Середина ХХ века была богата на невероятные проекты. Сумрачные гении всех ведущих стран изобретали вундерваффе разной степени безумия — и лишь небольшая часть из них дошла до практического воплощения хотя бы в форме эксперимента. Интересно и то, что далеко не все, воплотившиеся в реальности, известны широкой публике.
Кольца из пыли и льда у планет — явление красивое, достаточно взглянуть на изображения Сатурна. И достаточно распространённое в космосе: в Солнечной системе кольца имеют все газовые гиганты, и даже некоторые астероиды.
Как известно, у Земли колец в настоящее время нет. Как и у других планет земной группы. Точнее, некие пылевые «недокольца» наша планета имеет — но они с большим трудом фиксируются даже специальной аппаратурой.
Есть предположения, что в глубокой древности Земля периодически могла приобретать кольца после взаимодействия с другими космическими объектами. И что именно их затенением поверхности могли вызываться похолодания климата — к примеру, на рубеже эоцена и олигоцена 34 миллиона лет тому назад, что вызвало обледенение Антарктики и превращение влажной планеты тропических лесов в мир обширных степей и саванн. Но пока что это — лишь теории.
Реальностью же является то, что в 1960-е годы американские военные соорудили Земле искусственные кольца. И это не теория заговора, а существовавший в реальности проект под названием «Вестфорд».
В 1950-е годы Холодная война находилась на первом своём пике. Американские военные были уверены, что СССР спит и видит, как бы поскорее бросить танковые армады на завоевание Европы и Азии — и окружали СССР целой системой баз на союзных им территориях от Гренландии до Японии и Аляски. По океанам носились подлодки и авианосные соединения, в небесах 24/7 дежурили стратегические бомбардировщики с ядерным оружием на борту.
Вся эта глобальная военная система была почти бессмысленна без надёжной глобальной же связи. В атмосфере паранойи, прекрасно описанной Кубриком в «Докторе Стрейнджлаве», очень важным было иметь возможность отдать немедленные приказы на корабли и самолёты в любой точке планеты.
Сейчас это обеспечивают сотни спутников связи, которыми буквально забито околоземное пространство. А вот в 1950-е с этим были большие сложности. Напомню: самый первый искусственный спутник Земли в истории человечества СССР запустил в октябре 1957 года.
Американским военным для связи с дальними базами, самолётами и эскадрами приходилось либо использовать подводные кабели и передачу информации через целую цепочку передатчиков — либо задействовать не особенно надёжную и весьма капризную ионосферную радиосвязь, зависящую от солнечной активности и других факторов.
Хуже того, в Пентагоне опасались, что секретные советские подлодки с батискафами могут в критический момент попросту перекусить глубоководные коммуникационные кабели, оставив войска на переднем крае будущей войны без надёжной связи с командованием.
С этим требовалось что-то сделать. Идея родилась в 1958 году у Уолтера Э. Морроу, сотрудника лаборатории Линкольна в знаменитом MIT, Массачусетском технологическом институте. Созданная в 1951 году лаборатория — которая даже располагалась не в зданиях MIT, а невдалеке на авиабазе Хэнском под Бостоном — работала на военное ведомство, и в числе прочего занималась вопросами радиолокации и радиосвязи — так что проблема была им хорошо известна.
Морроу предложил: раз подводные кабели можно перерезать, связь через ионосферу ненадёжна, а искусственные спутники Земли делают лишь первые шаги в космос — нужен новый план, даже если он звучит слегка безумно. Мы уже научились выводить в космос простые объекты? Отлично! Мы выведем в космос гигантское облако дипольных отражателей! Оно будет надёжнее, чем ионосфера — а собрать миллионы иголок в открытом космосе не сумеют даже советские коммунисты.
В общем-то идея была не нова. Ещё в 1945 году Артур Кларк, будущий великий фантаст, а тогда — лейтенант королевских ВВС, работавший по тематике авиационных РЛС, предложил использовать трофейные немецкие «Фау-2» для массового запуска на геостационарную орбиту Земли и обеспечения устойчивой глобальной радиосвязи. Но тогда до воплощения дело не дошло — а вот в конце 1950-х американские военные дали проекту «добро».
Времена были суровые, на оборону денег не жалели – да и при всей своей фантасмагоричности технически проект, названный в честь соседнего с лабораторией городка Вестфорд, стоил по меркам Пентагона копейки. На изготовление первых 480 миллионов медных игл длиной 17,8 мм (половина длины волны частотой 8 ГГц) и толщиной 25,4 микрометра ушло всего лишь около 20 килограммов меди. Эти иглы должны были быть рассеяны из специальных диспенсеров по околоземной орбите, сформировать искусственное кольцо Земли и обеспечить вооружённым силам США надёжную радиосвязь почти в любой точке планеты.
Однако далеко не все американские учёные, работавшие на военных и на космическую программу, восприняли идею позитивно. Многие ещё на стадии разработки выразили обеспокоенность. Пусть микроиглы из-за крохотной массы даже при космических скоростях вряд ли представляли сколько-то существенную угрозу для орбитальных полётов – но они стали одними из первых облаков космического мусора в околоземном пространстве, они могли вызвать сложности для работы научных радиотелескопов и хуже того, мешать связи с космическими аппаратами при полётах за пределы орбиты Земли.
Военные очень хотели заполучить надёжную глобальную связь, закинув на орбиту тучу иголок — но возмущения и опасения учёных дошли до президента Кеннеди. Он и предложил компромиссное решение: сначала запустим не очень много на не очень высокую орбиту, 3500-3800 километров от земной поверхности — чтобы иголки сами под действием гравитации за ближайшие годы упали обратно на Землю — и посмотрим, что из этого получится. А потом будем решать дальше.
