Высадка землян на экзопланету
Сначала отформатируем ваш вопрос, ведь правильная постановка вопроса — уже половина ответа. Что подразумевается под словосочетаниями «преодоление земного притяжения» и «покинуть такую планету»? Так можно сказать про покидание поверхности планеты с выходом на орбиту вокруг нее. Покинули планету? — да, покинули. Но не покинули ее гравитационное поле, в котором корабль продолжит обращаться вокруг планеты; именно оно делает его траекторию замкнутой и околопланетной. И так же можно сказать про покидание гравитационного поля планеты, перелет от нее на большое расстояние, где гравитация планеты уже будет ничтожно мала и не повлияет на движение и состояние космического корабля. Например, он отправится на Марс или Юпитер. И вот это уже будет полное преодоление притяжения планеты. Оба случая можно понять как «преодоление притяжения» и «покинуть планету». Рассмотрим вначале первый вариант: подъем с поверхности планеты (назовем ее планета Х) на околопланетную орбиту.
Второе уточнение: что значит «Космический корабль, взлетающий с Земли»? В обычном классическом варианте космический корабль — это лишь пассивный груз ракеты-носителя. Взлетает с Земли именно ракета, она и выводит космический корабль на орбиту. В случае со «Старшипом» компании СпейсХ космическим кораблем является вторая ступень ракеты-носителя, которая не сама «преодолевает притяжение», а лишь участвует в общем процессе выхода на орбиту. Так устроен и не только «Старшип»: например, точно так же полвека назад вторая ступень американской ракеты-носителя «Тор-Аджена» сама становилась разведывательным спутником серии КН. Именно ракета рассчитывается для вывода груза на орбиту — как по энергии выведения (то есть запасу топлива), так и по перегрузке, которую ракета должна для этого создать.
Перегрузка — это ускорение, исчисленное в среднем ускорении силы тяжести на поверхности Земли, обозначаемом g. Любой покоящийся предмет на Земле испытывает это ускорение, и соответственно вертикальную перегрузку в одну единицу, или 1g. Перегрузка ракеты определяется отношением силы тяги двигателей ступени к ее текущей массе. Отметим, что g — это не гравитационная сила в чистом виде. Это сила тяжести, то есть сила давления на опору или подвес: сила гравитации, к которой векторно прибавлены другие силы, например, инерционная центробежная сила от вращения планеты, зависящая от широты, геометрии планеты и скорости ее вращения.
И это еще одно уточнение вашего вопроса: силу гравитации нельзя путать с силой тяжести, результатом сложения гравитационной силы с другими силами. У них разные причины появления, направление, величина и поведение. И не только с инерционной: например, с архимедовой силой в океане или атмосфере, или силой аэродинамического сопротивления при входе корабля в атмосферу (создающей перегрузки в несколько g), и другими. Например, при входе корабля в атмосферу на него действуют одновременно гравитационная сила, архимедова сила атмосферы, сила аэродинамического сопротивления (в пике своего действия в разы превышающая другие силы), возможно, сила тяги тормозных двигателей, и сила инерции. В общем ансамбле сил гравитационная сила лишь один компонент из многих — и не всегда главный и определяющий картину.
При взлете тяга двигателей ускоряет ракету сильнее, чем сила тяжести, и действует навстречу ей. Поэтому ракета испытывает перегрузку больше единицы и поднимается вверх. В процессе набора высоты перегрузка плавно растет из-за уменьшения массы ракеты (на сгоревшее топливо), а сама ракета и вектор перегрузки постепенно наклоняются к горизонту (ведь орбитальная скорость горизонтальна или почти такова). С выключением двигателей первой ступени перегрузка падает до нуля, при запуске двигателей следующей ступени она возникает сразу с некоторого значения и плавно растет по мере выработки топлива. Цикл повторяется до выхода на орбиту — перегрузка последний раз обнуляется, наступает невесомость.
Чтобы ракете (или космическому кораблю, если он может сам взлетать с планеты и выходить на орбиту) стартовать с планеты Х с местным ускорением силы тяжести в 1,5 g, тяга ее двигателей должна создавать перегрузку еще больше. Тогда ракета начнет двигаться вверх от поверхности. Но этого мало: перегрузка должна так ускорить ракету, чтобы она смогла достичь орбитальной скорости на заданной высоте над планетой. И отметим: это отнюдь не первая космическая скорость, которая определяется всегда для поверхности небесного тела (то есть для нулевой высоты над ней).
При слабой перегрузке (хотя и больше единицы для взлета с поверхности) ракета будет разгоняться медленно и долго (при этом все время интенсивно сжигая топливо). А ведь запас топлива ограничен, и его должно хватить для выхода на орбиту. Поэтому перегрузка должна успеть разогнать ракету до орбитальной скорости чуть раньше, чем закончится топливо. На какой высоте над планетой Х мы расположим целевую (на которую нужно выйти) орбиту, сколько потребуется топлива для выхода туда — это определит набор факторов: масса корабля (полезной нагрузки), энергоемкость топлива, совершенство двигателей, создаваемая ими тяга и перегрузка, массовое совершенство конструкции ракеты, выбор траектории выведения, и другие параметры.
Сформулируем ответ: для того, чтобы космический корабль (в качестве активной взлетной ступени) смог покинуть планету с «силой гравитации в 1,5 раза больше, чем на Земле», он должен обладать достаточной для взлета тягой двигателей (как минимум чтобы взлетная перегрузка была больше местной единицы для подъема с поверхности планеты) и запасом топлива для выхода на орбиту. Вернее, сочетанием тяги двигателей и запаса топлива, вместе позволяющим выйти на низкую орбиту вокруг планеты Х. Это легче сделать с Луны с ее гравитацией всего в 1/6 земной. А в условиях гравитации в 1,5 раза больше земной это означает взлет мощной заправленной ракеты-носителя, предварительная посадка которой на планету Х видится сегодня нереальной. Чтобы она стала реальной, нужна местная заправка топливом — или принципиально другие двигатели и запас энергии, вроде ядерных двигателей большой тяги, достаточных для старта с планеты Х.
После этого возможен второй этап — покидание гравитационного поля планеты. Тут важен лишь запас топлива, обеспечивающий приращение скорости и энергии корабля для такого покидания. А уровень тяги двигателей не ограничен требованиями взлета с поверхности планеты (перегрузка больше местной единицы) или временем разгона до нужной скорости. Перейти с низкой орбиты на траекторию покидания гравитационного поля планеты Х можно и за долгое время, несколькими отдельными включениями двигателей, или даже непрерывной длительной (месяцы и годы) работой двигателя с очень малой тягой, но все же постепенно разгоняющей корабль до скорости покидания. Эта скорость (зависящая от высоты над планетой; для покидания с поверхности планеты она называется второй космической скоростью) обеспечит удаление от планеты бесконечно далеко с полным решением заданного вопроса.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Близкие встречи третьего рода в Пайн-Буше

