Luotain aurinkoon/ulos aurinkokunnasta?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Kumpi on helpompaa, lähettää avaruusalus/luotain/tjsp, aurinkoon tai ulos aurinkokunnasta? Miksi?

Sivut

Kommentit (76)

ilmaisin
Seuraa 
Viestejä1285
Liittynyt2.7.2005
Nukkumatti
Kumpi on helpompaa, lähettää avaruusalus/luotain/tjsp, aurinkoon tai ulos aurinkokunnasta? Miksi?

Tietääkseni ulos aurinkokunnasta, sillä tarvittava nopeudenmuutos on pienempi.

Vierailija

Niin, vaikka pakonopeus maapallolta on noin 11,2 km/s, vaaditaan
koko aurinkokunnasta pakenemiseen maapallon radan etäisyydeltä
42,1 km/s nopeus. Maapallo kiertää Aurinkoa n. 30 km/s, siten
vaikuttaisi siltä, että, että kun tämä nopeus jarrutetaan pois, joudu-
taan väistämättä Aurinkoon. Toisaalta, aurinkokunnasta pakenemi-
seen voidaan käyttää jättiplaneettojen Jupiter ja Saturnus linkovoimaa,
joka oleellisesti pienentää tarvittavaa rakettivoimaa ...

Vierailija

[quote="Nukkumatti"]Kumpi on helpompaa, lähettää avaruusalus/luotain/tjsp, aurinkoon tai ulos aurinkokunnasta? Miksi?[/quote
Eikös se ole aivan yhtä helppoa? Kysymys on vaan siitä, että kumpi ehtii määränpäähänsä ensin.

Vierailija
Nukkumatti
Kumpi on helpompaa, lähettää avaruusalus/luotain/tjsp, aurinkoon tai ulos aurinkokunnasta? Miksi?

Itse päättelin asian:
Kappaleen sinkoaminen pois aurinkokunnasta vaatii nopeuden 42.1km/s ja sellaisen nopeuden saavuttaminen pelkällä rakettivoimalla on kova saavutus
Taas jos kappaleen haluaa singota aurinkoon niin ei kai se vaadi muuta kuin tuon 11.2km/s nopeuden jolla kappale pystyy poistumaan Maan painovoimakentästä (tietenkin suunta on hyvä olla sellainen, että kappale päätyy Aurinkoon)

Vaikka aurinkokunnasta pois pääsemiseen käytetään muiden planeettojen linkovoimaa niin joka tapauksessa pitää kiihdyttä kappale sellaiseen nopeuteen, että se vapautuu Maan vetovoimakentästä?

Vierailija

Aivan erityisen hankalaa on päästä Aurinkoa kiertävälle naparadalle nimenomaan sen takia, että kuten Bushmanni tuolla totesi miltei koko maan ratanopeus 30 km/s on jarrutettava pois. Tähän ei nykyinen rakettitekniikka riitä, vaan tämä maan ratanopeus joudutaan vähentämään muiden planeettojen avulla. Auringon naparadalle pääsy kestääkin tämän johdosta vuosia, kuten Ulysseksen kohdalla, joka jarruttelee Jupiterin avulla.

Myös muunlainen aurinkoa kiertävä läheinen rata on hankala johtuen myös siitä suuresta maan ratanopeudesta, josta suuri osa on hävitettävä jonkun läheisen planeetan avulla.

Vierailija

"Kumpi on helpompaa, lähettää avaruusalus/luotain/tjsp, aurinkoon tai ulos aurinkokunnasta? Miksi?"

Sikäli kun itse olen ei-asiantuntijana ymmärtänyt, Aurinkokunnasta ulos lähetettävien luotainten (toistaiseksi vain Voyagerit 1 ja 2 v. 1976) liike-energian nostattamiseksi on "pakko" käyttää hyväksi sekä Aurinkoa, että isoja planeettoja (J, S, U, N).
Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että Maasta lähetettävän luotaimen rata lasketaan niin, että se ensin kiertää Auringon, joka linkoaa sen Jupiterin lähelle, siitä sitten edelleen muiden planeettojen "heitettäviksi".

Ongelmana on vain se, kuten jossain toisessa saitissa kirjoitin, että jättiplaneetat J, S, U ja N ovat "oikeassa" konjunktiossa vain n. 175 vuoden välein, mikäli lähetetään alus kokonaan ulos Aurinkokunnasta. Viimeksi tällainen konjunktio oli (lähetettävän luotaimen kannalta) v. 1976.
Seuraava tilaisuus tulee vuoden 2250 tietämillä. Tämä ei suinkaan tarkoita sitä, etteikö luotaimia lähetetä Aurinkokunnan ulkopuolelle jo ennen sitä; v. 2250 se vain tulee seuraavan kerran olemaan nopeampaa toimintaa muihin vuosiin verrattuna.

