Ας βάλουμε ιστιοφόρο στον Τιτάνα

Pin
Send
Share
Send

Τα μεγάλα φεγγάρια που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους γίγαντες φυσικού αερίου στο ηλιακό μας σύστημα έχουν όλο και μεγαλύτερη προσοχή τα τελευταία χρόνια. Υπάρχει ενδιαφέρον για την περαιτέρω εξερεύνηση του Τιτάνα, αλλά αυτό είναι δύσκολο από την τροχιά γιατί είναι δύσκολο να δεις μέσα από την παχιά ατμόσφαιρα. Το Flying on Titan έχει συζητηθεί στον Ιστό (μερικές φορές με ευκρίνεια), και αυτό ήταν ακόμη ένα από τα θέματα που αντιμετώπισε το εξαιρετικά δημοφιλές κόμικ, το XKCD.

Ωστόσο, παραμένει το πρόβλημα της τροφοδοσίας της πρόωσης. Οι απαιτήσεις ισχύος για πτήση είναι αρκετά ελάχιστες στον Τιτάνα, έτσι ώστε τα φτερά ηλιακής ενέργειας να λειτουργούν. Αλλά ο Τιτάνας παρουσιάζει επίσης μια εναλλακτική λύση: ιστιοπλοΐα.

Με όλες αυτές τις λίμνες και τα ποτάμια, η εξερεύνηση του Τιτάνα με ένα επιφανειακό πλοίο μπορεί να είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να δείτε μεγάλο μέρος του φεγγαριού. Ωστόσο, το όχημα δεν θα οδηγούσε στο νερό. Οι λίμνες στον Τιτάνα αποτελούνται από υγρό μεθάνιο. Η πρόκληση λοιπόν είναι να κάνουμε το δοχείο να επιπλέει: το υγρό μεθάνιο είναι μόνο 45% πυκνό όσο το υγρό νερό. Αυτό σημαίνει ότι χρειαζόμαστε πολλή μετατόπιση. Ένα βαθύ, κοίλο κύτος θα μπορούσε να το κάνει, ωστόσο, και αποδεικνύεται ότι το υγρό μεθάνιο έχει ένα πλεονέκτημα που βοηθά στην αντιστάθμιση της χαμηλής πυκνότητας: είναι πολύ λιγότερο ιξώδες από το νερό.

Ο αριθμός Reynolds είναι ανάλογος με την αναλογία πυκνότητας προς ιξώδες και αποδεικνύεται ότι η τριβή σε μια γάστρα είναι αντιστρόφως ανάλογη με την Re. Ενώ οι θάλασσες και οι λίμνες του Τιτάνα έχουν μόνο το 45% της πυκνότητας του νερού, έχουν επίσης μόνο το 8% του ιξώδους. Αυτό σημαίνει ότι το ιστιοφόρο του Τιτάνα θα βιώσει μόνο το 26% περίπου της τριβής ως ισοδύναμο της Γης. [Οι σχεδιαστές σκαφών ανακάλυψαν ότι η αντίσταση τριβής είναι περίπου ίση με 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. Αυτό μας αφήνει χώρο για να κάνουμε τη γάστρα βαθύτερη (σημαντική για την αντιστάθμιση της πυκνότητας όπως παραπάνω) και μακρύτερη (αν θέλουμε μια μεγαλύτερη γραμμή νερού, η οποία θα κάνει τα κύματα τόξου μεγαλύτερα και θα βελτιώσουν τη μέγιστη ταχύτητα).

Το ίδιο το πανί θα είχε λιγότερο αέρα, κατά μέσο όρο, στον Τιτάνα από τη Γη. Οι μέσες ταχύτητες ανέμου στον Τιτάνα φαίνεται να είναι περίπου 3 μέτρα / δευτερόλεπτο, σύμφωνα με τον Cassini, αν και μπορεί να είναι υψηλότερες στις λίμνες. Η μέση ταχύτητα ανέμου πάνω από τους Γήινους ωκεανούς είναι πιο κοντά στα 6,6 μέτρα / δευτερόλεπτο. Όμως, η ατμόσφαιρα του Τιτάνα είναι επίσης περίπου 4 φορές πυκνότερη από τη Γη και η ανύψωση και η οπισθέλκηση είναι ανάλογη με την πυκνότητα υγρού. Συνολικά, αυτό σημαίνει ότι η συνολική δύναμη ρευστού στο πανί θα είναι περίπου το 83% αυτού που θα έχετε στη Γη, ενώ όλα τα υπόλοιπα είναι ίσα, τα οποία θα μπορούσαν να είναι επαρκή. Θα υπήρχε ένα πλεονέκτημα για την απόδοση και το μέγεθος του πανιού, και έτσι ίσως χρειαστεί να επωφεληθούμε από το κύτος χαμηλής τριβής για να εξετάσουμε σχήματα με μεγαλύτερη σταθερότητα που μπορούν να φιλοξενήσουν ένα μεγαλύτερο, ψηλότερο (και πιθανώς υψηλό λόγο διαστάσεων) ιστίο.

Φυσικά, αυτό είναι αρκετά κερδοσκοπικό, αλλά παρέχει μια διασκεδαστική άσκηση και ίσως δίνει έμπνευση καθώς φαντάζουμε ρομποτικά πλοία με ψηλά ιστιοφόρα να ταξιδεύουν σιωπηλά στις λίμνες του Τιτάνα.

Μια ιδέα για ένα σκάφος στον Τιτάνα έχει ήδη προταθεί: ο Titan Mare Explorer (TiME) θα έστελνε έναν πλωτό σημαντήρα υψηλής τεχνολογίας για να προσγειωθεί σε μια θάλασσα μεθανίου σε αυτό το φεγγάρι του Κρόνου για να μελετήσει τη σύνθεση και την αλληλεπίδρασή του με την ατμόσφαιρα. Αλλά αυτή η ιδέα της αποστολής της κατηγορίας Discovery ευνοήθηκε για την αποστολή του InSight lander στον Άρη.

Αλλά με όλες τις πρόσφατες ανακαλύψεις στον Τιτάνα από το διαστημικό σκάφος Cassini - πράγματα όπως λίμνες, θάλασσες, ποτάμια και μοτίβα καιρού και κλίματος που δημιουργούν τόσο ομίχλη όσο και βροχή - μια αποστολή όπως αυτή θα εξεταστεί περισσότερο στο μέλλον.

Pin
Send
Share
Send