Что сейчас происходит с Теслой, которую Илон Маск отправил в космос?
Оценим интервал температур корпуса Tesla Roadster на эллиптической орбите вокруг Солнца. Орбита достигает максимального расстояния от Солнца: R₁ = 1,66 au (астрономических единиц), на афелии за орбитой Марса. Mинимальноe расстояние до Солнца достигается на орбите Земли: R₀ = 1 au.
Нагрев корпуса машины солнечным излучением с плотностью энергии (W) длится 12 часов в день, так как машина имеет собственный момент вращения (с периодом около 5 мин). Плотность энергии или Солнечная постоянная на орбите Земли равна W₀ ≈ 1367 Вт/м², Коэффициент рассеяния Солнечного света поверхностью корпуса машины оценим как μ = 0,3 ± 0,1.
Рассеяние тепловой энергии в виде инфракрасного излучения в окружающее пространство определяется из закона Стефана — Больцмана для абсолютно чёрного тела: P = σT⁴, где σ = 5,67×10⁻⁸ Вт/(м²⋅К⁴), а Т — температура поверхности в Кельвинах. Доля энергии, рассеянной внутрь машины, компенсируется обратным перерассеянием. Потери тепловой энергии происходят только во внешнее пространство непрерывно (24 ч), что в δ = 2 раза больше времени нагрева корпуса машины от Солнца.
Осталось последнее — найти такую температуру, при которой устанавливается равновесие между энергией нагрева корпуса Солнцем и рассеянной энергии теплового излучения от корпуса: (1−μ)⋅W/δ = σT⁴ откуда и получим Т = ∜[(1−μ)⋅W/(δ⋅σ)] в единицах К.
Максимальная равновесная температура корпуса машины (Т₀) достигается на орбите Земли при R = R₀ и W ≡ W₀, и равна Т₀ ≈ +30 °C. Минимальная температура (Т₁) достигается на афелии, при R = R₁. На таком расстоянии от Солнца плотность энергии солнечного излучения равна W ≡ W₁= W₀(R₁/R₀)², что даёт минимальную равновесную температуру Т₁ = Т₀ /√(1.66) ≈ 235 К или Т₁ ≈ −38 °C.
Таким образом, температура корпуса Tesla Roadster на эллиптической орбите вокруг Солнца изменяется от −38 °C до +30 °C (за период обращения вокруг Солнца в 1,5 года). Это вполне земные условия где-то в Якутии (Аляске), с той лишь разницей, что дороги в космосе в идеальном состоянии, температурные колебания очень медленные и ни град, ни дождь, ни снег, ни угон машине не угрожают, разве что микро метеориты и вандалы-инопланетяне.
Источник
Как работает варп-двигатель?
Варп-двигатель даёт возможность двигаться со скоростями близкими или даже больше, чем скорость света. Но какой принцип работы этого двигателя и возможно ли его создать с помощью современных технологий?
Скорость света огромна по человеческим меркам, фотон со скоростью 300 000 километров в секунду с поверхности Солнца до Земли долетает чуть более чем за 8 минут, а это около 150 000 000 километров. Но это мелочи на масштабах галактики, приняв во внимание расстояния до ближайших к нам звёзд, таких как Проксима Центавра, звезда Барнарда или Сириус, от них фотону до Земли лететь более пяти лет. Если мы хотим отправиться к далеким звёздным системам, то нужно превзойти скорость света, но не противоречит ли это теории относительности?
Общая теория относительности утверждает, что пространство и время слиты, и ничто не может двигаться быстрее, чем скорость света, а также описывает, как масса и энергия деформируют пространство-время. Следовательно, кривизна пространства-времени — это то, что мы ощущаем как гравитацию. Первые писатели научной фантастики рассмотрели это искривление как способ преодоления ограничения в виде скорости света.
В 1994 году мексиканский физик Мигель Алькубьерре показал, что сжатие пространства-времени перед космическим кораблём при его расширения позади него математически возможно и оно вписывается в рамки законов общей теории относительности Эйнштейна. Если, например, космический корабль стоит в точке А и ему нужно добраться в точку B, которая находится на расстоянии 5 световых лет, а скорость корабля при этом составляет одну десятую от скорости света, то ему понадобится 50 лет, чтобы совершить такой перелёт. Однако если мы сможем сжать пространство между точкой А и B так, чтобы расстояние между ними составляло половину светового года, то космический корабль при этом прибудет в точку B уже через 5 лет.
Как уже было выше упомянуто, данный принцип никак не нарушает законы общей теории относительности, ведь мы не двигались быстрее света, а просто сжали пространство-время перед собой. Но этот двигатель пока невозможен, ведь для работы он требует негативной энергии. Для её генерации нужно использовать огромное количество вещества, для создания дисбаланса между частицами и античастицами. Этот дисбаланс приводит к получению негативной плотности энергии. Варп-двигатель Мигеля Алькубьерре использовал бы эту негативную энергию для создания пространственно-временного пузыря, но по его подсчётам, чтобы варп-двигатель произвёл достаточно негативной энергии для деформации стометрового пузырька, нам понадобится масса всей видимой Вселенной.
Некоторые учёные обнаружили, что массы нужно в разы меньше до примерно массы Солнца, другие же считают, что негативной энергии вообще не нужно и предлагают свои математические модели, которые в настоящее время экспериментально проверить невозможно. Так или иначе, существование варп-двигателей пока остаётся только гипотетическим.
Автор: Алексей Нимчук. Редакция: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon .
Источник
Без паники, Илон. 8 автомобилей, которые могли улететь в космос
В конце мая Илон Маск сделал шаг в новую космическую эру, отправив к МКС корабль Crew Dragon. За два года до этого американец запустил к звездам свой личный электрокар Tesla Roadster на ракете Falcon Heavy. Сейчас родстер, за рулем которого находится манекен астронавта по имени Starman, движется по направлению к Марсу. Впрочем, помимо Tesla всевозможными космическими разработками грезят многие автопроизводители, чиновники и просто энтузиасты-любители по всему миру. Мы решили вспомнить все проекты и слухи по отправке автомобилей на околоземную орбиту и разобраться, что из этого вышло.
Разумеется, превзойти достижения Tesla собираются в Роскосмосе. Правда, пока только на словах. Так, глава ведомства Дмитрий Рогозин в шутку заявил о готовности запустить в космос КамАЗ. По его словам, тягач можно использовать в качестве полезной нагрузки ракеты-носителя «Ангара-А5». Какую модель КамАЗа следует вывести на орбиту, Рогозин уточнять не стал. Для такой важной миссии как раз подошел бы беспилотный электрический грузовик под названием «Челнок», который сейчас разрабатывают инженеры КамАЗа. Впрочем, пока этот автомобиль существует лишь на изображениях, в космос можно запустить недавно представленный флагманский большегруз КАМАЗ-54901.
Сложно сказать, в курсе ли Toyota о заявлении Рогозина, но японская компания этим летом решила зарегистрировать в российском патентном ведомстве свой будущий луноход. Похоже, отправиться на покорение спутника Земли шестиколесное транспортное средство может именно на отечественной ракете. О планах создать собственный луноход японцы заявили еще в прошлом году. Машина получит солнечные батареи, а запас хода у нее составит 10 000 километров. Космонавты смогут находиться в герметичной кабине транспортного средства без использования скафандров.
Audi построила собственный луноход Lunar Quattro еще в 2016 г., однако отправка к спутнику Земли все еще задерживается. За это время необычное транспортное средство снялось в фильме «Чужой: Завет», который вышел на экраны в 2017 году. Луноход практически полностью изготовлен из алюминия и весит всего 30 килограммов. Детали для него отпечатывались на 3D-принтере. Lunar Quattro оснащен четырьмя электродвигателями и может развивать скорость до 3,6 км в час. В пространстве луноход ориентируется с помощью четырех камер, используя их для исследования объектов, а также для панорамной съемки.
Lamborghini не осталась в стороне и решила проверить надежность материалов для автомобилей в космосе. Запускать на орбиту спорткары итальянцы пока не рискнули и ограничились отправкой на Международную космическую станцию пяти образцов новых композитов. Также в этом проекте принимает участие Институт методических исследований. Основная цель исследования — проверка устойчивости материалов к экстремальным нагрузкам. Среди них резкие колебания температуры и радиационное воздействие. Авторы эксперименты утверждают, что условия окружающей среды на низкой околоземной орбите в полной мере позволяют оценить свойства и прочность углеродных волокнистых материалов. В случае если эксперимент будет признан удачным, углепластик могут начать применять в биомедицине и суперкарах Lamborghini.
Porsche пока отправлять свои автомобили в космос также не собирается, однако дизайнеры марки разработали внешность настоящего звездолета. Летательный аппарат от немецкого бренда подготовили специально для фильма «Звездные войны: Скайуокер. Восход». Кроме этого, масштабная модель звездолета демонстрировалась перед премьерой киноленты в Лос-Анджелесе. Созданием космического корабля занималось подразделение Style Porsche под руководством Михаэля Мауэра. Звездолет носит название Tri-Wing S-91x Pegasus Starfighter, а его дизайн получил черты электрического Taycan и спорткара 911. При этом эргономика салона звездолета повторяет супергибрид 918 Spyder.
Попробовал свои силы в разработке космических кораблей и японский Lexus. Необычный трансформер-звездолет придумали специально для фильма «Люди в черном: Интернэшнл». «Земная форма» автомобиля представляет собой спорткупе RC F, которое при желании в любой момент может превратиться в межпланетный корабль QZ 618 Galactic Enforcer. Звездолет приводит в движение силовая установка с «квазарным источником энергии», который доставит водителя в любую часть Вселенной за несколько секунд». Заявленное ускорение с места до 60 миль в час (96 км/ч) составляет 0,0000000000001 наносекунды.
Свой ответ Илону Маску подготовила Skoda. Для путешествия на Марс чехи решили использовать лифтбек Superb c 2,0-литровым бензиновым двигателем TSI. Процесс подготовки машины к важной миссии Skoda показала в специальном видеоролике. После проверки зеркал заднего вида и системы адаптивного освещения водитель, экипировка которого очень напоминает форму его коллеги по имени Starman, заводит двигатель, а на дисплее мультимедийной системы появляется надпись: «Не паникуй, Илон». После чего лифтбек достаточно оперативно прибывает в небольшую французскую деревню под названием Марс, где на данный момент проживает несколько сотен человек.
Повторить достижение Илона Маска решили и финские блогеры. Вывести на орбиту старенький Hyundai Getz они решили с помощью 70 кг динамита. Саму машину финны раскрасили в цвета автомобиля по доставке пиццы и оснастили импровизированными крыльями. В качестве стартовой площадки послужила небольшая поляна в глухом лесу. Взрывчатку последователи Илона Маска закопали с помощью экскаватора на глубину 2 м, а сверху установили Hyundai Getz. Подготовка к полету у финнов заняла около шести часов. В итоге миссия по доставке пиццы на околоземную орбиту провалилась. Взрыв разметал Hyundai Getz на куски по всему лесу. Впрочем, авторы эксперимента не унывают и уже готовят очередной способ покорения космоса.
Источник
Космос: что такое, границы, где начинается, описание, строение, фото и видео
Космос привлекал людей еще с древних времен. Глядя на звезды и безграничное пространство, человек мечтал изучить его. Однако оно настолько велико, что сделать это не так-то просто. Несмотря на то, что люди уже обладают технологиями, позволяющими отправиться в открытый космос, его освоение идет очень медленно.
Что такое космос
Под космосом подразумевается пустое пространство во Вселенной, находящееся за пределами планетарных атмосфер. В нем присутствуют частицы водорода, кислорода и пыли, правда их концентрация очень мала и составляет лишь несколько молекул на кубический метр.
Также в некоторых участках межзвездной среды могут встречаться электромагнитное излучение и космические лучи. Последние представляют собой движущиеся на большой скорости атомы ядер и элементарные частицы.
Границы
Космос обладает множеством границ, пролегающих на разных расстояниях относительно Земли:
- 35 км – на этой высоте вода уже не может существовать в жидком виде, поскольку из-за атмосферного давления в 611 Па она закипает даже при нулевой температуре;
- 100 км – здесь проходит официально признанная граница между атмосферой Земли и ближним космосом, за ее пределами, для перемещения, люди вынуждены прибегать не к аэронавтике, а космонавтике;
- 100 тыс. км – наружная граница экзосферы – самого верхнего атмосферного слоя;
- 260 тыс. км – расстояние от Земли, где притяжение планеты сильнее солнечного;
- 13 млрд км – начало межзвездного пространства и дальнего космоса;
- 20 трлн км – граница Облака Оорта, за пределами которой не действует притяжение Солнечной системы;
- 300 квдрлн км – расстояние до границы Млечного Пути;
- 30 квнтлн км – граница Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Андромеда и Треугольник;
- 250 скстлн км – предел видимости вещества в космическом пространстве;
- 870 скстлн км – граница видимости излучения.
Чем космос отличается от Вселенной
Довольно трудно установить четкую разницу между этими понятиями, поскольку в определенном контексте под ними могут подразумеваться разные вещи.
В современном мире за космос принимают бескрайнее пространство, начинающееся сразу после атмосферы Земли. В нем находятся планеты, звезды, галактики и другие небесные объекты. Для большего удобства космос разделяют на ближний, который можно исследовать с помощью современных спутников и аппаратов, и дальний, добраться до которого пока невозможно.
Под Вселенной подразумевается не только пространство между объектами, но и сами небесные тела. В философии даже человек является ее частью. Также существует мнение, что космос существовал всегда, а Вселенная возникла в момент Большого Взрыва.
Межпланетное пространство
Под межпланетным подразумевается пространство, ограниченное орбитой наиболее отдаленной планеты от звезды. В нем могут присутствовать различные вещества: газ, частички пыли, водород и т.д. Также пространство пронизано электромагнитным излучением.
Температура в конкретной точке межпланетного пространства определяется путем помещения в нее абсолютно черного тела. Последнее впитывает в себя электромагнитное излучение и тепло, постепенно нагреваясь. Его температура и будет считаться за истинное значение.
Межпланетная среда
Данная среда представляет собой совокупность веществ и полей, находящихся в межпланетном пространстве. В Солнечной системе она состоит из:
- магнитного поля;
- космических лучей;
- нейтрального газа;
- пыли;
- электромагнитного излучения;
- солнечного ветра.
Последний компонент преобладает в межпланетной среде, поскольку звезда испускает в пространство большое количество ионизированных частиц.
Межгалактическое пространство
Под данным пространством подразумевается область космоса, находящаяся между галактиками. В ней практически отсутствуют какие-либо вещества, и по своему составу она схожа с вакуумом.
Между галактиками температура способна доходить до 10 млн градусов Цельсия. Такое высокое значение обусловлено большим количеством звездного ветра и излучения, исходящего от черных дыр.
Войдом называется космическое пространство, в котором отсутствуют галактики. Плотность объектов в таких областях на 90% меньше, чем в звездных системах. Размеры войда могут варьироваться от 10 000 до 100 000 парсек. Если габариты превышают этот диапазон, то его называют “супервойдом”. Границы таких областей определяются с помощью галактических нитей. Последние представляют собой прямые, состоящие из скопления звездных систем.
Межгалактическая звезда
Межгалактическими звездами называются светила, которые не входят в состав галактик. Первые объекты такого типа были открыты во второй половине 90-х. Считается, что они образуются за счет столкновения галактик или при сближении двойной звезды с черной дырой. В последнем случае одно из светил “выстреливается” в сторону и перемещается на большое расстояние.
Большое число звезд такого типа обнаружено в Скоплении Девы. Их количество находится в районе триллиона. Также найдено 675 светил в окрестностях Млечного Пути. Большинство из них являются красными гигантами, а состав указывает на то, что звезды образовались в центре галактики, после чего переместились на ее границу.
Процесс изучения
Изучать космос человечество начинало постепенно, и в будущем ему предстоит совершить еще массу увлекательных открытий. Процесс освоения внеземного пространства начался 4 октября 1957 года, когда состоялся запуск аппарата “Спутник-1” – первого устройства, отправленного за пределы атмосферы.
А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Спустя пять лет люди успешно состыковали пилотируемые корабли, а через год повторили это с беспилотными. В 1969 году, 21 июля, Нил Армстронг первым высадился на Луну. Через два года в эксплуатацию была введена станция “Салют-1”, движущаяся по орбите Земли. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.
С тех пор люди всячески стараются улучшать технологии, позволяющие осваивать космическое пространство.
Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос
Для того, чтобы объект мог выйти на орбиту планеты, он должен двигаться с определенными скоростями, которые называются космическими. Для Земли они равны следующим значениям:
- 7,9 км/с – 1-я космическая скорость, позволяет выйти на орбиту Земли;
- 11,1 км/с – 2-я космическая скорость, на которой объект попадает в межпланетное пространство;
- 16,67 км/с – 3-я космическая скорость, позволяет выйти в межзвездное пространство;
- 550 км/с – 4-я космическая скорость, необходимая для полета за пределы галактики Млечный путь.
Если объект движется с меньшей скоростью, то сила притяжения планеты, звезды или галактики не позволит ему достигнуть нужной границы.
Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека
Если человек окажется в открытом космосе без средств защиты, у него начнется декомпрессия – процесс расширения пузырьков газа в организме. Параллельно с этим он будет испытывать нехватку кислорода и получать солнечные ожоги. Также если в легких находится воздух, они могут деформироваться из-за разницы давления.
Поскольку вещества не могут находиться в космосе в жидком состоянии, влага на глазах и в ротовой полости сразу начинает испаряться. Также с большой долей вероятности человек потеряет сознание уже через 15-20 секунд.
Почему в космосе холодно
Температура в космоса равна -273 градусам Цельсия. Такое значение называют “абсолютным нулем”, поскольку при нем атомы веществ перестают двигаться. Но почему же в космосе так холодно, даже несмотря на то, что сквозь него проходят солнечные лучи?
Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически отсутствуют какие-либо вещества. Соответственно, солнечным лучам нечего нагревать.
Почему в космосе холодно, если там вакуум
Теплопроводность вакуума равна нулю, и он полностью пропускает излучение. Поскольку в нем отсутствуют какие-либо вещества и объекты, проходящие сквозь него солнечные лучи ничего не нагревают. Соответственно, температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.
Почему космос черный?
Несмотря на то, что в космосе находится множество звезд, испускающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг безгранично, а объекты в нем статичны, человек должен видеть свет звезд в любой точке пространства. Однако его глаза распознают лишь мелкие точки на черном фоне. Получается, космос имеет границы. А в 1920-х годах Эдвин Хаббл доказал, что галактики движутся и постепенно отдаляются друг от друга. На основе его выводов появилась теория Большого Взрыва.
Она и объясняет, почему космос черного цвета. Галактики и звезды отдаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает доходить до точки, с которой ведется наблюдение. И когда человек смотрит на черную область в пространстве, то в ней также находятся звезды, просто он не может их разглядеть. Ведь свет от них не успевает дойти до него.
На какой высоте официально начинается космос?
Космос начинается в 100 км над поверхностью Земли, где пролегает линия Кармана. Ее назвали в честь американского инженера Теодора фон Кармана. В XX веке он первым установил, что на этой высоте атмосфера становится настолько разреженной, что для продолжения движения вверх аппарат должен двигаться с первой космической скоростью.
Позже астрономы провели более точные расчеты и вычислили, что атмосферные ветра полностью отсутствуют на высоте в 118 км, и там же появляются космические частицы.
Важнейшие этапы освоения космоса 
Человечество со временем изобретает новые технологии, позволяющие дальше продвинуться в освоении космоса. В истории можно выделить важнейшие этапы данного процесса:
- 4 октября 1957 года состоялся пуск аппарата “Спутник-1”;
- 4 января 1959 года спутник “Луна-1” начала вращение вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником;
- 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин первым отправился в космос;
- 15 сентября 1968 года аппарат Зонд-5 сумел вернуться на Землю после того, как совершил полет вокруг Луны;
- 15 декабря 1970 года аппарат “Венера-7” сел на Венеру;
- 2 декабря 1971 года “Марс-3” сел на Марс;
- с 1975 по 2011 года состоялись запуски первых искусственных спутников разных планет Солнечной системы;
- 20 ноября 1998 года состоялся запуск модуля “Заря”, ставшего первым блоком МКС.
Также разные страны планируют свои космические программы на годы вперед и продумывают дальнейшее освоение космоса.
Что означает слово “космос”?
Под космосом в современном мире понимают пространство между небесными телами, лежащее за пределами их атмосфер. В философии это слово означает “порядок” и “мироздание”. Также в этой области космос ставится в противоположность хаосу.
Интересное видео о космосе
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник