Il nuovo record di caduta libera

[acgunner]

lascia perdere background....evidentemente ancora nn ci si è accesa la lampadina....siamo un pò stupidi che vuoi farci....

[zakmck]

mik.300 ha scritto:
se l'astronauta si lancia da fermo da 100/200 km,
non è che si disintegra,
giusto ?

Per capire queste dinamiche e' necessario fare i conti altrimenti non si puo' dire nulla. Proviamoci.

Allora, cominciamo con il dire che, per i nostri calcoli, possiamo considerare l'accelerazione di gravita' costante almeno fino ai 300 km di altitudine. Oltre, progressivamente questa diminuisce per effetto della maggiore distanza dalla terra. Ad es. a 1000 km vale 7,33 m/s².

Poniamo poi a 200 km di altitudine il punto dell'atmosfera in cui la densita' dell'aria comincia ad esercitare un attrito significativo e a 100 km il punto in cui comincia a farsi preponderante il surriscaldamento per attrito (a 80 km e' posta la quota di breakup per navi e satelliti). Infine poniamo a circa 300 km la quota della ISS.

Ora, supponendo, secondo l'ipotesi di mik, che la velocita' orbitale sia nulla (=0), avremmo che un ipotetico astronauta lanciatosi dalla ISS comincerebbe a cadere verso terra sotto l'effetto di g e dovrebbe percorrere circa 100 km in totale assenza di attrito, poi altri 100 km con un attrito in progressivo aumento e infine gli ultimi 100 km in atmosfera. Quindi, secondo la legge del moto uniformemente accelerato, dopo i primi 100 km, che percorrerebbe in circa 140 secondi, raggiungerebbe la ragguardevole velocita' di circa 5'000 km/h. Dopo altri 60 secondi avrebbe gia' percorso anche i successivi 100km portandosi quindi a circa 7000 km/h.
Tutto sommato non si tratta di velocita' verticali spaventose e quindi credo che non ci sarebbero problemi di surriscaldamento eccessivi (anche se bisognerebbe ragionare in termini di W/cm² ma non e' per nulla semplice calcolarlo. In termini quantitativi si pensi solo che a velocita' minori corrispondono valori di calore molto minori). Inoltre si tenga in considerazione che la densita' dell'aria si dimezza ogni 5 km di quota, e quindi a 100 km vale circa un milionesimo di quella in superficie. Forse si potrebbe anche pensare di utilizzare una qualche forma di paracadute , ma bisognerebbe ragionarci sopra un po' meglio in quanto non dobbiamo dimenticare che il corpo umano puo' sopportare solo certe decelerazioni negative.

Perche' allora non viene usato questo sistema per il rientro?

Semplice, nel calcolo abbiamo trascurato la velocita' orbitale, ma nella realta' questa esiste e non si puo' parlare di rallentamento di tale velocita'. Infatti, le navi in orbita in realta' rimango li proprio perche' si muovono ad una determinata velocita' che consente di contrastare g. Tale velocita' dipende dal valore di g e, per valori di g prossimi a 9,8 m/s², e' all'incirca pari a 7,7 km/s (cioe' circa 27'000 km/h). Diminuire tale velocita' implica precipitare. Gettandosi quindi dalla ISS non si riuscirebbe a cadere a meno di non riuscire a rallentare la propria velocita' orbitale o in alternativa avere dei razzi che ti spingono verso il basso (anche se sarebbe meglio usarli per rallentare).

ma qui è diverso..
la mia manovra è che lo shouttle si porta/rallenta
a velocità geo-stazionaria a 100 km/150km ,
-> si muove alla velocità della rotazione terrestre,
lo shouttle è come se fosse fermo..
prima che va in stallo e che precipiti,
perchè a 1600 km/h
(la velocità di rotazione della terra..)
la navicella non è in equilibrio con la gravità terrestre,

