Połóżmy żaglówkę na Tytanie

Pin
Send
Share
Send

Wielkie księżyce krążące wokół gazowych gigantów w naszym Układzie Słonecznym zyskują w ostatnich latach coraz większą uwagę. Istnieje zainteresowanie dalszą eksploracją Tytana, ale jest to trudne z orbity, ponieważ trudno jest przejrzeć gęstą atmosferę. Latanie na Tytanie było omawiane w Internecie (czasem płynnie), i był to nawet jeden z tematów poruszanych przez niezwykle popularny komiks, XKCD.

Pozostaje jednak problem napędzania napędu. Wymagania dotyczące mocy do lotu są dość niskie na Titanie, więc skrzydła słoneczne mogą działać. Ale Titan przedstawia również alternatywę: żeglowanie.

Przy tych wszystkich jeziorach i rzekach odkrywanie Tytana statkiem powierzchniowym może być świetnym sposobem na zobaczenie dużej części księżyca. Jednak pojazd nie pływałby po wodzie. Jeziora na Tytanie składają się z ciekłego metanu. Wyzwanie polega zatem na podniesieniu pływalności statku: ciekły metan ma tylko 45% gęstości tak samo, jak ciekła woda. Oznacza to, że potrzebowalibyśmy dużo przemieszczenia. Głęboki, pusty w środku kadłub mógłby to jednak zrobić i okazuje się, że ciekły metan ma tę zaletę, która pomaga zrekompensować niską gęstość: jest znacznie mniej lepki niż woda.

Liczba Reynoldsa jest proporcjonalna do stosunku gęstości do lepkości i okazuje się, że opór tarcia na kadłubie jest odwrotnie proporcjonalny do Re. Chociaż morza i jeziora Tytana mają tylko 45% gęstości wody, mają również tylko 8% lepkości. Oznacza to, że żaglowiec Titan doświadczyłby jedynie około 26% oporu tarcia jako jego ziemskiego odpowiednika. [Projektanci jachtów stwierdzili, że opór tarcia wynosi około 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. To pozostawia nam miejsce na głębsze kadłub (ważne, aby skompensować gęstość jak wyżej) i dłuższe (jeśli chcemy dłuższej linii wodnej, która wydłuży fale dziobowe i poprawi maksymalną prędkość).

Sam żagiel miałby średnio mniej wiatru na Tytanie niż na Ziemi. Średnie prędkości wiatru na Tytanie wydają się wynosić około 3 metry / s, według Cassiniego, chociaż mogą być wyższe nad jeziorami. Średnia prędkość wiatru nad oceanami ziemskimi jest bliższa 6,6 metra / s. Ale atmosfera Tytana jest około 4x gęstsza niż na Ziemi, a zarówno wzrost, jak i opór są proporcjonalne do gęstości płynu. Ogólnie rzecz biorąc, oznacza to, że całkowita siła płynna na żaglu będzie wynosić około 83% tego, co dostaniesz na Ziemi, przy czym wszystkie pozostałe będą równe, co może być wystarczające. Byłaby dodatkowa korzyść w zakresie wydajności i wielkości żagla, więc być może będziemy musieli skorzystać z kadłuba o niskim tarciu, aby zbadać kształty o większej stabilności, które mogą pomieścić większy, wyższy (i prawdopodobnie wysoki współczynnik kształtu) żagiel.

Wszystko to jest oczywiście dość spekulacyjne, ale zapewnia zabawne ćwiczenia i być może dostarcza inspiracji, gdy wyobrażamy sobie statki robotyczne o wysokich żaglach cicho krążące po jeziorach Tytana.

Zaproponowano już jedną koncepcję łodzi na Tytanie: Odkrywca Titan Mare (TiME) wysłałby pływającą boję o wysokiej technologii do lądowania w morzu metanu na tym księżycu Saturna w celu zbadania jej składu i interakcji z atmosferą. Ale ta koncepcja misji klasy Odkrycie została odrzucona na korzyść wysłania lądownika InSight na Marsa.

Ale przy wszystkich najnowszych odkryciach statku Titan przez statek kosmiczny Cassini - takich jak jeziora, morza, rzeki oraz wzorce pogodowe i klimatyczne, które powodują zarówno mgłę, jak i deszcz - misja taka będzie przedmiotem większej uwagi w przyszłości.

Pin
Send
Share
Send