Eli vastaus peruskysymykseen käsittääkseni on: "On yhtä helppoa lähettää luotain Aurinkoon kuin ulos Aurinkokunnasta."
Kysymyksen asettelu pitäisi olla vain toisenlainen. Esimerkiksi: "Milloin olisi luotaimen energiataloutta ajatellen paras hetki lähettää luotain Aurinkoon tai ulos Aurinkokunnasta?"

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005
Sarmal
Nukkumatti
Taas jos kappaleen haluaa singota aurinkoon niin ei kai se vaadi muuta kuin tuon 11.2km/s nopeuden jolla kappale pystyy poistumaan Maan painovoimakentästä (tietenkin suunta on hyvä olla sellainen, että kappale päätyy Aurinkoon)

Ongelma onkin siinä, että tehtiinpä 11.2km/s nopeuden muutos mihin tahansa suuntaan, kappale etenee edelleen samaan suuntaan kuin maapallo, ts. ei lähimainkaan aurinkoa kohti. Maapallon vetovoimakentästä päästyään kappale on vasta hyvinkin pitkälti maan kaltaisella kiertoradalla auringon ympäri.

Avaruudessa ei voi noin vaan kääntää kulkusuuntaa mistään ratista kohti aurinkoa.

Vierailija
Heksu
Sarmal
Taas jos kappaleen haluaa singota aurinkoon niin ei kai se vaadi muuta kuin tuon 11.2km/s nopeuden jolla kappale pystyy poistumaan Maan painovoimakentästä (tietenkin suunta on hyvä olla sellainen, että kappale päätyy Aurinkoon)



Ongelma onkin siinä, että tehtiinpä 11.2km/s nopeuden muutos mihin tahansa suuntaan, kappale etenee edelleen samaan suuntaan kuin maapallo, ts. ei lähimainkaan aurinkoa kohti. Maapallon vetovoimakentästä päästyään kappale on vasta hyvinkin pitkälti maan kaltaisella kiertoradalla auringon ympäri.

Avaruudessa ei voi noin vaan kääntää kulkusuuntaa mistään ratista kohti aurinkoa.

Ratamekaniikkaan en ole tutustunut vaan ihan sohvapohdiskelutasolla olen. Jos kappaleelle annettaan tuo n. 11.2km/s vauhti (käytännössä varmaan pitää olla suurempi) niin eikö ole mahdollista, että se saataisiin sellaiselle radalle, että se enemmin tai myöhemmin (varmaan hyvinkin paljon myöhemmin) päätyisi Aurinkoon? (Ilman muiden planeettojen apua). Taas kappaletta ei mitenkään saa tuon kaltaisella nopeuden muutoksella radalle joka päätyisi Aurinkokunnasta ulos (ilman muiden planeettojen apua)? Tämä siis puhtaasti matemaattinen lähestyminen asiaan. Tuskinpa kukaan haluaa rakentaa auringon lähelle menevää luotainta jos sinne pääsee vasta muutaman miljardin vuoden kuluttua (aika puhtaasti hatusta vedetty)

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005
Sarmal
Ratamekaniikkaan en ole tutustunut vaan ihan sohvapohdiskelutasolla olen. Jos kappaleelle annettaan tuo n. 11.2km/s vauhti (käytännössä varmaan pitää olla suurempi) niin eikö ole mahdollista, että se saataisiin sellaiselle radalle, että se enemmin tai myöhemmin (varmaan hyvinkin paljon myöhemmin) päätyisi Aurinkoon? (Ilman muiden planeettojen apua).

Yksinkertaiseen kysymykseen yksinkertainen vastaus - ei. Johtuen juuri ratamekaniikasta. Ko. nopeuden muutoksella luotain päätyy vain ellipsin muotoiselle aurinkoa kiertävälle radalle ja jää sinne kiertämään hamaan ikuisuuteen asti. Samaan tapaan kuin maapallokin tekee, ei sekään mihinkään aurinkoon voi pudota, koskapa ei voi noin vaan päästä eroon sen enempää potentiaali- kuin liike-energiastaankaan.