A parte il fatto che bisognerebbe capire come una nave in avaria possa manovrare in questo modo, ma in ogni caso cio' non e' proprio possibile. A quella quota la densita' dell'aria e' troppo bassa e quindi non c'e' la sufficiente portanza. Per vincere la gravita' hai ancora bisogno di forza centrifuga sufficiente e, dato che g e' praticamente costante nei primi 300 km di atmosfera, a 1600 km/h non hai questa possibilita' (esiste solo una quota dove a questa velocita' si riesce a contrastare g e quella quota e' appunto l'orbita geostazionaria a 35786 km di altitudine e non esistono altre orbite geostazionarie ad altre quote).
Quindi se rallenti precipiti e piu' rallenti piu' precipiti. Inoltre per diminuire cosi significativamente la velocita' ci sarebbe bisogno di una forte spinta, esercitabile solo con potenti razzi e sufficiente propellente, cosa che le attuali navi e satelliti non hanno in dotazione. Irrealizzabile infine un sistema di razzi portatile per un astronauta in quanto sarebbe un'altra astronave.

perchè è così difficile da capire..?
la manovra è un pò creativa, ok,
ma..

La cosa e' sicuramente affascinante, ma, purtroppo, di difficile applicazione.

[mik.300]

zakmck ha scritto:

mik.300 ha scritto:
se l'astronauta si lancia da fermo da 100/200 km,
non è che si disintegra,
giusto ?

Per capire queste dinamiche e' necessario fare i conti altrimenti non si puo' dire nulla. Proviamoci.

Allora, cominciamo con il dire che, per i nostri calcoli, possiamo considerare l'accelerazione di gravita' costante almeno fino ai 300 km di altitudine. Oltre, progressivamente questa diminuisce per effetto della maggiore distanza dalla terra. Ad es. a 1000 km vale 7,33 m/s².

Poniamo poi a 200 km di altitudine il punto dell'atmosfera in cui la densita' dell'aria comincia ad esercitare un attrito significativo e a 100 km il punto in cui comincia a farsi preponderante il surriscaldamento per attrito (a 80 km e' posta la quota di breakup per navi e satelliti). Infine poniamo a circa 300 km la quota della ISS.

Ora, supponendo, secondo l'ipotesi di mik, che la velocita' orbitale sia nulla (=0), avremmo che un ipotetico astronauta lanciatosi dalla ISS comincerebbe a cadere verso terra sotto l'effetto di g e dovrebbe percorrere circa 100 km in totale assenza di attrito, poi altri 100 km con un attrito in progressivo aumento e infine gli ultimi 100 km in atmosfera. Quindi, secondo la legge del moto uniformemente accelerato, dopo i primi 100 km, che percorrerebbe in circa 140 secondi, raggiungerebbe la ragguardevole velocita' di circa 5'000 km/h. Dopo altri 60 secondi avrebbe gia' percorso anche i successivi 100km portandosi quindi a circa 7000 km/h.
Tutto sommato non si tratta di velocita' verticali spaventose e quindi credo che non ci sarebbero problemi di surriscaldamento eccessivi (anche se bisognerebbe ragionare in termini di W/cm² ma non e' per nulla semplice calcolarlo. In termini quantitativi si pensi solo che a velocita' minori corrispondono valori di calore molto minori). Inoltre si tenga in considerazione che la densita' dell'aria si dimezza ogni 5 km di quota, e quindi a 100 km vale circa un milionesimo di quella in superficie. Forse si potrebbe anche pensare di utilizzare una qualche forma di paracadute , ma bisognerebbe ragionarci sopra un po' meglio in quanto non dobbiamo dimenticare che il corpo umano puo' sopportare solo certe decelerazioni negative.

Perche' allora non viene usato questo sistema per il rientro?

Semplice, nel calcolo abbiamo trascurato la velocita' orbitale, ma nella realta' questa esiste e non si puo' parlare di rallentamento di tale velocita'. Infatti, le navi in orbita in realta' rimango li proprio perche' si muovono ad una determinata velocita' che consente di contrastare g. Tale velocita' dipende dal valore di g e, per valori di g prossimi a 9,8 m/s², e' all'incirca pari a 7,7 km/s (cioe' circa 27'000 km/h). Diminuire tale velocita' implica precipitare. Gettandosi quindi dalla ISS non si riuscirebbe a cadere a meno di non riuscire a rallentare la propria velocita' orbitale o in alternativa avere dei razzi che ti spingono verso il basso (anche se sarebbe meglio usarli per rallentare).

ma qui è diverso..
la mia manovra è che lo shouttle si porta/rallenta
a velocità geo-stazionaria a 100 km/150km ,
-> si muove alla velocità della rotazione terrestre,
lo shouttle è come se fosse fermo..
prima che va in stallo e che precipiti,
perchè a 1600 km/h
(la velocità di rotazione della terra..)
la navicella non è in equilibrio con la gravità terrestre,

A parte il fatto che bisognerebbe capire come una nave in avaria possa manovrare in questo modo, ma in ogni caso cio' non e' proprio possibile. A quella quota la densita' dell'aria e' troppo bassa e quindi non c'e' la sufficiente portanza. Per vincere la gravita' hai ancora bisogno di forza centrifuga sufficiente e, dato che g e' praticamente costante nei primi 300 km di atmosfera, a 1600 km/h non hai questa possibilita' (esiste solo una quota dove a questa velocita' si riesce a contrastare g e quella quota e' appunto l'orbita geostazionaria a 35786 km di altitudine e non esistono altre orbite geostazionarie ad altre quote).
Quindi se rallenti precipiti e piu' rallenti piu' precipiti. Inoltre per diminuire cosi significativamente la velocita' ci sarebbe bisogno di una forte spinta, esercitabile solo con potenti razzi e sufficiente propellente, cosa che le attuali navi e satelliti non hanno in dotazione. Irrealizzabile infine un sistema di razzi portatile per un astronauta in quanto sarebbe un'altra astronave.

perchè è così difficile da capire..?
la manovra è un pò creativa, ok,
ma..

La cosa e' sicuramente affascinante, ma, purtroppo, di difficile applicazione.

finalmente una risposta ragionata..
grazie..
l`avaria che intendo io
non e` certo ai motori,
ma al distacco di qualche mattonella
anti-attrito, falla non riparabile,
che poi rendono impossibile il rientro..
(vi ricordate lo shouttle che ha preso fuoco ?)

dato che come abbiamo detto
lo shouttle a 100/200km
non sta su a 1600 km/h di velocita`,
e, come dici tu, giustamente,
c vorrebbero razzi e carburante appropriati,
potrebbe essere che si lascia precipitare
per forza di gravita` lo shouttle
e ad una certa quota gli astronauti
"abbandonano la nave",
(anche a 50 km, a livello baumgartner,
perche no?)
(avendo poco tempo per farlo,
ovviamente..)
la differenza tra lo shouttle e gli astronauti
e` che il primo si schianta a terra o in mare
i secondi azionano il paracadute..

probabilmente e` a quello che pensano
i tecnici della nasa..

grazie del contributo..

per rallentare la velocita` di caduta degli astronauti,
una bombola d`aria compressa a spalla,
azione e reazione,
sarebbe efficace dal punto di vista tecnico ?
ma si potrebbe pensare anche ad appendici
aerodinamiche frenanti,
paracaduti differenti da utilizzare
a diversi stadi di densita` dell`aria,
ecc.
volendo le soluzioni si trovano..

Ultima modifica di mik.300 il 18/10/2012, 12:32, modificato 1 volta in totale.

[zakmck]

Alan Eustace, 57 anni, vice presidente senior di Google, con 41.420 metri (135,000 feet), ha battuto il record del mitico Baumgartner: