Soru:
Ay inişinde savrulan enkaz
Johnny Robinson
2017-01-03 10:02:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bir uzay aracı hazırlıksız bir yere aya indiğinde, her tarafa çok fazla kaya ve toz fırlatmak zorundadır. Bir ay üssü inşa ediyorsanız, zaten orada olan diğer bileşenler kaya ve tozla kaplanır. Dolayısıyla, güvenli olmak için yeterince uzakta, ancak verimli erişim için yeterince yakın olması ikilemi var. Bana öyle geliyor ki, inşa etmeleri gereken ilk şeylerden biri iniş pisti. Retro roket kalıntılarının hangi hızlara ve mesafelere ulaşabileceğini merak ediyorum. Ay üs planlarıyla ilgili olarak bu tehlikeye ilişkin çalışmaların farkında olan var mı?

Apollo programı sırasında, enkazın bir kısmının ufukta kaybolduğu bulundu ve ayın yarısına kadar bitebileceği tahmin edildi. http://www.space.com/4956-lunar-landers-sandblasted-moon.html
Bu güvenli mesafenin iyi bir çözüm olmadığını gösteriyor, değil mi?
üç yanıtlar:
Mark Adler
2017-01-03 13:17:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Harika soru. Tipik iniş motorlarının egzoz hızı yaklaşık 3 km / s'dir. İyi boyutlu parçacıkların bunun önemli bir kısmına, örneğin bir tüfeğin namlu çıkış hızı olan 1 km / s'ye hızlandırıldığını hayal edebilirsiniz. Boşlukta onları yavaşlatacak hiçbir şey yoktur, sonunda bir şeye veya yere çarpmaktan başka. 1 km / s halihazırda yörünge hızının (yaklaşık 1.6 km / s) iyi bir kısmıdır, bu nedenle iniş yerinden fırlatılan ve muazzam mesafelere giden mermi hızında, kum boyutunda ICBM parçacıklarına sahipsiniz. Üssünüz için iniş yeri ne kadar uzakta olursanız olun, o yönden gelen parçacıklara karşı bir miktar koruma planlamanız gerektiğini düşünüyorum.

Eminim vardır bununla ilgili çalışmalar, ancak kullanışlı referanslarım yok. Literatür araştırması büyük olasılıkla bir şeyi ortaya çıkaracaktır.

Ve aslında TonioElGringo bir şey ortaya çıkardı. İlgili bölümden ilk paragraf:

Roket motoru patlamasının hem hazırlanmış hem de hazırlıksız balatalar üzerindeki etkileri, muhtemelen tek başına en önemli ve en karmaşık olanıdır. Lander roket motorundan gelen patlama, ay temel tasarımının neredeyse her yönünü etkileyen çok çeşitli sorunları ortaya çıkaracaktır.

Çalışma, yukarıda tahmin ettiğimden çok daha düşük hızlara sahipti, ancak aynı zamanda bir kaba büyüklük sıralaması hesaplaması. O zamanlar hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yoktu. Genel sonucu, habitat yüzeylerinizin 2 km veya daha uzakta olsaydı nispeten daha az zarar göreceğiydi.

Burada daha yeni bir referans şu şekilde belirtilmiştir:

Gaz akış kodlarını kullanan NASA analizi, iniş aşamalarından gelen roket egzoz dumanlarının, ay yüzeyinin en üst katmanında yüksek enjeksiyon hızlarına neden olabileceğini gösterdi;

...

Analiz ayrıca bu partiküllerin fırlatılabileceğini gösteriyor Daha küçük parçacıkların genellikle daha hızlı hareket ettiği saniyede 300 ila 2000 metre (m / s) arasındaki hızlar. Duman dışında ihmal edilebilir bir ay atmosferi olduğundan, parçacıklar çok uzaktaki Ay yüzeyine çarpana kadar bu hızda devam eder. Bazı parçacıklar, çarpışmadan önce neredeyse ayın etrafında dolaşır. En küçük, toz büyüklüğündeki parçacıklar, bazı bulut simülasyonlarına göre, aya yakın kaçış hızı olan 2,37 km / s'ye ulaşır ve hatta onu önemli bir marjla aşarak onları güneş yörüngesine gönderir.

Bu çalışma aynı zamanda iniş alanınızı korumaya çalıştığınız yerden 2 km uzakta tutmanın yeterli olacağı sonucuna varmıştır. Bunun nedeni, temel olarak Ay yüzeyinin eğriliğidir; bu mesafede, yatay olarak en yüksek hızda hızlandırılmış malzeme çoğunlukla yapay nesnelerin üzerinden uçacaktır.

Mermiler çarpana kadar yavaşlamadıkları için, ne kadar uzakta olursa olsun vurulmak da o kadar kötü. OT, ancak azaltma tekniklerini merak etmeme neden oluyor: Hava yastığı inişi. Yüksek kenarlı küçük kraterlerin içine iniş pedleri. MSL gökyüzü vincinin rakımı atmosfer olmadan ne kadar yardımcı olur? Zaten tüm egzoz aynı hızda yere düşecek, değil mi?
Vakumda egzoz dumanları büyük ölçüde genişlediğinden mesafe yine de yardımcı olur.
[Bu, ay tesisleri için 80'lerde yapılan bir ön çalışmadır.] (Https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19880017751.pdf) Motor patlamaları tartışması 19. sayfadan başlıyor. .
@MarkAdler Tabii ki, ama EĞER VURURSA, hemen yakınlarda veya 100 km uzakta aynı kuvvetle vurulursunuz.
@LocalFluff Bahsettiğim mesafe, sizin sorduğunuz gökyüzü vana ile yer arasındaki mesafeydi.
Vakumda egzoz dumanı büyük ölçüde genişlerse, parçacıkları 1 km / s hıza çıkarmak mümkün müdür? Çok hızlı ve çok ince bir gaz akışı, parçacıklara yalnızca çok küçük bir kuvvete neden olur ve ivme küçük olacaktır.
@Uwe Görünüşe göre mümkün. Yanıta eklenen referansa bakın.
Kendime sordum; Küçük fırlatılan parçacıkların alçak bir ay yörüngesine girerek yeni bir tür uzay molozu yaratması mümkün müdür? Ancak yörünge dinamikleri hakkındaki anlayışım, apoapsise bir itme kuvveti olmadan, düşük noktanın yüzeyde kalacağını söylüyor. Dolayısıyla, parçacıklar ay yörünge hızına ulaşsalar bile, hepsi tek bir devrede yere çarpacak elipsler halinde olacaktı (aydan tamamen kaçmadıkça).
OliverS
2017-01-03 21:36:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Egzoz gazlarından kaynaklanan mevcut ekipmanın hasar görmesi, gerçekten de Ay karakolu planlaması için bir sorundur. Bu konuda şu anda mevcut olan en iyi bilgiler, iki buçuk yıldır Ay'da bulunan Surveyor 3 Lander'ın yakınına (155m) inen Apollo 12 görevinden alınmıştır. Astronotlar Conrad ve Bean, analiz için Dünya'ya geri götürülen sonda parçalarını çıkardı. Lander'ın egzoz dumanından kum püskürtüldüğü tespit edildi.

Daha fazla bilgi için https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_12#Moon_landing ve 2011 tarihli bir makaleye bakın. NASA'dan http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2010.11.013 elektron mikroskobu ve analiz için diğer yöntemleri kullanan "Ay Araştırmacısı III'te Apollo 12 Ay Modülü egzoz dumanı çarpması" zarar.

[İşte Apollo 12 tarafından döndürülen Surveyor 3'ten bir metal parçası üzerindeki kum püskürtme etkisini gösteren bir fotoğraf.] (Https://twitter.com/drphiltill/status/672883555685527553)
Loren Pechtel
2017-01-04 07:44:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bunun, uygun şekilde yerleştirilmiş bir iniş alanına sahip uzun vadeli bir üsse sorun olacağına inanmıyorum.

Mesele şu ki, üs zaten bir radyasyon kalkanına ihtiyaç duyuyor ve bunu yapmanın en kolay yolu basitçe zaten ayın üzerinde duran şeyleri yığmak. İki metrelik (gerçek malzeme. Kusursuz bir şekilde paketlenmeyeceği için daha kalın bir malzeme yığınına ihtiyacınız olacak), bu, iniş / kalkış enkazlarını kayda değer bir hasar olmadan atlatacak.