Kannattaa tutustua siihen ratamekaniikkaan ja etsiä vaikkapa netistä joku kiva gravitaatiosimulaattori ja leikkiä sillä aikansa, valaisee kummasti taivaankappaleiden liikkeiden perimmäisiä syitä. Pelkällä sohvapohdiskelulla ei kovin pitkälle pötki.

Vierailija

Muistakaa nyt hyvät keskustelijat se lähtökohta, että Maan gravitaatiosta poistumiseen tarvitaan 11,2 km/s pakonopeus, mutta jos kysyjä liittää mukaan Aurinkokunnasta poistumisen, ihmisen nykytekniikalla siihen tarvitaan myös Auringon ja muiden planeettojen "linkoja"; pelkkä rakettiteknologia ei siihen riitä yksinkertaisesti sen vuoksi, että luotaimen polttoainevarastot eivät siihen yksin riitä.

Vierailija
Heksu
Sarmal
Ratamekaniikkaan en ole tutustunut vaan ihan sohvapohdiskelutasolla olen. Jos kappaleelle annettaan tuo n. 11.2km/s vauhti (käytännössä varmaan pitää olla suurempi) niin eikö ole mahdollista, että se saataisiin sellaiselle radalle, että se enemmin tai myöhemmin (varmaan hyvinkin paljon myöhemmin) päätyisi Aurinkoon? (Ilman muiden planeettojen apua).



Yksinkertaiseen kysymykseen yksinkertainen vastaus - ei. Johtuen juuri ratamekaniikasta. Ko. nopeuden muutoksella luotain päätyy vain ellipsin muotoiselle aurinkoa kiertävälle radalle ja jää sinne kiertämään hamaan ikuisuuteen asti. Samaan tapaan kuin maapallokin tekee, ei sekään mihinkään aurinkoon voi pudota, koskapa ei voi noin vaan päästä eroon sen enempää potentiaali- kuin liike-energiastaankaan.

Kannattaa tutustua siihen ratamekaniikkaan ja etsiä vaikkapa netistä joku kiva gravitaatiosimulaattori ja leikkiä sillä aikansa, valaisee kummasti taivaankappaleiden liikkeiden perimmäisiä syitä. Pelkällä sohvapohdiskelulla ei kovin pitkälle pötki.

Kyllä minusta sohvapohdiskeluillakin on omat puolensa ainakin viihdyttävyyden kannalta. Ellipsiradalla ei ilmeisesti saada aikaan sellaista tilannetta, että luotaimen liike-energiaa saadaan kulutettua Auringon ympärillä olevaan kaasukehään (Vai onkohan Aurinkoa lähempänä tiheämmin hiukkasia?. Auringostahan lentää myös paljon hiukkasia poispäin, mutta niistä taitaa vain olla haittaa jos pyritään pääsemään radalle jolla ennemmin tai myöhemmin törmätään Aurinkoon?

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005
Tarkkailija
Muistakaa nyt hyvät keskustelijat se lähtökohta, että Maan gravitaatiosta poistumiseen tarvitaan 11,2 km/s pakonopeus, mutta jos kysyjä liittää mukaan Aurinkokunnasta poistumisen, ihmisen nykytekniikalla siihen tarvitaan myös Auringon ja muiden planeettojen "linkoja"; pelkkä rakettiteknologia ei siihen riitä yksinkertaisesti sen vuoksi, että luotaimen polttoainevarastot eivät siihen yksin riitä.

Itsekin harrastan tuon tuostakin saivartelua, joten lienen jäävi arvostelemaan tätä kommenttia. Muistuttaisin kuitenkin yhtä lailla että alkuperäisessä kysymyksessä kysyttiin vain että kumpi on helpompaa, lähettää luotain aurinkoon vai ulos aurinkokunnasta ja miksi. Mitään lisämääreitä ei annettu siitä, millä menetelmällä tai minkä vuosikymmenen/sadan/tuhannen tekniikalla tämän kuvitellun lähettämisen pitäisi tapahtua ja missä asennossa planeetat olisivat tämän hypoteettisen tapahtuman aikana.

Vierailija

Tehtävän vaikeutta kuvaa vaikkapa se, että
jos halutaan tehdä raketilla retki tuhoisasti lähestyvälle
asteroidille, vaadittu liikemäärän muutos on maapallolta
irtautumisen 11,2 km/ s lisäksi suuruusluokkaa 15 km/s,
ja tarvitaan siihen nk. impulssia yli 10 000 s. Parhaan
kemiallisen raketin, mm. avaruussukkulan päämoottoreiden
vety-happi reaktion "spesifinen impulssi" on vain n.
425 s. On kylläkin kehitteillä ionimoottoreita, mm. nk.
VASMR, jossa ionit kiihdytetään radioaalloilla ja jonka
impulssi voi nousta jopa yli 30 000 sekuntiin.

