JesCid (jescid) wrote,
JesCid
jescid

Categories:

Броуновское движение спейскрафтов в космосе.

История с Розеттой (1, 2 части) показывает нам вот ещё что: учёные НАСА не умеет и не понимает стыковку.
Или, хорошо, не НАСА, а те, кто представили миру столь чудесную успешную космическую миссию.
Что, в общем-то, неудивительно, т.к. независимой проверки этого умения и понимания у НАСА никто не проводил, теормех и даже первый том Сивухина («Механика») оне нам не сдавали.
Да и не сдали бы.
Последнее, конечно, не относится к американским физикам en masse — их и не спрашивали, они и молчат в тряпочку (иначе вышвырнут с tenure=постоянной должности), а штампованные американские телепупсы, как Neil DeGrasse Tyson (world-renowned astrophysicist™, ггг) или Bill Nye (Science guy™), нам неинтересны: их спектакли не имеют чего-либо общего с научно-популярным просветительством. Это ж неадекваты.
Зацените:
Neil deGrasse Tyson answers fan questions about Antares, Rosetta, Philae, SpaceShipTwo, the Space Shuttle and more with the help of Bill Nye…
=
Нил де Грассе Тайсон отвечает на вопросы фанатов об Antares, Rosetta, Philae, SpaceShipTwo, Space Shuttle и многом другом с помощью Билла Найя…
Они и не скрывают, что у них там фанаты. Т.е. верующие поклонники, по определению без избытка смекалки или критического подхода.

Как происходит стыковка на орбите? Подлетающий аппарат сначала должен выйти на ту же орбиту, где скорости почти равны. Потом начинается плавная корректировка взаимного расположения плоскостей стыковочных модулей так, чтобы они в итоге совпали.
Если не плавно, то всё разлетится вдребезги или аппараты разлетятся в разные стороны.

А теперь представьте, что до стыковки, один аппарат подлетает к другому и описывает вокруг него триангулярную орбиту.
Три раза. Да там же потом вообще броуновское движение.
Не то, чтобы попасть в поле тяжести — вообще говоря, нас интересуют сближение и взаимные скорости, —
а чтобы пристроиться сзади попасть в нужную диспозицию для стыковки или для гравитационного захвата целью — в данной задаче это пока неважно.
Зааачем это броуновское движение?

Потому что не знает силу тяжести цели? Так она и не нужна пока что.
Нужно попасть просто достаточно рядом с целью, аккуратно, выйдя на одну и ту же орбиту с ней, в данном случае вокруг Солнца.
Дальше произойдёт захват и всё будет хорошо.
Мы не считаем пока что, какие нам нужны скорости или направления для того, мы оцениваем, какая траектория будет оптимальна.

Вы бессмертны, едете на мотоцикле и стараетесь зацепиться за едущую машину.
Заметив машину, допустим на одной дороге (орбите вокруг Москвы) с вами и начав манёвр, вы сразу двинетесь на машину или сначала постараетесь выйти на параллельные полосы и равные скорости?
Вот вы промазали, улетели мимо, вам надо сбавить назад и выравнять скорости — вы всё равно сразу двинетесь обратно на машину, рассчитывая зацепиться за неё с другой стороны?
Или, всё же, плавно попытаетесь оказаться с ней в диспозиции так, чтобы ваши скорости были хотя бы направлены в одну сторону?

Нужно ли будет вам при том пересекать траекторию движения? или (представим картину в 3D) перпендикулярную направлению движения плоскость? безопасно ли это? облегчает стыковку?
— если вы всякий раз маневрируете именно так, не пытаясь выровнять направление скоростей и движения, пересекая траекторию движения машины, то да, это может выглядеть как треугольник, зигзаги или ещё какое-то броуновское движение в окрестности цели, и это с какой-то чудестной вероятностью чудесным образом сохранит вам жизнь и позволит выполнить этот чудесный номер.
И топливо чудесным образом тоже как-то там особо не потратится. Пускай.

Но если вы хотите всё же гарантировано безопасно, успешно и оптимально провести подобный трюк, то вы, обладая мозгом, всякий раз сначала будете выравнивать своё направление движения так, чтобы оно было параллельно машине.
Вам и в голову, скорее всего, не придёт несколько раз пересекать траекторию её движения впереди неё, несколько раз кардинально менять направление движения, даже если вы с машиной это всё делаете в воздухе и у вас больше свободы уйти от столкновения.

Как тогда будет выглядеть ваша траектория в системе координат с центром в машине?
Ровно так же, как выглядит траектория рыбы на крючке, когда её тащит к себе рыбак в лодке, сокращая расстояние между собой и ею до нуля.

Если рыба ну оооочень не хочет встречи, и достаточно мощная, то её траекторию будет волной.
Если же рыба ещё и мощнее рыбака с лодкой, беспорядочно дёргается, тащит лодку за собой, обгоняет её, пересекает направление её движения — то, опять же, да, могут быть треугольники, зигзаги, броуновское движение, — и кто победит вообще неясно.

Но в обычной жизни — это дуга или прямая.
Прямая — если рыба уже дохлая и плывёт сразу к вам: направления скоростей точно совпадают.
Дуга, дуги — некая кривая линия, неумолимо сокращающаяся, без резких колебаний, ни разу вас не огибающая — это если направления скоростей и их абсолютные величины меняются (см. функции, вектора, 10ый класс).

Так что у нас тогда с НАСА, кометой и Розеттой?
Получается, что то ли комета, то ли Розетта оооочень сильно не хотели встречи.
Но.
Дале есть варианты:


  1. Мощными интеллектуальными усилиями НАСА и Европейского ЦУПа их заставили. С запаздыванием связи между брачующимися милыми и ЦУПом в десятки минут, т.е. когда за это время они могут улететь друг от друга на тыщи километров. Потому надо было возвращать, а топливо и батарейки не проблема же.

  2. Воля мощного искуссвенного интеллекта Розетты победила сопротивляющуюся комету с запаздыванием связи по локации с ней в какие-то жалкие секунды при начале сближения (десятки километров промаха каждый раз). Сближение можно было бы произвести так же плавно, как и при стыковках на орбите Земли в автоматическом режиме, хотя и при ничтожном запаздывании сигнала связи. Но зачем. Запаздывание сигнала локации повышает вероятность промаха, увеличивает число перерасчётов и корректировок движения только в начале сближения (это всё неважно: топливо и батарейки не проблема же), но при сближении достаточно близко промах тоже неважен: топливо и батарейки не проблема.

  3. Воля глубокого чувства кометы к Розетте гравитации кометы или инопланетного разума на ней победили отвращение упрямое сопротивление Розетты. А топливо и батарейки Розетты не проблема для сильного чувства.


Аминь.
Tags: cosmos, science
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 8 comments