[texas-holdem]

Miejsce lądowania na Marsie i problem delta v – obiecany update.

Tu obiecałem zawołać plusujących, zainteresowanych rozstrzygnięciem wątpliwości, związanych z tym czy większe zużycie paliwa w istocie jest (co zasugerowałem, w odpowiedzi na pytanie użytkownika @ImperiumCienia, dlaczego marsjańskie łaziki rzadziej lądują w rejonach polarnych) nie-pomijalną przyczyną, dla której NASA wybiera częściej do badań obszary bliżej równika.

Temat okazał się bowiem bardziej złożony, niż wynikałoby z mojego mało przemyślanego posta. Formułując "ogólne prawdy mechaniki orbitalnej" nie wziąłem pod uwagę szczegółów, które zostały słusznie podniesione przez niektórych użytkowników (@Menorzinho, @5da4266d3de6dbaf425a2d4fc16225d0 @zrakiep, @bambus94, @czyznaszmnie). Przede wszystkim został zauważony fakt, że "wcelowanie" statkiem w konkretny obszar Marsa wymaga absolutnie marginalnych korekt w trakcie lotu – pod tym względem, różnice w delta v są pomijalne, ponieważ korekty wykonywane są tak czy inaczej, a poza tym płaszczyzny orbitalne Marsa i Ziemi nie są idealnie równoległe (co w praktyce oznacza, że nawet trajektoria "domyślna" z ziemskiego równika może prowadzić na marsjański biegun).

Kolejną sprawą jest odróżnienie lądowania na ciałach z atmosferą i bez atmosfery. Generalna zasada (o której pisałem), że lądowanie na równiku jest bardziej ekonomiczne niż na biegunie, podyktowana jest tym samym zjawiskiem, dla którego startowanie z równika jest bardziej ekonomiczne niż z bieguna – obrót planety wokół własnej osi pozwala wykorzystać jej prędkość rotacji "w dwie strony", tj. zarówno przy starcie jak i lądowaniu. Aczkolwiek, w przypadku Marsa, oszczędzanie na różnicy prędkości między statkiem a miejscem przyziemienia sprowadzałoby się jedynie do tego, ile km/s trzeba wytracić hamowaniem atmosferycznym, co z kolei przekłada się potencjalnie na grubość/wagę niezbędnej tarczy termicznej (w przypadku Księżyca nie zachodzi możliwość hamowania atmosferycznego, więc całe potrzebne delta v generowane jest zużyciem paliwa – dla Marsa nie jest to prawdą) – w praktyce jednak, tarcze termiczne i tak projektowane są z dużym marginesem, tj. ich grubość nigdy nie jest "na styk". Ten czynnik również jest więc pomijalny w kontekście delta v (teoretycznie jednak, gdyby tarcze były liczone na styk, to wtedy miałoby to przełożenie na delta v za pośrednictwem ich wagi – ale nie są, a zatem ta kwestia jest, co do zasady, podobnie pomijalna, jak korekta kursu w okresie tranzytu).

To, co zdecydowanie nie jest pomijalne, to grubość atmosfery na trajektorii podejścia. Lecz ta nie zależy od mechaniki orbitalnej, a od ukształtowania terenu – opłaca się wybierać do lądowania miejsca niżej nad poziomem "morza" (a najlepiej pod poziomem morza), by wydłużyć dostępny czas wytracania prędkości o atmosferę i tym samym zużyć mniej paliwa, hamując silnikami w ostatniej fazie podejścia (w przypadku użycia do hamowania spadochronu, ma to tym większe znaczenie).

Kolejnym aspektem, związanym z ekonomiczną stroną lądowań blisko bieguna jest fakt, że potrzeba tam większej powierzchni paneli słonecznych do wygenerowania tej samej mocy, a większe panele = większa waga = więcej potrzebnego paliwa. To jednak też nie wynika z mechaniki orbitalnej (ale jest ważnym czynnikiem limitującym).

Reasumując, w przypadku Marsa, fakt preferowania lokalizacji bliżej równika niż bieguna nie wynika z istotnych różnic delta v, spowodowanych prawami mechaniki orbitalnej.

Wołam:

@qwarqq @krzy_glob @maszynatrurla @migfirefox @gatineau @cohontes @mich9 @abraca @lewak_z_wyboru @bazant_rolnictwa @kwanty @xhoax @geszue @asdfzxcv231234ed2q @homealone @creativefun69 @dawid-nowak @felerowski @sivyjara @lukastrz @ghandi92 @johtypytyhyn @tazq @neib1 @limes_inferior @mordimerm @n1cram @diego @shadowkos @dasmat @asffaf @pansmieszek @Menorzinho

#spacex #nasa #nauka

[5da4266d3de6dbaf425a2d4fc16225d0]

@texas-holdem: O taki wykop nic nie robiłem ( ͡° ͜ʖ ͡°)

[Zgnity_Ziemniak]

@texas-holdem:
Bardzo ładnie opisany problem. Dziękuję :)

[r.....7]

@texas-holdem: pozwolę się jeszcze dodać uwagę, która po weryfikacji mogłaby być kolejnym pkt.
Czy to nie jest tak, że łaziki nie lądują w misjach gdzie jest woda lub podejrzenie istnienia życia?
Tak na wszelki wypadek, by ich nie zanieczyścić?

[texas-holdem]

@ryo1987: To nie jest kwestia wody, cały Mars jest objęty taką kwarantanną, a każdy łazik jest bardzo skrupulatnie sterylizowany. Co, swoją drogą, będzie musiało zostać niedługo rozwiązane w kontekście załogowych lądowań Starshipów, ponieważ nie da się oczyścić ludzi z bakterii. Zapewne agencje dogadają się co do jakichś stref kwarantanny.