MaKo71
Seuraa 
Viestejä1467
Liittynyt15.11.2006
Sarmal

Kyllä minusta sohvapohdiskeluillakin on omat puolensa ainakin viihdyttävyyden kannalta. Ellipsiradalla ei ilmeisesti saada aikaan sellaista tilannetta, että luotaimen liike-energiaa saadaan kulutettua Auringon ympärillä olevaan kaasukehään (Vai onkohan Aurinkoa lähempänä tiheämmin hiukkasia?

Ellipsiradoilla on kaksi "lakipistettä" - toinen on se, jossa se on lähinnä keskuskappaletta, toisessa se on kauimpana keskuskappaleesta. Maan etäisyydellä luotaimelta joudutaan poistamaan Maan radan suunnassa olevaa n. 30 km/s niin paljon, että ellipsin alin kohta tipahtaa Auringon tuntumaan (lähes kokonaan) - silloin luotain "tippuu" Aurinkoon tai ainakin tulee riittävän lähelle sitä.

Helpompaa on todellakin häipyä Aurinkokunnasta (lisää nopeutta tarvitaan vain n. 12 km/s) kuin tipahtaa Aurinkoon (lisää nopeutta tarvitaan n. 30 km/s). Jos lähdetään Maapallon pinnalta, pitää lisätä myös Maapallon pakonopeuden saavuttaminen.

Pakonopeudesta; Maan pinnalta pakonopeus on tuo n. 11 km/s. No, eikö sitten vastakkaiseen suuntaan ammuttuna luotaimen nopeus Auringon suhteen olisi n. 20 km/s (30 - 11 km/s)? Ei - Maapallon pinnalta lähtiessä luotaimen nopeus olisi tämä 11 km/s, mutta luotaimen loitontuessa Maapallo vetää sitä gravitaatiollaan mukaansa - niinpä luotaimen nopeus "hidastuu" eli luotain kiihtyy Maan radan suunnassa eikä ellipsirata ole lähelläkään sitä rataa, jossa nopeus kauimmaisessa lakipisteessä olisi tuo 20 km/s. Pakonopeus tarkoittaa ainoastaan sitä, että nopeutta on sen verran riittävästi, että luotain pystyy etääntymään rajattomasti - etääntyessään kappaleesta gravitaatio vaikuttaa yhä heikommin, mutta se kuitenkin vaikuttaa koko ajan hidastaen luotaimen nopeutta.

Aurinkoa ei voi käyttää nk. linkomassana. Linkoradoilla käytetään suurempien massojen (planeettojen) ratanopeutta Auringon ympäri hyväksi. Aurinkoa kohti voidaan todellakin matkustaa Jupiterin "kautta", tai kuten yleensä, Venusta käyttämällä (ei niin tehokas, mutta kuitenkin). Muistelen, että Cassini/Huygens -luotain otti kaksi kertaa Venuksesta vauhtia matkatakseen Saturnukselle järjellisessä ajassa. Käykää katsomassa Cassinin radasta piirrokset.

Auttoiko yhtään? Mulla on omilla webbisivuilla jonkinmoinen PDF radoista ja niiden laskemisesta, tosin Sci-Fi -tarinoiden tekemisen kannalta ajateltuna. Myös NASA:n JPL:n "Basics of Space Flight" on hyvää luettavaa tiedonjanoiselle.

Vierailija
MaKo71

Auttoiko yhtään? Mulla on omilla webbisivuilla jonkinmoinen PDF radoista ja niiden laskemisesta, tosin Sci-Fi -tarinoiden tekemisen kannalta ajateltuna. Myös NASA:n JPL:n "Basics of Space Flight" on hyvää luettavaa tiedonjanoiselle.

Kyllä tuo pdf on hyvää luettavaa. Taisipa Heksu olla oikeassa kun neuvoi gravitaatiosimulaattorin etsimistä. Alkaa huutamaan aivot hoosiannaa kun yrittää ilman visuaalisia apuvälineitä miettiä avaruudessa olevien kappaleiden nopeuksia suhteessa useampaan muuhun kappaleeseen. Jotenkin olin ajatellut, että ilmoitettujen pakonopeuksien suunta on suoraan pois päin kappaleesta minkä painovoimasta tahdotaan vapautua ja siksi Maan ratanopeutta ei voisi suoraan käyttää hyväksi aurinkokunnasta poistumiseen.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat