Межпланетная Cessna
Что случится, если вы попытаетесь полететь на земном самолете над различными телами Солнечной системы?
Вот наш самолет
Сessna 172 Skyhawk, наверное, самый распространенный самолет в мире.
Вот наш пилот:
Вот что произойдет, когда самолет стартует над поверхностью 32 крупнейших тел Солнечной системы:
В большинстве случаев нет никакой атмосферы, и самолет упадет на землю. (Если он упадет с одного километра, то в некоторых случаях будет падать достаточно медленно, так что пилот сможет выжить, хотя оборудование жизнеобеспечения, вероятно, погибнет.)
Есть девять тел Солнечной системы с атмосферой достаточно толстой, чтобы этот вопрос имел смысл: очевидно Земля, Марс, четыре газовых гиганта, спутник Сатурна Титан и Солнце. Давайте подробнее рассмотрим, что произойдет с самолетом на каждом из них.
Солнце: Это сработает ровно так, как вы можете себе представить. Если самолет приблизится к Солнцу настолько, чтобы ощутить его атмосферу на себе, он испарится менее чем за секунду.
Марс: Чтобы понять, что происходит с самолетом на Марсе, мы обращаемся к X-Plane. X-Plane - наиболее передовому симулятору полетов в мире.
Продукт 20 лет одержимого труда безбашенного энтузиаста аэронавтики, постоянно использующего capslock в разговорах о самолетах, он фактически моделирует поток воздуха под каждой частью корпуса самолета в полете.Это делает его ценным инструментом исследования, так как симулятор может точно имитировать совершенно новые конструкции самолетов и новые условия полетов.
В частности, если вы измените в X-Plane конфигурационный файл, чтобы уменьшить тяжесть, создать тонкую атмосферу и уменьшить радиус планеты, то он может имитировать полет на Марс. (Внимание: Спасибо Тому Дж. и ребятам из сообщества X-Plane за помощь в аэродинамических расчетах для разных атмосфер.)
X-Plane говорит нам, что летать на Марсе трудно, но не невозможно. NASA знает об этом и рассматривает возможности съемки Марса с самолета. Хитрость в том, что атмосферы очень мало и чтобы как-то подняться, вы должны быть очень быстрым.
Вам понадобится развить скорость свыше 1000 км/ч, чтобы оторваться от поверхности, и как только вы полетели, у вас настолько сильна инерция, что трудно изменить курс, и если вы попробуете повернуть, ваш самолет станет вращаться, но продолжит движение в первоначальном направлении. Автор X-Plane сравнил пилотирование марсианского самолета с полетом сверхзвукового лайнера.
Наша Cessna 172 не справится с этой задачей. Запущенная с высоты в 1 км, она не наберет скорость, достаточную для выхода из пикирования, и рухнет на марсианскую поверхность со скоростью более 60 м/с (135 миль / ч). Если поднять старт до четырех или пяти километров, она может получить достаточную скорость, чтобы перейти в режим скольжения, превысив половину скорости звука. Но посадку все равно не пережить.
Венера: К сожалению, X-Plane не способен моделировать адскую обстановку вблизи поверхности Венеры. Но физические расчеты дают нам представление о том, на что был бы похож полет. В результате: ваш самолет летал бы очень хорошо, если бы не был все время в огне, а затем он прекратит полет, а затем перестанет быть самолетом.
Атмосфера на Венере более чем в 60 раз плотнее, чем на Земле, и является достаточно толстой, чтобы Cessna, двигающаяся со скоростью бега, поднялась бы в воздух. К сожалению, воздух, в который она поднимается, настолько горяч, что плавит свинец. Краска растает в секунды, компоненты самолета быстро разрушатся, и самолет будет мягко скользить в почву, распадаясь от теплового стресса.
Лучше всего было бы летать над облаками. В то время как поверхность Венеры ужасное место, ее верхние слои атмосферы удивительно земного типа. На высоте 55 км человек мог бы выжить с кислородной маской в защитном гидрокостюме, воздух комнатной температуры и давление соответствует земному в горных областях. Но вам необходим гидрокостюм для защиты от серной кислоты. (Я продаю это не очень хорошо, не так ли?)