Первый аппарат Westford-1 с иголками, включавший контейнер и диспенсер, отправился на околоземную орбиту 21 октября 1961 года. Для экономии его включили в пуск, главной целью которого был вывод на орбиту спутника системы раннего оповещения о ракетном нападении MIDAS-4. Правда, старт вышел неудачным, и на нужную орбиту не вышли ни спутник, ни контейнер с иголками.
Проект не был секретным: о нём вполне открыто сообщали в СМИ как о достижении американской науки и техники, тем паче, что дела в космической гонке тогда у Вашингтона шли не очень. В СССР проектом «Вестфорд» немедленно и громко возмутились в ТАСС от имени «всей прогрессивной научной общественности», обвинили «ястребов Пентагона» в захламлении космического пространства, а в репертуаре популярных тогда эстрадных юмористов Рудакова и Нечаева появилась частушка:
Пентагоновские волки
В космос бросили иголки,
Мы ведь можем полететь
И в иголки нитку вдеть!
В возмущении советской стороны, помимо критики соперника по Холодной войне и космической гонке, был резон — и не случайно протест выражали учёные и самих США, и союзной США Великобритании. В ООН американцам пришлось оправдываться перед представителями многих других стран, обеспокоенных сомнительными действиями в космосе, и посол Стивенсон даже был вынужден обещать в Генеральной Ассамблее консультироваться с другими странами перед подобными смелыми экспериментами. Тем не менее, проект продолжался: военным была нужна их связь, а лаборатории Линкольна и Уолтеру Э. Морроу, её будущему директору — результаты эксперимента.
9 апреля 1962 года на орбиту вместе со спутником MIDAS-5 ушёл ещё один контейнер с иголками, Westford-Drag — но и с ним не очень получилось. Лишь 9 мая 1963 года американцам удалость вывести на заданную орбиту и MIDAS-7, и Westford-2. Первый стал первым в истории космическим аппаратом, зафиксировавшим из космоса ракетный пуск на Земле. Второй же наконец-то высыпал иголки проекта «Вестфорд» на высоте между 3500 и 3800 километрах над поверхностью Земли.
После формирования вокруг Земли кольца из дипольных отражателей, а точнее — бублика из игл в 15 км шириной и 30 км толщиной — что интересно, оно было ориентировано не по экватору, а проходило над Северным и Южным полюсами — 14 мая учёные из лаборатории Линкольна провели посредством него успешный сеанс голосовой радиосвязи с коллегами из Калифорнии на частотах от 7,75 до 8,35 ГГц. Скорость передачи данных составила около 20 килобит в секунду
Система работала, но продолжалось это недолго. Иглы не только продолжали рассеиваться в пространстве, уменьшая эффективность «работы» кольца-облака: орбита была слишком низкой, и иглы снижались под действием гравитации. Уже ко 2 июля 1963 года связь через разредившееся космическое кольцо стала почти невозможной, и эксперимент прекратили.
Ещё в конце того же мая учёные из британского Кэмбриджа вновь выразили американцам категорическое возмущение и осуждение, которое разделяли многие. Это наложилось на проведённые в 1962 году американцами ядерные испытания в космосе. Смелые, но сомнительные космические эксперименты Пентагона и НАСА всё больше возмущали не только СССР, но и их собственных сограждан и союзников.
Впрочем, на это в условиях пика Холодной войны, возможно, и закрыли бы глаза: только что отгремел Карибский кризис, едва не спровоцировавший мировую ядерную войну, вопросы военной безопасности были в приоритете. Проект «Вестфорд» прекратили не столько протесты учёных и дипломатов, которые искренне возмущали Уолтера Э. Морроу и других сотрудников лаборатории Линкольна, сколько стремительное развитие более совершенных технологий.
Ещё в 1962 году на орбиту успешно вышел первый американский спутник связи Telstar, «дедушка» всех современных систем спутниковой связи. Частный космический аппарат, разработанный в осознавшей коммерческие перспективы космоса коммуникационной компании AT&T, передал через Атлантику не голосовую радиосвязь, а полноценный качественный телевизионный сигнал. Он показал, что связь через космос лучше делать по совсем другой модели, нежели запуск на орбиту Земли огромных колец дипольных отражателей.
или
Проект «Вестфорд» закрыли, и больше искусственных колец Земле делать не пытались. Зато споры вокруг него стали одной из причин создания и подписания международного Договора о космосе 1967, который по сей день является основой «космического законодательства Земли».
Большая часть медных игл «Вестфорда» уже в первые годы после запусков осыпались на Землю. Особенно много их упало в Гренландии — там нашли до пяти игл на квадратный километр территории. Впрочем, упали далеко не все. По современным оценкам, как минимум 36 облаков игл, оставшихся после первых неудачных пусков, до сих пор висят на околоземной орбите.
Впрочем, на фоне летающих там же гор разнообразного и куда более тяжёлого космического мусора они практически незаметны и не представляют опасности для космических аппаратов — оставаясь своего рода памятником причудливых экспериментов начала космической эры человечества.
Комментарии (82)
IkaR49
07.11.2021 17:59+5Особенно много их упало в Гренландии — там нашли до пяти игл на квадратный километр территории.
А почему такая мелочь не сгорела при вхождении в атмосферу?
pda0
07.11.2021 18:26+10Вы в общем сами ответили на свой вопрос. Они слишком мелкие и лёгкие. Затормозили об атмосферу раньше, чем сгорели.
BioHazzardt
07.11.2021 18:32+1падали недостаточно быстро из-за отсутствия начального ускорения и небольшой массы
eugene08
07.11.2021 21:51-1
saboteur_kiev
08.11.2021 00:29+4Это тут причем? Ускорение работает одинаково, но вот трение о воздух сильнее тормозит легкие предметы. Поэтому разогнаться до скорости, на которой трение о воздух вызовет сгорание, иголки не смогли.
victor_1212
08.11.2021 03:37+2>Поэтому разогнаться до скорости, на которой трение о воздух вызовет сгорание, иголки не смогли.
зачем еще разгоняться, если у них уже первая космическая с момента выведения, наоборот тормозиться требуется,
если как вы пишете, трение о воздух сильнее тормозит легкие предметы, должны сгореть :)
lostmsu
08.11.2021 08:32+1Объяснение выше действительно неправильное. Правильнее было бы сказать, что с уменьшением размера предмета (при условии одинаковых пропорций), сила трения, которая пропорциональна площади (квадрат размера), эффективнее тормозит, т.к. инерциальная масса пропорциональна объёму (куб размера), и нужно прилагать меньше силы на единицу площади для того же эффекта.
По сходной причине небольшие предметы лучше выдерживают падение, чем большие предметы из того же самого материала.
Rikhmayer
08.11.2021 09:56+3Еще более правильно было бы сказать, что разогреваются предметы при падении с орбиты не столько трением о воздух, сколько из-за разогрева самого воздуха в результате резкого сжатия. Т.е. объект, входящий в атмосферу, изменяет объем воздуха перед собой, воздух сжимается, нагревается, переходит в состояние плазмы, сжигает объект. Иголка, видимо, этот процесс не запускает.
ksbes
08.11.2021 11:28+1Почему иголка не запускает? Если разогнать - запустит. Тут же ещё "ошибка выжившего" работает: те иголки что сгорели мы наблюдать не можем. А те что не сгорели - затормозились достаточно сильно намного раньше, чем само понятие плазмы стало иметь смысл. Причём, даже, не обязательно только атмосферой - такие иголки даже солнечный свет "сдувать" будет
victor_1212
08.11.2021 16:27смотрите какое интересное получилось обсуждение, вместо унылого "трение о воздух сильнее тормозит легкие предметы", мои 2 копейки - динамика замешана, объект сильно не стабильный при таком соотношении длины и сечения, если как-то стабилизировался типа вращением носом вперед, может и не сгореть, солнечный ветер учитывался с самого начала как фактор сдувания/очистки c орбиты, для тех кто интересуется, все что в статье написано про lincoln lab, типа не обращайте внимания, настолько неточно
Tarakanator
08.11.2021 16:57Думаю причина в другом.
Как я понимаю ускорение торможения будет +- одинаково для тел любой массы (если мы говорим не о столь большой массе, когда торможение происходит о поверхность), различие будет только в высоте на которой это торможение будет происходить.
А вот в чём будет разница, так это в соотношении площади поверхности к весу.
Иголки будут интенсивно терять тепло из-за излучения. Потому и не сгорят при входе в атмосферу.
SerjV
13.11.2021 02:47+1Как я понимаю ускорение торможения будет +- одинаково для тел любой массы (если мы говорим не о столь большой массе, когда торможение происходит о поверхность)
Может как положено, схемку с силами нарисовать?..
На любое тело действует сила тяжести, направлена вниз к планете, равна mg, где m - масса тела (если ничего не сгорает и не отваливается - константа), g - вектор ускорения свободного падения, уменьшается с высотой над планетой.
Тело куда-то прётся с вектором скорости v, и оно направлено не в сторону планеты, а почти что нормально к этому направлению, может, с небольшим уклоном вниз.
На тело, прущее через атмосферу, действует сила сопротивления от взаимодействия с воздухом, противоположная вектору скорости, но зависящая от скорости тела, площади сечения тела и плотности воздуха (а также более сложным образом от характеристик обтекания тела, но пока этим пренебрежом). На большой высоте плотность ниже, но скорость высока.
В результате у нас будет уменьшаться составляющая скорости тела, нормальная направлению на планету, но расти в направлении на планету под действием силы тяжести.
...
profit: В предельном случае получаем вертикальное падение тела с постоянной(!) скоростью (terminal velocity, даже кино такое было со сбрасыванием тела с нераскрывшимся парашютом) - т.к. сила притяжения скомпенсирована сопротивлением воздуха (а других сил на тело не действует, ветром принебрегаем).
Тело малой массы быстрее потеряет горизонтальную составляющую скорости, перейдёт на вертикальное падение и достигнет terminal velocity, чем тело большой массы, следовательно, меньшее время будет подвергаться нагреву, потому и не сгорит, при условии, что начальная скорость вхождения в атмосферу не настолько велика, чтобы оно сгорело за то небольшое время, пока тормозится до terminal velocity.
Ну вот как-то так, для начала. Дальше модель можно усложнять, если нужно.
Tarakanator
13.11.2021 08:521)начальная скорость вхождения в атмосферу около 8км/с. Так что ваше предположение о том, что начальная скорость вхождения в атмосферу не настолько велика ошибочно.
2)нам пофиг сколько времени тело будет подвергаться малому нагреву двигаясь в достаточно высоких слоях атмосферы. Там атмосферы мало и нагрев слабый. Нам важно что будет происходить на участке интенсивного торможения.
3)если тело малой массы БЫСТРЕЕ теряет скорость, значит оно и быстрее нагревается, значит и больше сгорает.
Tarakanator
13.11.2021 08:523)если тело малой массы БЫСТРЕЕ теряет скорость, значит оно и быстрее нагревается, значит и больше сгорает.
SerjV
13.11.2021 17:52+13 с поправкой из второго комментария. Потеря скорости происходит не из-за нагрева же. А нагрев происходит из-за трения, и чем дольше нагрев - тем больше температура, причём нагреть надо до температуры кипения или начала реакции сгорания при наличии достаточного количества кислорода. В нормальных условиях температура плавления около 1000С, и вряд ли изменится с высотой (разве что увеличится, теоретически, но скорее всего принебрежимо), кипения - около 2500С, с высотой может понизиться (но не факт, что значительно - кристаллическая решетка всё-таки, хотя еще зависит от времени нахождения в условиях низкого давления, конечно, но тут скорее всего этими эффектами можно пренебречь).
