Нека сложим платноходка на Титан

Pin
Send
Share
Send

Големите луни, обикалящи около газовите гиганти в нашата Слънчева система, получават все по-голямо внимание през последните години. Има интерес да проучите Титан допълнително, но това е сложно от орбита, защото да видите през дебелата атмосфера е трудно. Полетът на Титан е обсъждан в мрежата (понякога ужасно) и това беше дори една от темите, третирани от изключително популярния комикс, XKCD.

Остава обаче проблемът с захранването на задвижването. Изискванията за мощност за полет са съвсем минимални за Titan, така че слънчевите крила може да работят. Но Титан представя и алтернатива: плаване.

С всички тези езера и реки, изследването на Титан с повърхностен кораб може да е чудесен начин да видите голяма част от Луната. Автомобилът обаче не би плавал по вода. Езерата на Титан са съставени от течен метан. Затова предизвикателството е да направи плавателния съд плавен: течният метан е само 45% по-плътен като течната вода. Това означава, че ще ни трябва много разместване. Дълбокият кухи корпус обаче може да направи това и се оказва, че течният метан има предимство, което помага да се компенсира ниската плътност: той е много по-малко вискозен от водата.

Броят на Рейнолдс е пропорционален на съотношението плътност към вискозитет и се оказва, че влаченето на триенето върху корпуса е обратно пропорционално на Re. Докато моретата и езерата на Титан имат само 45% плътност на водата, те също имат само 8% от вискозитета. Това означава, че ветроходният кораб „Титан“ би изпитал само около 26% от влака на триенето като своя еквивалент на Земята. [Дизайнерите на яхти са установили, че съпротивлението на триенето е приблизително равно на 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. Това ни оставя място да направим корпуса по-дълбок (важно за компенсиране на плътността, както по-горе), и по-дълъг (ако искаме по-дълга водна линия, което ще удължи лъка вълните и ще подобри максималната скорост).

Самото платно би получило по-малко вятър на Титан, отколкото на Земята. Според Касини средната скорост на вятъра на Титан изглежда е около 3 метра / сек, въпреки че може да е по-висока над езерата. Средната скорост на вятъра над земните океани е по-близка до 6,6 метра / сек. Но атмосферата на Титан също е около 4 пъти по-плътна от земната и двете повдигане и влачене са пропорционални на плътността на течността. Всичко казано, това означава, че общата сила на течността върху платното ще бъде около 83% от това, което бихте получили на Земята, всички останали са равни, което би могло да бъде достатъчно. Ще има премия за ефективността и размера на платна и затова може да се наложи да се възползваме от корпуса с ниско триене, за да разгледаме формите с по-голяма стабилност, които могат да съхраняват по-голямо, по-високо (и вероятно високо съотношение).

Това, разбира се, е доста спекулативно, но осигурява забавно упражнение и може би осигурява вдъхновение, тъй като си представяме високоплавателни роботизирани кораби, които безшумно обикалят езерата на Титан.

Една концепция за лодка на Титан вече е предложена: изследователят на Titan Mare (TiME) би изпратил плаваща високотехнологична шамандура да кацне в метаново море на тази лунна Сатурн, за да проучи нейния състав и взаимодействието си с атмосферата. Но тази концепция на мисията от клас Discovery беше прикована в полза на изпращането на кацателя InSight на Марс.

Но с всички неотдавнашни открития на Титан от космическия кораб Касини - неща като езера, морета, реки и климатични модели, които създават мъгла и дъжд - на мисия като тази ще се обръща повече внимание в бъдеще.

Pin
Send
Share
Send