Кислота не забава, но оказывается, что область прямо над облаками отличная среда для самолета, пока он не подвергается коррозии металла при движении в серной кислоте. И способен к полету при постоянных 5-балльных ураганных ветрах, о которых я забыл упомянуть ранее.
Венера ужасное место.
Юпитер: Наша Cessna не сможет летать на Юпитере; гравитация слишком сильная. Мощность, необходимая для поддержания горизонтального полета, в три раза больше, чем на Земле. Начиная с дружественного давления на уровне моря, мы бы ускорились с помощью турбулентных ветров до 275 м/с (600 миль/ч), скользя все глубже и глубже вниз через слои льда из аммиака и воды, пока не потерпели бы крушение. Там нет поверхности, о которую можно разбиться, Юпитер плавно переходит с газа в твердое состояние, и вы с самолетом как бы погружаетесь все глубже и глубже.
Сатурн: Картина здесь немного более дружественная, чем на Юпитере. Более слабая сила тяжести - близкая к земной, фактически - и немного более плотная (но все еще тонкая) атмосфера означают, что мы были бы в состоянии побороться и пролететь вперед немного далее, прежде, чем поддались бы холодным или сильным ветрам и спустились к той же участи, как на Юпитере.
Уран: Уран странный, равномерный голубоватый шар. Здесь сильные ветра и очень холодно. Этот газовый гигант дружественен нашей Cessna, и вы, вероятно, сможете летать над ним некоторое время. Но учитывая, что это, кажется, почти полностью безликая планета, зачем вам это?
Нептун: Если вы собираетесь летать вокруг одного из ледяных гигантов, Нептуна (Девиз: "Немного более синий"), это чуть лучший выбор, чем Уран. По крайней мере, есть некоторые облака, на которые можно смотреть до тех пор, пока не замерзнуть до смерти или развалиться от турбулентности.
Титан: Мы приберегли лучшее напоследок. Когда дело доходит до полета, Титан может быть лучше, чем Земля. Его атмосфера толстая, а сила тяжести меньше, поэтому давление воздуха на поверхности только на 50% выше, чем на Земле с ее вчетверо более плотным воздухом. Его гравитация ниже, чем на Луне, а это значит, что здесь легко летать. Наша Cessna могла бы подняться в воздух силой вращения педалей.
Фактически, люди на Титане могли бы летать на мышечной силе. Человек мог бы удобно взлететь и совершить круиз на дельтаплане, приводимом в действие негабаритными ботинками с ластами - или даже взлететь на искусственных крыльях. Требования к энергии минимальные -, вероятно, это потребовало бы не больше усилий, чем ходьба.
Оборотная сторона (всегда есть и обратная сторона) - это холод. 72 градусов Кельвина на Титане - это температура жидкого азота. Судя по некоторым числам в требованиях на отопление для легких самолетов, я считаю, что кабина самолета Cessna на Титане, возможно, будет охлаждаться примерно на два градуса в минуту. Батареи помогут поддержать тепло некоторое время, но в итоге корабль будет работать только пока есть тепло, до аварии.
Зонд Гюйгенса, который спустился с почти истощенными батареями (увлекательные фотографии, как он падал), охладился через 26 секунд на поверхности. Этого времени оказалось достаточно, чтобы послать назад одну фотографию после приземления - единственную, которую мы имеем с поверхности тела за пределами Марса.
Если люди поставили бы искусственные крылья, чтобы летать, мы могли бы на Титане пережить версию истории Икара - наши крылья бы заморозились, развалились и послали бы нас в смертельное падение.
Но я никогда не рассматривал историю Икара как урок об ограничениях людей. Я вижу это как урок об ограничениях воска в качестве клея. Холод Титана - просто техническая проблема. При переоборудовании, с соответствующим источником тепла, Cessna 172 смогла бы летать на Титане, и мы могли бы летать там на ней
(Источник http://what-if.xkcd.com/30/)
Не пилотом самолета, а настоящим исследователем иной планеты можно стать уже сегодня в нашем интеракториуме Марс-Тефо на ВВЦ. Мы проводим экскурсии и игры для школьников и взрослых, моделируя жизнь на марсианской базе - подробности на http://marstefo.ru/.