Деревня, которая видела пришельцев

Добыча карбонатов на Марсе

Доказательства ядерной войны в древности

ИИ может помочь в обучении этике

Наблюдения НЛО чаще происходят в одной части США

НАСА планирует построить телескоп для поиска обитаемых миров

НЛО поднял в воздух автомобиль

Новый инструмент для поиска признаков жизни на экзопланетах

Первичные черные дыры могут объяснить часть темной материи

Планеты формируются в газовых и пылевых дисках

Правительство США и инопланетяне находятся в сговоре с Google

Пять загадочных древних артефактов

Расследование НЛО началось в Японии

Редактирование генов выведет биотехнологии на новый уровень

Следы бигфута нашли недалеко от Лексингтона в Кентукки

Телескоп Джеймса Уэбба переписывает учебники астрономии

Удалось ли НЛО обезвредить американские ракеты

Что мы знаем о первых галактиках

Экзотические черные дыры - побочный продукт темной материи

В некоторых районах штата Нью-Йорк был замечен огненный шар

Врата в ад в Сибири быстро расширяются

Высокопоставленный политик столкнулась с людьми в черном

Документальный фильм об НЛО 'Они здесь'

Есть ли жизнь на планетезимали Аррокот

Игрок Макс Кросби утверждает, что видел НЛО

Компьютер из человеческого мозга решит много проблем

Космический лифт скоро будет построен

НЛО наведались на базу ВВС после взрыва ядерного оружия

НЛО пролетел над улицами Ирана

Новый материал показывает повреждения люминесценцией

Новый подход для обнаружения гравитационных волн

Обнаружен самый медленный пульсар

Охотник за паранормальными явлениями

Потепление на Земле происходит рекордными темпами

Сообщение о наблюдении НЛО поступило из Тегерана

Странная экзопланета не хочет терять свою атмосферу

У астрономов появился новый способ обойти атмосферу

Уфолог обнаружил еще мумии инопланетян

Что такое Зона 51 и что там на самом деле происходит

База данных для прогнозирования метеоритной опасности

В тот день в Олни были замечены НЛО

Игроки НФЛ видели НЛО на обратном пути из Майами

Истории о демонических псах и Адских гончих

Когда правительству США придется раскрыть секреты НЛО

Мужчина строит гигантский замок со шпилем в виде дракона

На пути к проверке квантового поведения гравитации

НЛО - гигантские муравьи, летающие в муравейниках

Открыли новый способ левитации воды

Очевидцы НЛО тайнственно исчезают

Парламентарии призывают не сбрасывать со счетов НЛО

Рационалистическое отрицание НЛО не позволяет уловить суть

Рецензия министерства обороны на сценарий уфолога

Создали плёнку для очков, позволяющую видеть в темноте

Спилберг готовит оригинальный фильм о НЛО

Странный прерывистый радиосигнал из космоса

Элемент, необходимый для самообновления стволовых клеток

Ядерные технологии Гейтса могут быть превращены в оружие

Японская компания планирует построить космолифт

Японские законодатели изучают угрозу, связанную с НЛО

Антивселенная объясняет ускоренное расширение нашей

Антимонопольное расследование в отношении ИИ-гигантов

Гора Рейнир хранит множество загадок

Как найти другие Земли

Какое влияние оказывает озон на экзопланеты

Квантово-акустический сдвиг в странных металлах

Когда мы узнаем все секреты инопланетян

Крайний срок раскрытия информации о НЛО установлен

Несколько игроков НФЛ видели НЛО

НЛО представляют угрозу безопасности

Новое представление о формировании лунного базальта

От AATIP к NPSMS. Тайны продолжают раскрываться

Охотники за полярным сиянием обнаружили Стива

Очевидцы исчезли после визита зловещих людей в черном

Планы на проведение уфо-фестиваля в Розуэлле

Разведка потенциально обитаемых миров

Системы охлаждения электроники для космозондов

Угрозы безопасности, связанные с НЛО

Флаг Китая развернут на обратной стороне Луны

Япония является горячей точкой для НЛО

В небе над Крымом увидели яркое знамение

Ведущие разработчики ИИ всеми силами уклоняются от надзора

Вера людей в науку оказалась результатом чужих слов

Внутренняя жизнь кротовых нор

Гоблины выгнали полицейских из участка

Загадка ребенка у мемориала жертвам теракта

Загадки Патомского кратера

Звезда несколько раз пережила встречу с черной дырой

ИИ легко может уничтожить человечество

Найден способ ускорить работу ИИ на 10-15%

Не надо сбрасывать со счетов наблюдения НЛО

Небоскребы высотой в километр станут мощными батареями

Облака замечены на экзопланете у Беты Живописца

Обнародованы предсказания на 2025 год

Опасность ИИ для человечества преувеличена

Угрозу безопасности от НЛО проанализируют

Ученым запретили расследовать случаи неизвестного заболевания

Что за НЛО заметили в небе над Екатеринбургом

Экзопланета медленно, но верно приближается к звезде

Экзотические черные дыры побочный продукт темной материи

Где почитать качественные истории про призраков и привидений

Аварийная посадка инопланетян в Лас-Вегасе

В Коннектикуте состоится конференция по криптидам и НЛО

Горячая и скалистая экзопланета, похожая на сверхземлю

Гравитационные волны и геометрия пространства-времени

Игрок НФЛ рассказал о встрече с НЛО возле Зоны 51

Коллекция 'Фамильные драгоценности' ЦРУ

Корпорация Майкрософт нарушает конфиденциальность детей

Люди видят не НЛО, а мусор и китайские фонарики

НЛО на самом деле являются гигантскими муравейниками

Обнаружили объект, которого не должно быть

Основа для построения квантовых сферических кодов

Переосмысление механизма Хиггса

Правительство США готовится раскрыть секреты инопланетян

Празднование Всемирного дня НЛО

Рентгеновское зрение, позволяющее заглянуть внутрь кристалла

Сила пугающего паранормального хищника

Состояние глобальной навигационной спутниковой системы

Такер Карлсон делится страхами перед НЛО

Уфологическая ярмарка прошла в Пайн-Буше

Японские законодатели изучают угрозу от НЛО

Астроном не исключает существования внеземной жизни

Вундеркинд с Марса вызывает много вопросов

Двоечники чаще используют ИИ для выполнения заданий

ИИ AlphaFold3 может стать революционным для медицины

Инопланетяне совершили аварийную посадку

Китай вывел на орбиту еще один загадочный объект

Компания OpenAI не до конца понимает, как работает ИИ

Крупнейшие взрывы привели к образованию жизни

Летающие тарелки и похищения инопланетянами

Мировую элиту обвинили в каннибализме

Молекулы довели до нового предела ультрахолодности

НЛО замечен на авиашоу Голубые ангелы

Охотники на Несси сделают все возможное в поисках

Положения, регулирующие освоение космоса

Самая удаленная галактика из когда-либо наблюдавшихся

Сдвиг в эволюции реки Нил во времена Древнего Египта

Труп неизвестного существа нашли в лесу у Визимьяр

Туристы съезжаются в Шотландию на поиски Несси

Устройства для сбора акустической энергии

Уфологические книги стали подделывать

Экономия на съемке брит-мила. Временная радость или пожизненное разочарование

ГЛОНАСС отслеживание. Преимущества использования системы

Разработка проектов рекультивации нарушенных земель. Законодательные аспекты и этапы реализации

Септик без откачки для дома. Преимущества автономной канализации, принцип работы, выбор и установка

Астрономы обнаружили самую удаленную галактику

Внутри дома ужасов как из фильма Техасская резня бензопилой

Внутри Урана и Нептуна скрывается необычная молекула

Воронежцев поразили НЛО-облака

ИИ помогает понять суть космических взрывов

Инопланетяне совершили аварийную посадку в Лас-Вегасе

Инцидент в Розуэлле разгадан

Криовулканизм. Поиски жизни за пределами Земли

Марсианские метеориты дают массу информации

Масштабные поиски Несси могут стоить миллионы

Над Кейптауном образовалось необычное красное облако

Новый алгоритм глубокого обучения может найти Землю 2.0

Огни Феникса. Все, что нужно знать

Открытие инопланетян может усилить религиозный раскол

Планы НАСА по исследованию Луны и Марса

Подтверждение существования мира духов

Снимки усеянного вулканами Ио с Земли

Темная материя может взаимодействовать

Темная материя может сделать звезды бессмертными

Хакер заставил GPT-4o работать в режиме бога

В США зарегистрировано более 200 000 наблюдений НЛО

Изучение черных дыр с высокой энергией

ИИ-лидеры прибыли на заседание Бильдербергского клуба

Инопланетяне действительно могут существовать

Красное облачное образование над Кейптауном

Метеорит с Марса раскрывает древнюю вулканическую тайну

Молекулы серы стали причиной зарождения жизни на Земле

Наблюдения НЛО Рона Гудхью

Охотница за привидениями рассказала о призраках

Пилот ВВС был убит инопланетянами

Пролёт над марсианской долиной Нили Фоссе

Рецензия на книгу 'Мистические видения'

Самая большая кошка в мире

Сколько воды потребуется автономной лунной базе

Странное красное облако над Кейптауном

Странный замаскированный дом выставлен на продажу

Стремление людей построить лунные базы

Черные дыры, зачем их изучать

Южная Корея планирует осуществить полет на Марс

Япония займется изучением опасностей, связанных с НЛО

Виртуальные уроки пилотирования для полета на астероид

Подписка на новости
Наверх