Hãy đặt một chiếc thuyền buồm trên Titan

Pin
Send
Share
Send

Các mặt trăng lớn quay quanh những người khổng lồ khí trong hệ mặt trời của chúng ta đang ngày càng được chú ý trong những năm gần đây. Có hứng thú khám phá Titan hơn nữa, nhưng điều này là khó khăn từ quỹ đạo vì nhìn xuyên qua bầu không khí dày đặc là khó khăn. Bay trên Titan đã được thảo luận trên web (đôi khi rõ ràng), và đây thậm chí còn là một trong những chủ đề được xử lý bởi truyện tranh vô cùng nổi tiếng, XKCD.

Tuy nhiên, vẫn còn vấn đề về sức mạnh đẩy. Yêu cầu năng lượng cho chuyến bay khá tối thiểu trên Titan, vì vậy cánh năng lượng mặt trời có thể hoạt động. Nhưng Titan cũng trình bày một phương án: chèo thuyền.

Với tất cả những hồ và sông, khám phá Titan bằng tàu mặt nước có thể là một cách tuyệt vời để ngắm nhìn nhiều mặt trăng. Tuy nhiên, chiếc xe sẽ đi thuyền trên mặt nước. Các hồ trên Titan bao gồm khí metan lỏng. Do đó, thách thức là làm cho tàu nổi: khí metan lỏng chỉ đậm đặc 45% như nước lỏng. Điều này có nghĩa là chúng ta sẽ cần rất nhiều sự dịch chuyển. Tuy nhiên, một thân tàu sâu, rỗng có thể làm được điều này, và hóa ra khí metan lỏng có một lợi thế giúp bù lại mật độ thấp: nó ít nhớt hơn nhiều so với nước.

Số Reynold tỷ lệ thuận với tỷ lệ mật độ và độ nhớt, và hóa ra lực ma sát trên thân tàu tỷ lệ nghịch với Re. Trong khi biển và hồ Titan Titan chỉ có 45% mật độ nước, chúng cũng chỉ có 8% độ nhớt. Điều này có nghĩa là tàu thuyền Titan sẽ chỉ trải qua khoảng 26% lực ma sát tương đương với Trái đất. [Các nhà thiết kế du thuyền đã phát hiện ra rằng lực ma sát bằng khoảng 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. Điều đó khiến chúng ta có chỗ để làm cho thân tàu sâu hơn (quan trọng là bù mật độ như trên) và dài hơn (nếu chúng ta muốn một dòng nước dài hơn, sẽ làm cho sóng cung dài hơn và cải thiện tốc độ tối đa).

Trung bình, cánh buồm sẽ nhận được ít gió hơn trên Titan so với Trái đất. Tốc độ gió trung bình trên Titan dường như khoảng 3 mét / giây, theo Cassini, mặc dù nó có thể cao hơn các hồ. Tốc độ gió trung bình trên các đại dương Trái đất gần hơn 6,6 mét / s. Nhưng, bầu khí quyển Titan cũng dày hơn gấp 4 lần so với Trái đất, và cả lực nâng và lực kéo đều tỷ lệ thuận với mật độ chất lỏng. Tất cả đã nói, điều này có nghĩa là tổng lực chất lỏng trên cánh buồm sẽ bằng khoảng 83% những gì bạn có thể nhận được trên Trái đất, tất cả những thứ khác đều bằng nhau, có thể là đủ. Sẽ có sự cao cấp về hiệu quả và kích thước của cánh buồm, và vì vậy chúng ta có thể phải tận dụng thân tàu có độ ma sát thấp để kiểm tra các hình dạng có độ ổn định cao hơn có thể chứa một cánh buồm lớn hơn, cao hơn (và có lẽ là tỷ lệ cao).

Tất nhiên đây chỉ là suy đoán, nhưng nó cung cấp một bài tập thú vị và có lẽ cung cấp nguồn cảm hứng khi chúng ta tưởng tượng các tàu robot có cánh buồm cao đang lặng lẽ bay trên hồ Titan.

Một ý tưởng cho một chiếc thuyền trên Titan đã được đề xuất: Titan Mare Explorer (TiME) sẽ gửi một chiếc phao nổi công nghệ cao để hạ cánh xuống một vùng biển mêtan trên mặt trăng sao Thổ này để nghiên cứu thành phần và tương tác của nó với bầu khí quyển. Nhưng khái niệm nhiệm vụ lớp Discovery này được kết hợp để gửi tàu đổ bộ InSight lên sao Hỏa.

Nhưng với tất cả những khám phá gần đây về Titan của tàu vũ trụ Cassini - những thứ như hồ, biển, sông và thời tiết và mô hình khí hậu tạo ra cả sương mù và mưa - một nhiệm vụ như thế này sẽ được xem xét nhiều hơn trong tương lai.

Pin
Send
Share
Send