• Sunday June 16,2019

Luci del cielo

Anonim


Il termine di imposta sul reddito di questo mese potrebbe ispirare fantasie di fuga dalla Terra. Ma le leggi della fisica, come le leggi dell'IRS, sono irrevocabili. Prima di poter installare un rifugio fiscale su Marte, c'è una piccola questione di raggiungere la velocità di fuga.
Scendere dal nostro pianeta richiede una velocità da manuale di 6, 96 miglia al secondo. Quel numero si applica solo se si vuole liberarsi dalla gravità della Terra in uno sforzo one-shot, comunque. Se puoi aspettare, anche una spinta lenta e costante può fare il lavoro. Pensa alla Terra come se giacessi sul fondo di un pozzo. Se lasci cadere una roccia nel pozzo, avrà una certa velocità quando tocca il fondo. Un modo per uscire dal buco è saltare verso l'alto alla stessa identica velocità: la velocità di fuga. Un'altra via d'uscita è salire gradualmente sul muro della fossa. Finché generi una forza sufficiente per continuare a farti strada verso il muro, uscirai ancora. Dirigendosi verso l'alto anche a un miglio all'ora, un razzo potrebbe uscire dal campo gravitazionale terrestre e viaggiare attraverso l'universo se il suo motore sparasse per un tempo sufficientemente lungo.


I frammenti atomici ad alta velocità si illuminano di blu mentre volano da un motore a ioni durante i test. Tali motori producono una spinta debole ma sono circa 10 volte più efficienti dei razzi chimici.
Fotografia per gentile concessione della NASA / JPL
Gli scrittori di fantascienza sognano da tempo di costruire un ascensore spaziale, un ascensore alto 22.000 miglia che permetterebbe un'ascensione regolare e graduale in orbita. David Smitherman del Marshall Space Flight Center della NASA ha persino delineato come creare un tale dispositivo (vedi il sito Web flightprojects.msfc.nasa.gov/fd02_elev. Html), anche se ammette che è distante almeno un secolo dalla fattibilità . Per ora, i razzi chimici sono l'unico modo pratico per risalire la parte più ripida del nostro pozzo gravitazionale. Ma una volta superata l'atmosfera di produzione di drag della Terra, una fuga lenta è sia possibile che desiderabile, perché una piccola accelerazione può produrre un'enorme velocità se mantenuta abbastanza a lungo. Pensa alla tartaruga e alla lepre.
La navicella spaziale Deep Space 1 della NASA, che è stata chiusa lo scorso 18 dicembre dopo un viaggio di tre anni, mostra le virtù dell'approccio rilassato. Dopo un lancio convenzionale, Deep Space 1 ha potenziato il suo motore a ioni decisamente anticonvenzionale. La corrente elettrica proveniente dai pannelli solari della sonda ha fatto saltare una fornitura di gas allo xeno a bordo e ha inviato gli ioni xenon che si sono scatenati sul retro a 70.000 miglia all'ora. Il motore generò una spinta debole, pari al peso di un paio di fogli di carta sul palmo della mano, ma sparò per 16.000 ore. Deep Space 1 alla fine ha guadagnato 7, 900 miglia orarie di velocità extra, il che gli ha permesso di seguire un percorso in loop di scoperta oltre l'asteroide Braille e Comet Borrelly. La NASA è al lavoro su un motore ionico di nuova generazione più potente.
Questa primavera la Planetary Society, finanziata privatamente, testerà un sistema di propulsione ancora più delicato, una vela solare. La navicella Cosmos 1 esploderà a bordo di un razzo chimico russo. Una volta in orbita, dispiegherà otto lame ultrasottili che si apriranno per formare un ventilatore largo 100 piedi. Le pale cattureranno la pressione della luce del sole, fornendo 1/1000 g di spinta. La forza è minuscola, ma le vele solari non usano carburante. Di conseguenza, continuano a raccogliere velocità senza risorse aggiuntive, salendo costantemente l'enorme pendenza della gravità del sole.
Il regista della Planetary Society Louis Friedman crede che la vela solare sia l'unico modo pratico per eseguire la grande fuga, scavando interamente dal pozzo gravitazionale del sole per le avventure interstellari. Il Cosmos 1 sarà un affare più modesto, un semplice volo di prova senza una destinazione specifica. Eppure, Friedman è estasiato: "Ci sentiamo come i fratelli Wright durante i loro primi 12 secondi in aria, anche loro non sono andati da nessuna parte in particolare. " E come il biplano di Orville e Wilbur, la vela interplanetaria di domani le navi non produrranno accelerazioni di accelerazione, quindi non è necessaria alcuna cintura di sicurezza.


Il sito Web della NASA "Basics of Space Flight " contiene un tutorial su come e perché entrare nello spazio: www.jpl.nasa.gov/basics.
Ulteriori informazioni su specifici sistemi di propulsione spaziale nel sito Deep Space 1 (nmp.jpl.nasa.gov/ds1) e nel sito del progetto di vela solare della Planetary Society (www.planetary.org/solarsail).


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