Böylece hepiniz aslında korumaya ihtiyaç duyulan aletler açıkta olan aletlerdir ve bunlar bir pervazla korunabilir ve bermin diğer tarafında roketler için alanınızı belirleyebilirler.

"Tüneller" diye bağıracaktım! bu etkiye zaten bir cevap olduğunu gördüğümde. Bir (yığın) taşla iki kuşu (radyasyon, çarpma riski) öldürür.
Enkazın ayı çevrelemesi ve bermin diğer tarafındaki yapılara çarpma riski olmaz mıydı?
@James Ayı çevreleyen enkaz yörüngede. İlk seferinde bermin üzerinden geçerse, bir dahaki sefere de olacak. Birden fazla iniş yeriniz varsa, enkazın gelebileceği her yönden aletlerinizi korumanız gerekir.
@flith Uzun vadede, muhtemelen kazmak isteyeceksiniz - sıcaklık kontrolüyle ilgili birçok sorundan kurtulun. Yine de ilk üslerin bu şekilde çalışacağını sanmıyorum.
Loren, kesinlikle radyasyondan korunma da isteyeceksin? Yere dalmak, uzun vadeli bir üs için ilk önceliklerinizden biri olacaktır. Ek olarak, iniş pistinden ana kompleksinize bir tünele sahip olabilirsiniz.
@flith Yüzeye yerleştirilmiş yapıların üstüne kazma veya buldozer yüzey malzemesi aynı radyasyon korumasını sağlar ve buldozer yaklaşımı daha basittir. Sanırım ilk üsler bu rotayı kullanacak.
"Kazmak" ve "kazmak" sadece bir anlambilim durumudur. Yüzeye inşa ederseniz ve onu örtmek için yüzey katmanının yüksekliğini arttırırsanız, yine de bir tüneldir. Her iki durumda da, hem radyasyon hem de darbe koruması sunan bir regolit katmanının altında bir şeye sahip olacaksınız.
@flith Huh? Ben bunu anlambilim olarak görmüyorum. Her ikisi de üstte malzeme olan bir yapı ile sonuçlansa da çok farklı işlemlerdir.
Ayrıntıları bakımından gerçekten farklı olsalar da, OP'nin sorusu açısından kastettiğim, bu durumda her iki yaklaşım da (tünel açma ve buldozerleme) "eşyaların altında olma" kavramının yalnızca alt kümeleridir.
Yapılar ne kadar yeraltında olursa olsun, dışarıda araçlar, takım elbiseli insanlar, güneş pilleri, anten vb. Hassas şeyler olacaktır. Bana öyle geliyor ki en iyi önlem, asfaltlanmış (belki finişerlerle) bir iniş pistine sahip olmaktır, bu yüzden tekmelenecek çok az kalıntı vardır. Pedin parametresinde, gazların sapması ve kenarın ötesindeki döküntüleri toplamaması için bir saptırma duvarı olması gerekecektir.
@JohnnyRobinson Roket motorları, üzerini kapattığınız her şeyi yiyip bitirecek. Sanırım yapılardan ziyade yastığı çevreliyor. Güneş pillerine ve benzerlerine daha önce değindim ama insanlar ve araçlar başka bir konu.
İniş alanı her inişten sonra yama yapılabilir. X uzayından gördüğümüz hassas inişler düşünüldüğünde, daha kötü aşınma alanları oldukça küçük olacaktır. Bunu kaldırabilecek çelik bir katmanın çok büyük olması gerekmeyecektir. Dünyadan bir şey çekmeye değer olabilir. Ayrıca ayda çok sayıda metal var. Zamanla çelik iniş yastıkları ay çeliğinden yapılabilir. Bu yüzden çoğunlukla erken aşamalar için bir problem.
@JohnnyRobinson İlk başta bunun sadece bir sorun olduğuna katılıyorum. Sonunda, roket inişleri bile olsa, onu alabilecek iniş pistleri olacak. (Ay havasız olduğu için, yeterince altyapı oluşturduğunuzda fırlatılır ve yakalamalar uygulanabilir hale gelir.)


Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...