Вот наш самолет
Сessna 172 Skyhawk, наверное, самый распространенный самолет в мире.
Вот наш пилот:
Вот что произойдет, когда самолет стартует над поверхностью 32 крупнейших тел Солнечной системы:
В большинстве случаев нет никакой атмосферы, и самолет упадет на землю. (Если он упадет с одного километра, то в некоторых случаях будет падать достаточно медленно, так что пилот сможет выжить, хотя оборудование жизнеобеспечения, вероятно, погибнет.)
Есть девять тел Солнечной системы с атмосферой достаточно толстой, чтобы этот вопрос имел смысл: очевидно Земля, Марс, четыре газовых гиганта, спутник Сатурна Титан и Солнце. Давайте подробнее рассмотрим, что произойдет с самолетом на каждом из них.
Солнце: Это сработает ровно так, как вы можете себе представить. Если самолет приблизится к Солнцу настолько, чтобы ощутить его атмосферу на себе, он испарится менее чем за секунду.
Марс: Чтобы понять, что происходит с самолетом на Марсе, мы обращаемся к X-Plane. X-Plane - наиболее передовому симулятору полетов в мире.
Продукт 20 лет одержимого труда безбашенного энтузиаста аэронавтики, постоянно использующего capslock в разговорах о самолетах, он фактически моделирует поток воздуха под каждой частью корпуса самолета в полете.Это делает его ценным инструментом исследования, так как симулятор может точно имитировать совершенно новые конструкции самолетов и новые условия полетов.
В частности, если вы измените в X-Plane конфигурационный файл, чтобы уменьшить тяжесть, создать тонкую атмосферу и уменьшить радиус планеты, то он может имитировать полет на Марс. (Внимание: Спасибо Тому Дж. и ребятам из сообщества X-Plane за помощь в аэродинамических расчетах для разных атмосфер.)
X-Plane говорит нам, что летать на Марсе трудно, но не невозможно. NASA знает об этом и рассматривает возможности съемки Марса с самолета. Хитрость в том, что атмосферы очень мало и чтобы как-то подняться, вы должны быть очень быстрым.
Вам понадобится развить скорость свыше 1000 км/ч, чтобы оторваться от поверхности, и как только вы полетели, у вас настолько сильна инерция, что трудно изменить курс, и если вы попробуете повернуть, ваш самолет станет вращаться, но продолжит движение в первоначальном направлении. Автор X-Plane сравнил пилотирование марсианского самолета с полетом сверхзвукового лайнера.
Наша Cessna 172 не справится с этой задачей. Запущенная с высоты в 1 км, она не наберет скорость, достаточную для выхода из пикирования, и рухнет на марсианскую поверхность со скоростью более 60 м/с (135 миль / ч). Если поднять старт до четырех или пяти километров, она может получить достаточную скорость, чтобы перейти в режим скольжения, превысив половину скорости звука. Но посадку все равно не пережить.
Венера: К сожалению, X-Plane не способен моделировать адскую обстановку вблизи поверхности Венеры. Но физические расчеты дают нам представление о том, на что был бы похож полет. В результате: ваш самолет летал бы очень хорошо, если бы не был все время в огне, а затем он прекратит полет, а затем перестанет быть самолетом.
Атмосфера на Венере более чем в 60 раз плотнее, чем на Земле, и является достаточно толстой, чтобы Cessna, двигающаяся со скоростью бега, поднялась бы в воздух. К сожалению, воздух, в который она поднимается, настолько горяч, что плавит свинец. Краска растает в секунды, компоненты самолета быстро разрушатся, и самолет будет мягко скользить в почву, распадаясь от теплового стресса.
Лучше всего было бы летать над облаками. В то время как поверхность Венеры ужасное место, ее верхние слои атмосферы удивительно земного типа. На высоте 55 км человек мог бы выжить с кислородной маской в защитном гидрокостюме, воздух комнатной температуры и давление соответствует земному в горных областях. Но вам необходим гидрокостюм для защиты от серной кислоты. (Я продаю это не очень хорошо, не так ли?)
