далеко, далеко од Земље - у тачкама његова ће путања прећи најближе орбити Марса и Земље. Требат ће најмање неколико мјесеци да Роадстер достигне те удаљености, чак и брзином муње од 12 километара у секунди у односу на Земљу. Јонатхан МцДовелл, практикант астроном, проценио је да ће Роадстер проћи Марс орбиту - да будемо јасни, да не стиже на Марс, једноставно досегавши исту удаљеност од Сунца као што орбитира Марс - у јулу 2018., отприлике пет месеци од данас.

Исправљени орбитални подаци за Роадстер: 0, 99 к 1, 71 АУ к 1, 1 дег
Ц3 = 12, 0, прелази орбиту Марса јула 2018, афелија новембар

- Јонатхан МцДовелл (@ планет4589) 8. фебруара 2018

Шта ће се догодити са Старманом и Роадстерима?

Пролазећи кроз тешки вакуум дубоког свемира, не може се очекивати да ће се догодити читава целина Тесло Роадстер-а и Стармана Елона Муска. Као што је већ поменуто, висока хелиоцентрична орбита у коју је био постављен биће невероватно стабилна, што ће вероватно омогућити да аутомобил остане у дубоком свемиру десетинама милиона година. Сада, то не значи да ће будући истраживачи људи милионима година препознати оно што је остало - дубоки простор карактерише релативно екстремно зрачење, које неће бити љубазно према многим компонентама које чине Роадстерову структуру. Угљенична влакна, пластика, кожа и боја садрже органске компоненте које ће напасти окружење далеко оштрије од онога у Земљи и око ње.

Елонов Тесла Роадстер и његов астронаут. (Елон Муск) . . . . . . . . да. То је ствар сада. (СпацеКс)

Ипак, хиперболичке тврдње да ће „радијација растурити ракетни аутомобил Елона Муска у годину дана“ смешно преувеличана. Вакуум карактерише одсуство било чега, што укључује све могуће методе ерозије. Док високоенергетско зрачење пронађено у дубоком свемиру може и вероватно уништити Теслин структурални интегритет и на крају избелити или променити боју аутомобила, Роадстер ће бити савршено суспендован у условима микрогравитације (у основи нулте гравитације), без икаквих шанси од чак ни малог простора крхотине попут микрометеорита. Ако би амбициозни колекционар аутомобила покушао да из свемира / миленијума поврати ексцентрични и историјски трофеј из свемира, Роадстер би се врло вероватно распао на комаде или се чак распустио на прашину када би се преселио или ставио у окружење са значајном тежином. Али, готово ће без сумње задржати свој препознатљиви облик готово неограничено, барем на људском нивоу. Од Стармана се може очекивати да реагује врло слично.

хиперболички тврди да ће „радијација растурити ракетни аутомобил Елона Муска за годину дана“ смешно преувеличана.

Коначно, чини се да СпацеКс није инсталирао ниједну методу производње или комуникације на Стармановој вожњи, што значи да су људи вероватно видели своје последње приказе возила након што је СпацеКс пресекао ливе феед на Старман. То на жалост значи да неће бити фото-снимака са Старманом који лете поред Марса или истражују астероидни појас, мада ће та опција сигурно бити резервисана за било какве будуће ексцентричне, муски-ове тестне оптерећења.

Зашто је слање аутомобила у дубоки свемир важно?

Коначно, овај коначни успех је непроцењива вишња на врху онога што је већ било запањујуће достигнуће. Без иједног прочишћеног покушаја лансирања или ненамерног задржавања током посљедњег одбројавања, СпацеКс-ово прво лансирање тренутно најспособније оперативне ракете на свијету било је савршен успјех у готово свим аспектима. Иако масивни ракетни центар није успео да слети на брод беспилотне летелице Цоурсе И Стилл Лове Иоу (ОЦИСЛИ) због очигледног недостатка хемијских компоненти коришћених за поновно постављање мотора за повишење, обојица бочних уређаја за ојачање су пронађена на копну са оним што може бити описана као добро подмазана стручност. У међувремену, ракета је једноставно преживела лансирање уопште, није уништила јастук, успешно је тестирала свој непроверени бочни механизам за одвајање, те покренула ексцентрични терет на највишу орбиту коју је комерцијална компанија лансирала до сада.

Лако је разумети зашто се сам Муск смејао због тога што Роадстер изгледа врло слично ЦГИ-у. (СпацеКс) Да ли је ово стваран живот? Ко зна више. (СпацеКс) . . . . . . . . да. То је ствар сада. (СпацеКс)

У случају Елона Муска, сигурно се чини да је могуће - барем једном и неко време - појести нечији колач и појести га. Пратите уживо сниматеља Том Цросса и покривам ове узбудљиве поступке што је ближе могуће.

Тесларати - Инстаграм - Твиттер