Ľudské lety do vesmíru

Dňa 15. 1. 2022 at 11:30, Tono napísal:

No analógia s mechanickým momentom hybnosti nie je až taká "uletená". Ak chceme počítať moment zotrvačnosti elektrónu podľa klasickej fyziky, ako rotujúcu guľôčku, potrebovali by sme poznať jej polomer a hustotu hmoty. Za priemer častice sa často považuje vlnová dĺžka lambda = h/p. No my vôbec nevieme, aký tvar má elektrón a aké je rozloženie jeho hustoty, takže ten klasický mechanický výpočet nie je až tak ďaleko od hodnoty z kvantovej mechaniky. 

Samozrejme ze analogia tam je, vsak spin sa odvadza kvantovanim mechanickeho momentu hybnosti. To "Spin elektronu nepochadza z mechanickej rotacie.", som myslel tak, ze nemozes zobrat elektron s nulovym spinom,  mechanicky ho roztocit a ziskat elektron so spinom 1/2.

Pokial sa pamatam, tak pri klasickom mechanickom vypocte by si na spravny vysledok potreboval nadsvetelnu rychlost rotacie...

pred 2 hodinami, smiley napísal:

Pokial sa pamatam, tak pri klasickom mechanickom vypocte by si na spravny vysledok potreboval nadsvetelnu rychlost rotacie...

To je pravda, ak by sme považovali elektrón za guľôčku. Ak ho však považujeme za súbor stojatých vĺn, potom by jeho vnútorná štruktúra predstavovala stojaté vlnenia, ako "šupky na cibule". V takom prípade je už ťažko interpretovať niečo, ako mechanický moment hybnosti, alebo zotrvačnosti. Pokiaľ viem, vnútornou štruktúrou elektrónu sa nezaoberá ani QM. Ak sa ale vrátim k ČD, tak sme na tom pri singularite podobne, ako s vnútornou štruktúrou elektrónu. Nevieme zatiaľ o tom nič. 

No vieme, ale to, že singularity kvantová fyzika nepovoľuje. Z tohto dôvodu, teda princíp neurčitosti nedovolí nekonečnú singularitu, preto ľudovo povedané Obecná relativita na takýchto škálach nie je dobre. Vo fyzike teda nekonečná predstavujú zlyhanie teórie, resp. jej limit. To , čo teda potrebujeme je kvantová gravitácia, no zatiaľ máme len málo experimentov, aby sme mohli filtrovať jednotlivé pokusy o teórie (kvantovej gravitácie).

Slučková gravitácia je podobná z istého pohľadu strunovej teórii na nejakej úrovni. Lenže my nevieme ako sa to správa a nevieme simulovať extrémne podmienky (silné gravitačné pole). 

Webb nemôže nijakým spôsobom filtrovat takéto teórie, nie je na to postavený a na to nepostavil nikto žiaden prístroj. len obyčajná fotka ČD bola prevádzaná na rôznych teleskopoch a potom zliepaná z dát a rozlíšenie je naozaj len slabučké, nie že by sme dokázali vôbec nejak merať parametre ČD (ako napr. priemer horizontu udalosti, ergosféru atď.)

pred 23 hodinami, robopol napísal:

No vieme, ale to, že singularity kvantová fyzika nepovoľuje.

Singularita v strede ČD vychádza zo Schwarzschildovho riešenia Einsteinovej rovnice. Toto riešenie je celkom logické, lebo predpokladá, že pravá strana Einsteinovej rovnice - tenzor hustoty energie a hybnosti má nulové zložky. Preto sa aj Schwarzschildovho riešenie nazýva vákuové. Inak povedané, v okolí ČD pre r > rg, sa žiadna hmota a energia nenachádza, je tam vákuum.

To je síce pravda, ale v priestore r > rg je gravitačné pole. Môžeme diskutovať, či má gravitačné pole energiu a teda aj ekvivalentnú hmotu. Ak áno, potom ale nemôže byť pravá strana Einsteinovej rovnice nulová a nemôže platiť Schwarzschildovha metrika. Hustota energie a hybnosti má v statickom stave (zložky tenzora hustoty energie a hybnosti nezávisia od času t, hybnosti sú nulové), zložku reprezentujúcu hustotu energie kludovej hmoty a tlaku. Ak je hustota kludovej hmoty nulová, tak tlak apriórne nemusí byť nulový. Podobne, ako tlak fotónov, ktoré nemajú kludovú hmotnosť. Musíme teda riešiť Einsteinovu rovnicu s nenulovou pravou stranou. Jedno s takýchto riešení dáva "paradoxný" výsledok. Že ČD je viac menej dutá! Singularita nie je ani na horizonte, ani v jej strede. Maximum hustoty je r_max = rg/2. Potom všetky úvahy o nekonečnej hustote v strede ČD strácajú zmysel. 

Ale to sme už mimo tému  Ľudské lety do vesmíru.         

Takze naspat k ludskym letom do vesmiru. Program Artemis je vyznmany milnik ludskych letov do vesmiru. Clovek sa konecne vracia na Mesiac a teraz to uz konecne nie je vojensky projekt, ale civilna vedecka misia. Lety na Mesiac zaroven znamenaju pripravu na zvladnutie buducich letov ludi na Mars.

Konecne sa podarilo uspesne odstartovat Artemis 1,  predskokana letu s ludskou posadkou, ktoreho modul teraz kruzi okolo Mesiaca. Okrem vyskusania bez riskovania ludskych zivotov je dolezitym cielom aj preskumanie celkovej radiacnej zataze. V ludskej posadke ma byt aj zena. Zenske telo je na radiaciu citlivejsie ako muzske, preto treba podrobne preskumat mozne dopady.

O Artemis 1 pekne napisal  napriklad Vladimír Wagner : Dvě dámy Helga a Zohar letí k Měsíci .Ale samozrejme, je o tom vela inych clankov, ak nejaky dobry poznate, tak ho sem pridajte.

---------------------------------

Zaujalo ma manevrovanie a trajektoria letu. Volna trajektoria v gravitacnom poli ineho telesa je kuzelosecka: elipsa, parabola alebo hyperbola. Pri manevroch letu na Mesiac sa realizuje iba elipsa, parabola a hyperbola je pri odlietavani do nekonecnej vzdialenosti. Pripadne ak to odlietava do nekonecna tak parabola alebo hyperbola, co ale nie je pripad cesty na Mesiac.

Modul bol vyneseny raketami na obeznu drahu Zeme (1,2,3,4). Po skontrolvani solarnych panelov (5)  sa spustil zazeh (6) , ktory nasmeroval modul  na Mesiac. Az na male korekcie drahy (8) uz modul dalej letel az k Mesiacu volnym padom. Ked sa dostala najblizsie k Mesiacu spustil sa brzdiaci zazeh (9), aby sonda ostala obiehat Mesiac. Myslim, ze az by sa nespustil, tak draha bola prepocitana tak, aby ho to vratilo naspat k Zemi, ako to bolo pri programe Apollo.  Dalsi manever zrychlil  modul (10), aby obehova draha Mesiaca (DRO)  bola zhruba kruhova (11).

Myslim, ze modul je teraz este stale na orbite Mesiaca (DRO)

Pri navrate modul zase zabrzdi (12) a zostupi s orbity, a v najblisom bode mesiaca zase zrychli (13), cim sa dostane na navratovu drahu k Zemi. Cestou uz len drobne korecne zazehy (14) a potom pristanie na Zemi.

Pokial sa treba od telesa vzdialit, vzhladom na palivo je najefektivnejsie zapnut monoty v perigeu (bod elipsy s najblizsou vzdialenostou k telesu). Rozmyslam, ci sa da nejako jednoducho ukazat, preco to tak je. Tiez mi nie je jasne, preco raketa prilietajuca k Mesiacu najpr brzdi a potom pridava a pri odlete zase naopak, najprv prizdi a potom zrychluje. Ci sa tymto usetri viacej paliva, alebo ide skor o potrebu priblizit sa k Mesiacu na urcitu vzdialenost.

Chcete si sami vyskusat, co treba spravit, aby ste sa priblizili k Mesiacu, dostali sa na jeho obeznu drahu, a potom sa vratili spat na Zem? Doporucujem appku Spaceflight Simulator, kde si to mozte vyskusat od navrhnutia rakety az po jej manevrovanie, tak aby sa dostali k Mesiacu a zase spat.

pred 5 hodinami, smiley napísal:

Pokial sa treba od telesa vzdialit, vzhladom na palivo je najefektivnejsie zapnut monoty v perigeu (bod elipsy s najblizsou vzdialenostou k telesu). Rozmyslam, ci sa da nejako jednoducho ukazat, preco to tak je. 

Ak sa chceš odpútať z obežnej dráhy telesa, potrebuješ na to dodať rovnakú energiu, bez ohľadu na polohu, kde naštartuješ motory rakety. Podstatné ale je, v akom bode trajektórie opustí raketa obežnú dráhu. Zo zákona zachovania momentu hybnosti má raketa najväčšiu rýchlosť v perigeu. Ak opustí dráhu tam, bude sa ďalej pohybovať s najvyššou rýchlosťou. Otázka je, či smer rýchlosti zodpovedá aj požiadavke. Takže je to potrebné aj správne načasovať.

ano, aj mne sa to zda divne tvrdenie.  Najdolezitejsie aby si nebrzdil, preco by to malo byt prave perigeum ?

Otazka potom je, preco sa prakticky vsetky kozmicke manevre (okrem dorovnania na kruhovu orbitu) robia prave v perigeu?

Keby to bolo jedno,  kde sa to spravi, ako tvrdi Tono, tak by som ocakaval, ze motor bude zapnuty celu cestu na Mesiac (alebo Mars), aby mohol mat co najmensi vykon.

Zakon zachovnia energie plati pre celu sustavu, otazka je, ci si raketa nemoze cast energie nejak "ukradnut". Napriklad, ak sa prida dalsie teleso, tak je uz mozne zrealizovat gravitacny prak - napriek tomu, ze sa tam energia zachovava.

A robia sa ?  Ale hladam dovod a z clanku ho bud nechapem alebo nevidim.
Motor sa dnes ale tazko reguluje na najmensi vykon,  dnesne motory su skutocne stavane na par impulzov, nie na staly vykon.  Motory na staly vykon su stale len snom.

A gravitacny prak ?  Asi to nebude spravny pojem ale kedze mesiac obieha zem, ktora rotuje tak asi niektore startovacie okna budu lepsie.

pred 12 hodinami, Tono napísal:

Ak opustí dráhu tam, bude sa ďalej pohybovať s najvyššou rýchlosťou. Otázka je, či smer rýchlosti zodpovedá aj požiadavke. Takže je to potrebné aj správne načasovať.

Len neopusti drahu, pridas mu rychlost  a ta bude zodpovedat novej drahe.  Rozmyslam ze este dovod moze byt mensia chyba, kedze ta je dv/v. 

No ja som rozmyslal nad zdovodnenim, ze modul treba naviest na trajektoriu co najviac excentrickej elipsy, a ze to sa asi zrealizuje prave pri maximalnom zazehu v perigeu. Cim dlhsie to trva, tym je trajektoria viac podobna kruhu.

A potom som to vyggoglil: zazeh v perigeu naozaj setri palivo a vola sa to Oberthov efekt .

Zdvodnenie je, ze planeta urychli aj palivo v rakete. Pripadne ze rovnaka zmena rychlosti dv pridava viacej kinetickej energie pri velkych rychlostiach, kedze zavislost je kvadraticka:

Co sa tyka zakona zachovania energie, tak energia sa samozrejme zachovava, ale celkova pre cely system.  V neuzavretom systeme rakety sa zachovavat nemusi.  Tipol by som si, ze raketa moze ziskat kineticku energiu navyse na ukor znizenej kinetickej energie vyvrhnuteho paliva.

matematika sedi, a uz mi to dava aj zmysel.

Raketa orion sa vcera priblizila k Mesiacu, aby spravila zazeh, ktory ju privedie naspa k Zemi.

https://tech.sme.sk/c/23087523/misia-artemis-lod-orion-mesiac.html

Zaujimalo by ma, ci priblizenie sa dosiahlo brzdenim na kruhovej orbite, co by znamenalo, ze najlepsie sa zrychluje na unikovu rychlost tak, ze sa najprv zabrzdi.

Alebo ci je to ucinejsie, ak sa zrychluje (aj) v smere do stredu Mesiaca.

Zabudol som napisat,  ze pred tromi dnami bola misia Artemis uspesne zavrsena, kaspula Orion uspesne pristala do mora.

https://tech.sme.sk/c/23092356/prvy-krok-programu-artemis-sa-vydaril-modul-orion-sa-vratil-na-zem.html

(pozeram, ze aj CTK zapasi s google translatorom, vid "Modul vznášajúci sa nad hladinou", ktory v skutocnosti plaval na hladine. )

Gratulujem, toto je nepoperatelne kolosalny uspech. Tisicky veci museli byt este lepsie ako bez chyby, aby to vsetko dokopy vyslo. Nie je tam ziadny priestor pre chyby ako pri inych veciach - napriklad ako v spravach IPCC.

Pre poriadok treba spomenut aj toto - aj ked to podla mna stoji na opacnej strane ako napriklad misia Artemis:

Quote

TRUTH OR CONSEQUENCES. Raketoplán SpaceShipTwo, nazývaný tiež VSS Unity, súkromnej spoločnosti Virgin Galactic vo štvrtok uskutočnil prvý komerčný suborbitálny let.

Čítajte viac: https://tech.sme.sk/c/23188560/firma-virgin-galactic-uskutocnila-prvy-sukromny-suborbitalny-let.html

Ak sa vyska 100 km sa nazve hranicou vesmiru, tak let prekonvajuci tuto vysku sa moze nazvat letom do vesmiru. (Ked si ja zadefinujem tuto vysku na jeden meter, mozem si do vesmiru vyskocit sam). Bezne komercne lety, ktorych ucelom je prepravovat "vodorovne", nie lietat "dohora" bezne dosahuju vysku 12 km, nadzvukovy Concord lietal v 21 km.

Kineticka energia pri maximalnej rychlosti letu 2,9 Mach nedosahuje ani stotinu energie potrebnej na dosiahnutie orbitalnej drahy (skutocneho vesmiru).

Ide teda skor o robenie dojmu, ked si zakaznici zaplatia $200 000 az $450 000 aby si mohli vypocut "Vitajte vo vesmíre, astronauti", nez o skutocny ludsky let do vesmiru.

(Tych 5 minut beztiazoveho stavu moze byt dobra jazda, akurat dost predrazena)