Кислота не забава, но оказывается, что область прямо над облаками отличная среда для самолета, пока он не подвергается коррозии металла при движении в серной кислоте. И способен к полету при постоянных 5-балльных ураганных ветрах, о которых я забыл упомянуть ранее.
Венера ужасное место.
Юпитер: Наша Cessna не сможет летать на Юпитере; гравитация слишком сильная. Мощность, необходимая для поддержания горизонтального полета, в три раза больше, чем на Земле. Начиная с дружественного давления на уровне моря, мы бы ускорились с помощью турбулентных ветров до 275 м/с (600 миль/ч), скользя все глубже и глубже вниз через слои льда из аммиака и воды, пока не потерпели бы крушение. Там нет поверхности, о которую можно разбиться, Юпитер плавно переходит с газа в твердое состояние, и вы с самолетом как бы погружаетесь все глубже и глубже.
Сатурн: Картина здесь немного более дружественная, чем на Юпитере. Более слабая сила тяжести - близкая к земной, фактически - и немного более плотная (но все еще тонкая) атмосфера означают, что мы были бы в состоянии побороться и пролететь вперед немного далее, прежде, чем поддались бы холодным или сильным ветрам и спустились к той же участи, как на Юпитере.
Уран: Уран странный, равномерный голубоватый шар. Здесь сильные ветра и очень холодно. Этот газовый гигант дружественен нашей Cessna, и вы, вероятно, сможете летать над ним некоторое время. Но учитывая, что это, кажется, почти полностью безликая планета, зачем вам это?
Нептун: Если вы собираетесь летать вокруг одного из ледяных гигантов, Нептуна (Девиз: "Немного более синий"), это чуть лучший выбор, чем Уран. По крайней мере, есть некоторые облака, на которые можно смотреть до тех пор, пока не замерзнуть до смерти или развалиться от турбулентности.
Титан: Мы приберегли лучшее напоследок. Когда дело доходит до полета, Титан может быть лучше, чем Земля. Его атмосфера толстая, а сила тяжести меньше, поэтому давление воздуха на поверхности только на 50% выше, чем на Земле с ее вчетверо более плотным воздухом. Его гравитация ниже, чем на Луне, а это значит, что здесь легко летать. Наша Cessna могла бы подняться в воздух силой вращения педалей.
Фактически, люди на Титане могли бы летать на мышечной силе. Человек мог бы удобно взлететь и совершить круиз на дельтаплане, приводимом в действие негабаритными ботинками с ластами - или даже взлететь на искусственных крыльях. Требования к энергии минимальные -, вероятно, это потребовало бы не больше усилий, чем ходьба.
Оборотная сторона (всегда есть и обратная сторона) - это холод. 72 градусов Кельвина на Титане - это температура жидкого азота. Судя по некоторым числам в требованиях на отопление для легких самолетов, я считаю, что кабина самолета Cessna на Титане, возможно, будет охлаждаться примерно на два градуса в минуту. Батареи помогут поддержать тепло некоторое время, но в итоге корабль будет работать только пока есть тепло, до аварии.
Зонд Гюйгенса, который спустился с почти истощенными батареями (увлекательные фотографии, как он падал), охладился через 26 секунд на поверхности. Этого времени оказалось достаточно, чтобы послать назад одну фотографию после приземления - единственную, которую мы имеем с поверхности тела за пределами Марса.
Если люди поставили бы искусственные крылья, чтобы летать, мы могли бы на Титане пережить версию истории Икара - наши крылья бы заморозились, развалились и послали бы нас в смертельное падение.
Но я никогда не рассматривал историю Икара как урок об ограничениях людей. Я вижу это как урок об ограничениях воска в качестве клея. Холод Титана - просто техническая проблема. При переоборудовании, с соответствующим источником тепла, Cessna 172 смогла бы летать на Титане, и мы могли бы летать там на ней
(Источник http://what-if.xkcd.com/30/)
Не пилотом самолета, а настоящим исследователем иной планеты можно стать уже сегодня в нашем интеракториуме Марс-Тефо на ВВЦ. Мы проводим экскурсии и игры для школьников и взрослых, моделируя жизнь на марсианской базе - подробности на http://marstefo.ru/.