2 - Не настолько пофиг, т.к. для тела малой массы это может иметь заметное воздействие на торможение - раз уж их вообще солнечным ветром сносило... Хотя ХЗ насколько.
и по 1 - нам на самом деле не важна скорость вхождения в атмосферу сама по себе, но скорость изменения этой скорости. То есть ускорение. Если тело сопротивлением среды тормознётся до terminal velocity с гигантским ускорением - то даже толком не успеет нагреться. Спускаемый аппарат или боеголовка такого просто не выдержат и разрушатся (не говоря уж о мясных мешках внутри спускаемых аппаратов), цельнометаллический кусок - вполне может это всё превозмочь.
Tarakanator
14.11.2021 10:223)наоборот. В данном случае чем меньше время нагрева, тем больше температурат. Т.к. меньшее время нагрева означает большее торможение.
Поставте кастрюлю с водой на плитку мощностью 1ват на 1000 часов. и на 1000 ват на 1 час. Какая кастрюля нагреется до большей температуры?2)чем меньше масса, тем более пофиг т.к. отношение массы к площади излучения меньше.
1)А она будет +- одинакова. У нас же орбита близкая к круговой.
SerjV
14.11.2021 20:363))наоборот. В данном случае чем меньше время нагрева, тем больше температурат. Т.к. меньшее время нагрева означает большее торможение.
Поставте кастрюлю с водой на плитку мощностью 1ват на 1000 часов. и на 1000 ват на 1 час. Какая кастрюля нагреется до большей температуры?Эм... T0= Тн+ v^2/2*cp вроде, где Тн — температура набегающего воздуха, v — скорость полёта тела, cp — удельная теплоёмкость газа при постоянном давлении, T0 - температура газа в результате торможения.
Соответственно, чем быстрее снизим v - тем быстрее кончится (значимый) нагрев газа - тем быстрее кончится теплообмен газа с телом (тело-то продолжит движение, а газ - останется где был, мы ж не до нуля относительно газа затормозимся).
Так что чем дольше тормозимся, тем дольше подвергаемся воздействию высокой температуры. Аналогия с кастрюлей у вас не совсем правильная, правильнее была бы "у вас горелка на киловатт и вопрос в том, будете держать на ней кастрюлю час (медленное торможение) или минуту (быстрое)"...
А проблема тут - "т.к. масса и начальная скорость тела известны, т.е. знаем его кинетическую энергию - то вопрос в том, как быстрее затормозиться?". Мы ж не можем затормозиться чудесным образом...
2)чем меньше масса, тем более пофиг т.к. отношение массы к площади излучения меньше.
Да вот как раз не пофиг - иголки вполне могут затормозиться еще в разреженных слоях атмосферы...
1)А она будет +- одинакова. У нас же орбита близкая к круговой.
Была бы круговой - они бы вообще в атмосферу не попали... С другой стороны, на высоте первая космическая скорость ниже, чем на поверхности... Но не уверен, что это всё тут имеет большое значение в данный момент.
Tarakanator
15.11.2021 08:27Соответственно, чем быстрее снизим v - тем быстрее кончится (значимый) нагрев газа - тем быстрее кончится теплообмен газа с телом
Вы рассматриваете с точки зрения 2-х тел(иголка и воздух). Я рассматривал с точки зрения воздействия молекул на тело. Иголки-то мелкие и острые.
какой подход в данном случае правильнее не знаю.Да вот как раз не пофиг - иголки вполне могут затормозиться еще в разреженных слоях атмосферы...
Поэтому я говорю что ускорение не зависит от массы. Но какое отношение имеет высота к отношению площадь поверхности/масса?
Была бы круговой - они бы вообще в атмосферу не попали...
1)близкая к круговой
2)МКС на 400км вполне тормозится о атмосферу... а иголки сильно меньше. значит и тормозиться будут в сильно более высоких слоях атмосферы. Правда обычно ЭТО уже не называют атмосферой.
SerjV
15.11.2021 11:41Вы рассматриваете с точки зрения 2-х тел(иголка и воздух). Я рассматривал с точки зрения воздействия молекул на тело. Иголки-то мелкие и острые.
какой подход в данном случае правильнее не знаю.Ну я тоже это учёл. Другое дело, что кроме как об воздух - иголкам тормозиться не о обо что, и как там оценить участвующую в торможении площадь поверхности у вращающейся иголки - Х.З. Смысл в том, что чем большей поверхностью плюхнемся - тем быстрей затормозимся, но бОльшие перегрузки испытаем.
Поэтому я говорю что ускорение не зависит от массы. Но какое отношение имеет высота к отношению площадь поверхности/масса?
Которое ускорение? :) Фактическое ускорение падения тела не зависит от массы только в вакууме - а вот достаточно ли тут вакуум для этого случая - уже Х.З. Импульсов от ударов молекул газа может оказаться достаточно, чтобы раскрутить эти иголки - а тогда часть энергии вместо нагрева уйдёт во вращение, например.
1)близкая к круговой
С трудом верится, если честно. Близкой к круговой она была после выброса. А если их сдуло солнечным ветром - то не факт, что осталось круговой.
2)МКС на 400км вполне тормозится о атмосферу... а иголки сильно меньше. значит и тормозиться будут в сильно более высоких слоях атмосферы. Правда обычно ЭТО уже не называют атмосферой.
Ну не знаю, не знаю... Сами ж только что сказали, что МКС тормозится об атмосферу на 400 км, хотя граница космоса - около 100 км. В некотором смысле граница атмосферы находится дальше орбиты Луны, хотя выше 2-3 тыс. км. это уже совсем трудно называть атмосферой...
Tarakanator
15.11.2021 13:29Смысл в том, что чем большей поверхностью плюхнемся - тем быстрей затормозимся, но бОльшие перегрузки испытаем.
Тем раньше начнём заметно тормозиться.
Ускорение же торможения будет +- одинаковым. Вопрос только в насколько глубоких слоях атмосферы пойдёт всё действо.Которое ускорение? :) Фактическое ускорение падения тела не зависит от массы только в вакууме - а вот достаточно ли тут вакуум для этого случая - уже Х.З. Импульсов от ударов молекул газа может оказаться достаточно, чтобы раскрутить эти иголки - а тогда часть энергии вместо нагрева уйдёт во вращение, например.
Ускорение в смысле торможение о воздух.
Я не могу представить себе, чтобы значительная часть энергии ушла во вращение.
С трудом верится, если честно. Близкой к круговой она была после выброса. А если их сдуло солнечным ветром - то не факт, что осталось круговой.
там всего-то 3.5к км над Землёй. Если посмотреть на это в масштабе Земли, то орбите особо иголкам особо деваться некуда. Чуть туда, чуть сюда подвинь, уже в атмосферу войдут.
И ещё момент. Торможение в атмосфере скругляет орбиту (за счёт того что торможение больше в нижней точке орбиты)Ну не знаю, не знаю... Сами ж только что сказали, что МКС тормозится об атмосферу на 400 км, хотя граница космоса - около 100 км. В некотором смысле граница атмосферы находится дальше орбиты Луны, хотя выше 2-3 тыс. км. это уже совсем трудно называть атмосферой...
Сложно сказать где конкретно начали тормозить, но интуитивно мне кажется, что солнечный ветер подвинул иголки до 1-2ММ, а дальше уже атмосфера
SerjV
15.11.2021 15:04Тем раньше начнём заметно тормозиться.
Ускорение же торможения будет +- одинаковым. Вопрос только в насколько глубоких слоях атмосферы пойдёт всё действо.С чего бы одинаковым? Сопротивление зависит от площади и скорости, но не от массы - так что чем больше площадь поверхности при той же массе и скорости - тем быстрее будем тормозиться, a=F/m.
Тут как-бы масса и линейные размеры иголок фиксированы, но вот как на это влияет вращение иголок (может увеличить эффективную площадь) - хрен его знает...
Плюс по мере уменьшения скорости и сопротивление уменьшается, так что уменьшается сила сопротивления и вслед за ней ускорение торможения уменьшается.
Я не могу представить себе, чтобы значительная часть энергии ушла во вращение.
в условиях бильярда молекулами воздуха?.. хрен его знает...
И ещё момент. Торможение в атмосфере скругляет орбиту (за счёт того что торможение больше в нижней точке орбиты)
хм... скруглять орбиту, уменьшая горизонтальную компоненту скорости?.. Скорее там спираль будет, чем окружность...
Tarakanator
15.11.2021 16:01Сопротивление зависит от площади и скорости, но не от массы - так что чем больше площадь
ВНЕ контекста да. А в контексте нет. Вы забыли про плотность среды в которой тормозиться, а она у нас СОВСЕМ не константа.
Плюс по мере уменьшения скорости и сопротивление уменьшается, так что уменьшается сила сопротивления и вслед за ней ускорение торможения уменьшается.
Сначала увеличивается. Т.к. при снижении скорости мы проваливаемся во всё более плотные слои атмосферы.
хм... скруглять орбиту, уменьшая горизонтальную компоненту скорости?.. Скорее там спираль будет, чем окружность...
В смысле пока у нас скорость больше 1-й космической, Виток N+1 будет имень эксцентриситет меньше, чем виток N.(Конечно пренебрегая тем, что витки не замкнуты)
SerjV
16.11.2021 03:19ВНЕ контекста да. А в контексте нет. Вы забыли про плотность среды в которой тормозиться, а она у нас СОВСЕМ не константа.
Верно... Но это не означает постоянство ускорения. Для спускаемых аппаратов всё-таки подбирают аэродинамику так, чтобы оно имело "полку сверху"...
Плюс можно протормозиться быстрее, чем разница плотности станет существенной.
Сначала увеличивается. Т.к. при снижении скорости мы проваливаемся во всё более плотные слои атмосферы.
Терминальная скорость не константа - так что да, по мере приближения к поверхности будет замедляться...
Tarakanator
18.11.2021 09:37Верно... Но это не означает постоянство ускорения.
Постоянство ускорения не одного аппарата в разные моменты времены.
А постоянство ускорений РАЗНЫХ объектов(неправильной формы, так-то за счёт аэродинамики конечно можно творить что угодно) в одну фазу спуска.
Терминальная скорость не константа - так что да, по мере приближения к поверхности будет замедляться...
Я не про терминальную скорость. А про то, что творится ДО её достижения.
SerjV
18.11.2021 14:01Постоянство ускорения не одного аппарата в разные моменты времены.
а вот тут непонятно, с чего бы ему быть постоянным... По идее от многих факторов зависит же.
Вплоть до возможности отскока от атмосферы (с некоторой потерей скорости перед повторным входом в неё), и управления углом атаки посадочного модуля на практике - так что у него снижение может быть не таким быстрым, как гашение горизонтальной скорости (вследствие чего и поддерживать стабильную перегрузку).
Tarakanator
18.11.2021 15:23Вплоть до возможности отскока от атмосферы
А вот тут стоит вспомнить контекст. Мы говорим о неуправляемом объекте.
а вот тут непонятно, с чего бы ему быть постоянным...
Ну тут не то, чтобы прям константа, скорее принципиально не отличаются.
Потому как что-бы не падало, сначало оно тормозиться очень незначительно,
Потом, когда скорость станет меньше орбитальной начинаются слои поплотнее. и торможение входит в фазу с наибольшими ускорениями. И по сути у тел разной массы отличается не величина ускорения, а высота, на которой начинается эта фаза с наибольшими ускорениями.
SerjV
18.11.2021 15:55А вот тут стоит вспомнить контекст. Мы говорим о неуправляемом объекте.
Камушки тоже неуправляемые, но от воды отскакивают... Вопрос в сочетании скорости и угла входа...
Потом, когда скорость станет меньше орбитальной начинаются слои поплотнее
В общем случае ничто не мешает впилиться в поверхность Земли почти не потеряв скорость с момента начала вхождения в атмосферу.
В случае с почти горизонтальным вхождением - наоборот, есть шанс потерять горизонтальные 8км/с еще в верхних слоях атмосферы и начать падать с почти нулевой вертикальной скоростью.
Слишком много факторов, отличных от падения привычных каменюк и ступеней ракет...
Tarakanator
18.11.2021 16:44Камушки тоже неуправляемые, но от воды отскакивают... Вопрос в сочетании скорости и угла входа...
У меня есть большие подозрения в том, что отскок от атмосферы вообще возможен. Тут нет чёткой границы сред.
Не происходит эффекта когда с разных сторон объекта среда с разной плотностью.
А то, что называют отскоком по сути прохождение атмосферы насквозь с торможением недостаточным для сброса скорости ниже орбитальной.
Нет теоретически имея планер с каким-никаким аэродинамическим качеством это возможно, но нафига? И мы не про планер говорим.В общем случае ничто не мешает впилиться в поверхность Земли почти не потеряв скорость с момента начала вхождения в атмосферу.
В общем да, а в нашем, когда орбита близка к круговой и масса не огромная нельзя.
В случае с почти горизонтальным вхождением - наоборот, есть шанс потерять горизонтальные 8км/с еще в верхних слоях атмосферы и начать падать с почти нулевой вертикальной скоростью.
если у нас скорость ниже орбитальной, значит максимум через пол витка(можно придумать ситуацию когда почти через виток, но это не возможно в обсуждаемых условиях) мы воткнёмся в землю. Значит время торможения максимум 45 минут. А по факту сильно меньше. И тут то и получается что по сути если отмерять с момента когда до падения осталось пол витка(без учёта сопротивления воздуха) падение любого тела будет +- одинаковым. Вопрос только в том, на какой высоте все будет происходить.
есть шанс потерять горизонтальные 8км/с еще в верхних слоях атмосферы
Я про то и говорю. Если мы теряем всё в верхних слоях атмосферы, значит и нагрев там идёт.
SerjV
18.11.2021 20:38если у нас скорость ниже орбитальной, значит максимум через пол витка(можно придумать ситуацию когда почти через виток, но это не возможно в обсуждаемых условиях) мы воткнёмся в землю.
Можем и не так быстро воткнуться - по вертикали эта штука может относительно быстро словить терминальную скорость...
Tarakanator
18.11.2021 22:39что такое терминальная скорость по вертикали? Это как будто подразумевает что у нас есть ненулевое аэродинамическое качество
SerjV
19.11.2021 10:43Ну так любой вектор можно представить в виде удобной нам суммы векторов. Аэродинамическое связано с горизонтальной составляющей скорости.
А предельная скорость падения связана с движением по вертикали и есть в любом случае, вопрос лишь в её величине...
Tarakanator
19.11.2021 11:37Либо я вас не понимаю, либо вы меня.
когда говорят про терминальную скорость обычно подразумевают, что горизонтальная не важна. А в нашем случае она важна, т.к. за счёт "центробежной" силы тоже снижает скорость падения.
Если же горизонтальная скорость снизилась настолько, что стала не важна, то мы уже прошли пик нагрева.
Как-то я уже устал писать. Боюсь на следующий пост уже не отвечу.
SerjV
19.11.2021 15:02Возможно, не понимаем.
Во-первых, быстрее терминальной снижаться не будет. Так что даже если за счёт центробежных эффектов (в неИСО, связанной с Землёй) или там откуда-то взявшейся подъемной силы что-то будет - то в итоге вертикальная скорость будет еще меньше.
Вопрос в том, как быстро оно эту скорость достигнет и какой она будет... При изначально небольшой скорости снижения - достичь может достаточно быстро.
Какой будет - Х.З. Мелкие капли дождя запросто спускаются с 5 км/ч ;) Ну пусть будет условные 20км/ч. У "Союза" от входа в атмосферу до раскрытия парашюта проходит минут 10. За это время иголка опустится километров на семь, ну пусть даже на 10-15... Заметно, но не так уж критично в плане роста плотности атмосферы.
А тормозиться по горизонтали может и с перегрузкой и 100g, и 1000g - то есть не факт что даже расплавиться успеет.
Проблема в том, что скорость вхождения и высота у нас более-менее конкретны и количественны, а вот поведение иголки что в разреженном газе, что в обычном газе - на уровне "качественных моделей" (да оно и на практике плохо моделируется без эксперимента, насколько я понял).
Tarakanator
19.11.2021 15:26Проблема в том, что скорость вхождения и высота у нас более-менее конкретны
Вот это я до вас донести не могу.
Что такое высота вхождения?
Какая она будет для объектов разной массы?
SerjV
19.11.2021 17:24А как у нас тут одно связано с другим?
Значимая граница атмосферы где-то 100-120 км, плотные слои - 60-80 км, от массы тела это вряд ли зависит.
От сочетания массы, площади (и вообще обтекаемости) и скорости может зависеть, на какой высоте эффекты станут значимыми - может оно уже к плотным слоям подойдёт со скоростью меньше двух махов в них после долгого, но слабого нагрева, а может очень быстро затормозится в них, не успев толком нагреться, хоть и подвергнувшись сильному нагреву...
И вот тут-то Х.З. и имеет место, по-моему.
Tarakanator
19.11.2021 17:51От сочетания массы, площади (и вообще обтекаемости) и скорости может зависеть, на какой высоте эффекты станут значимыми - может оно уже к плотным слоям подойдёт со скоростью меньше двух махов
Т.е. атмосфера станет значимой только в плотных слоях, но с 8км/с до 2-х махов магией скинется скорость?
SerjV
20.11.2021 17:57Еще раз...
У нас есть сочетание характеристики иголки: масса, площадь и характеристики обтекания, скорость (относительно планеты).
И у нас есть хорошо изученное поведение условных булыжников при вхождении в атмосферу с той же скоростью, что и иголки. Но у них другие сочетания массы с площадью и характеристиками обтекания.
Но у нас нет основания считать, что в случае иголки будет всё также, как в случае булыжников, т.е. что вклад взаимодействия с разреженными слоями атмосферы условно пренебрежим. И также не можем быть уверены, что и в плотных слоях иголки будут тормозиться с теми же 10g и потому достаточно долго подвергаться температурному воздействию, а не тормознутся с ускорением на 2-3 порядка большим и потому не успеют испариться.
Причём часть информации, необходимая для понимания происходящего, вообще не получается одним лишь расчётом. Разве что где-то найдутся подходящие экспериментальные данные для близких по характеристик объектов в разреженном газе (для плотных слоёв, возможно, что-то можно рассчитать, хотя не факт, что просто).
axe_chita
09.11.2021 06:00Возможно их тормозило магнитное поле Земли, точнее наведенные токи? Просто на орбитах 3500-3800 км спутники существуют десятки лет.
LevPos
09.11.2021 11:25Здесь пишут, что "толкало" к Земле солнечным ветром:
https://www.wired.com/2013/08/project-west-ford/
Because the copper wires were so light, project leaders assumed that they would re-enter the atmosphere within several years, pushed Earthward by solar wind. Most of the needles from the failed 1961 and successful 1963 launch likely met this fate. Many now lie beneath snow at the poles.
Makeman
11.11.2021 01:16+1Меня больше удивляет, каким образом можно найти подобную невидимую глазом иголку толщиной в 25,4 микрона где-то в заснеженной Гренландии, когда их не более пяти на квадратный километр... Даже пять шерстяных ворсинок на такой территории отыскать как-то немыслимо, на грани фантастики, что уж говорить о куда более мелких предметах...
LevPos
11.11.2021 01:58+2Так их и не искали, это только оценка:
https://www.damninteresting.com/earths-artificial-ring-project-west-ford/
Most of the West Ford dipoles re-entered Earth’s atmosphere sometime around 1970, according to theoretical and observational evidence. The needles slowly drifted down to the Earth’s surface, unscathed by re-entry because of their size. Some consideration was given to recovering one or more of the dipoles in order to learn more about the space environment. Calculations showed that as many as five dipoles would have landed per square kilometer in the high Arctic. But the exceptional cost of recovering these tiny needles from the haystack of billions of tons of Arctic snow killed off any practical attempts at recovery.
ncr
07.11.2021 18:25+17Американские военные были уверены, что СССР спит и видит, как бы поскорее бросить танковые армады на завоевание Европы и Азии
Действительно, параноики какие-то
VT100
07.11.2021 21:31+16Ага, 10 лет назад была война, на которой США изрядно погрели руки. Война шла на территории СССР — с весьма масштабными потерями как в населении, так и в промышленном потенциале.
Итого: Плакат 20-х годов не вполне уместен в качестве иллюстрации Вашей мысли и сама мысль — спорна.
Вишенка, СССР интересуется вступлением в НАТО.ncr
07.11.2021 22:18+12Анекдот про «джентельменам у нас верят на слово» помните?
Если некто десятилетиями прямым текстом декларирует намерения раздуть вам на горе мировой пожар, было бы немного странно сидеть на попе ровно.
А про танковые армады можете, например, у венгров или чехов спросить, паранойя это или не совсем.T_Cirkla
07.11.2021 23:25+8США делали то же самое на территории мелких по размерам союзников. Франция совсем недавно использовала своих военных в одной из своих бывших колоний. Или это другое?
NikitaCartes
08.11.2021 09:41+2Когда у тебя и твоих союзников есть план уничтожить врага, то довольно логично можно ожидать что у врага есть такой же в план на твой счёт.
MilesSeventh
08.11.2021 10:05+3Насколько я могу судить по своим скудным познаниям, это действительно другое.
Со стороны СССР, мировые амбиции обозначенные еще в довоенное время, в ходе послевоенных переговоров были только подтверждены — Иосиф вообще не собирался предоставлять суверенитет аннексированным до и в ходе войны странам восточной Европы, активно занимался пропагандой на их территории и стремился их включить в состав СССР, под прямой контроль. Повода не опасаться СССР попросту не было.
Штатам же хотелось добиться доминирования в мировой экономике, и смысла решать проблемы и нести ответственность за страны Европы не было, потому европейские страны и получили суверенитет и договоры для взаимоподдержки. Поддержка сформировавшихся нат вокруг СССР — закономерная реакция на итоги послевоенных переговоров. Опыт самого образования наты подтверждал, что в прямом военном контроле над СССР западные страны не заинтересованы, у них принято людей есть иначе, медленно проваривая.
ClearAirTurbulence
08.11.2021 14:36+2Да, другое. Советами не скрывалась идея о распространении коммунизма на весь мир, в т.ч. путем войны, в т.ч. и "развязанной одними буржуями против других" - они друг на друга нападут, а мы, пользуясь поддержкой рабочего класса, принесем всем разумное, доброе, и вечное. Этим пропитана вся риторика до ВМВ2, да и потом это затухало весьма медленно, просто не так откровенно декларировалось.
Собственно, военная доктрина РККА это подтверждала.
Военная доктрина РККА имела наступательный характер, основным тезисом которой был: «бить врага малой кровью, на чужой территории». Подобный подход в итоге сыграл немаловажную роль в том, что РККА практически не изучала оборонительный характер ведения маневренных боевых действий в отступлении, в окружении, и так далее, что в итоге крайне плачевно сказалось в ходе начального периода войны 1941—1942 годов. Об этом факте очень много говорили впоследствии многие советские военачальники, как например И. С. Конев и другие.
К моменту начала Великой Отечественной войны силы Красной армии были стянуты к западным границам, снабжающие склады также находились близко к границе. Некоторые историки считают такое положение складов, а также слабую подготовку РККА к оборонным действиям — следствием, а вместе с тем и явным свидетельством подготовки именно превентивной войны[10].
wiki
Что же до того, кто там кого пугал, достаточно посмотреть на соотношение сил:
Графики
Когда у тебя над головой висит такой топор, задумаешься, опасаться того, к с ним у твоей двери стоит, или нет. Собственно, они опасались настолько, что заминировали Фульдский коридор ядерными фугасами, потому что иного способа остановить 29 килотанков придумать не смогли.
HenryPootle
08.11.2021 15:11+3Есть мнение, что 29 килотанков 1989 года не сильно отличались от 23 килотанков 1941. Из Сухопутных войск боеспособными в полном смысле были только войска, размещенные в Европе и отдельные образцовые дивизии внутри страны.
VT100
08.11.2021 21:20Не забудьте сравнить ядерные силы, где СССР начал сравниваться только к середине-концу 70 и при уже действующих(?) договорах СНВ. На 60-е годы — у США подавляющее превосходство.
Amonara
08.11.2021 16:57+3Хм. Одно дело поддерживать борьбу рабочих за свои права. Другое прямая военная интервенция в первой мировой. Операция «Немыслемое» во второй.
MyshinyjKorol
10.11.2021 14:52Как раз в самом начале во времена той самой интервенции планы революционеров были наиболее агрессивны. Изначально революция виделась вождям пролетариата в идеале мировой. Это вовсе не "поддерживать рабочих в борьбе за права".
odissey_nemo
09.11.2021 13:04+2Пример классического передёргивания, надеюсь, не намеренного, а лишь как инерции мышления и одностороннего взгляда. Плакатик этот 1920 года, когда даже СССР ещё не существовал, а были только республики во главе с Р.С.Ф.С.Р.
Красная Армия в тот момент никак не могла рассматриваться как средство завоевания мира тогда и в будущем.
На деле смысл плаката в том, что социализм и будущий коммунизм должны неизбежно победить идеологически и экономически самый естественный и единственный из внешних наличествующих социально-экономических строёв - капитализм.
И показатели к этому были. Успехи строительства и развития, по сравнению с имевшимся эталоном, царской России, были!
omega-hyperon
07.11.2021 18:43Отдельные советские инженеры мыслили куда более широко - https://omega-hyperon.livejournal.com/28073.html - миллион тонн пыли ради улучшения климата. Строго в духе мечтаний 60-х - выровнять погоды, нагреть северные широты. Это доведение проекта подсветки зеркалами до его логического завершения, в духе ТРИЗа - уменьшить отельное зеркало, но увеличить их количества, создав непрерывный пояс из зеркал.
Dimsml
07.11.2021 22:58Недавно снова вернулся интерес к геоинжинерии, только если раньше предлагали "утеплить" планету, то теперь предлагают наоборот "остудить". Некоторые даже предлагают запускать в верхние слои атмосферы соединения серы (!) для отражения солнечного излучения. Хотел бы я на них посмотреть когда пойдут кислотные дожди.
khim
08.11.2021 03:30+2Вы хотя бы примерно, представляете сколько серы уже и так ТЭЦ и ТЭС выбрасывают? А вулканы?
Вы физически не сможете закинуть сравнимое количество в стратосферу.
Другое дело, что, ровно по этой же причине, вряд ли удастся и эффекта остужения добиться заметного.
omega-hyperon
08.11.2021 06:27Для охлаждения предлагали даже "зонтик" в точке Лагранжа между Землей и Солнцем подвесить. Впрочем, весить он будет порядочно, да и сама точка неустойчива, что требует затрат топлива на удержание конструкции.
vitaly_il1
07.11.2021 19:01+4Но эти самые кольца из отражателей могли бы использоваться всеми, включая СССР - так что проект действительно странный.
vedenin1980
07.11.2021 23:53+3Только у СССР не так остро стояла задача связи с базами и союзниками на другой стороне планеты, просто потому что в то время большинство баз и союзников СССР было в одной части света.
tzlom
07.11.2021 19:47+4Каким образом в Гренландии нашли 5 иголок на кв. километр длиной с монету и толщиной 25,4мкм? Я скорее всего её не найду в траве даже если сам себе под ноги уроню.
Sly_tom_cat
07.11.2021 20:51+3Так лед же у них там (не везде но много где) - в нем проще иголки искать чем в траве.
Dimsml
07.11.2021 23:00+4Если это дипольные отражатели строго определённых размеров, то возможно измеряли отражение радиоволн в заданном диапазоне частот.
arheops
08.11.2021 00:44+11Медные отражатели точно известной частоты то на обычном льду?
С самолета пеленгатором вы точно каждый найдете, расстояние мало же. Облучаете лед искомой частотой и ищите отклик, будет выглядеть как сверх-яркие точки засветки. Подозреваю, даже после снегопада найдете на этой частоте.
Зачем визуально искать то, что рассчитано на отражение в радиодиапозоне еще и выбранном так, чтоб вода в атмосфере не мешала?
LevPos
08.11.2021 05:20+1Непонятно, почему в статье упоминается только Гренландия. Все статьи пишут об Арктике.
http://lllolll.ru/copper-belt/
Основная же масса опустилась на земную поверхность — по подсчетам, в Арктике «выпало» до пяти медных проволочек на квадратный километр.
https://www.wired.com/2013/08/project-west-ford/
Because the copper wires were so light, project leaders assumed that they would re-enter the atmosphere within several years, pushed Earthward by solar wind. Most of the needles from the failed 1961 and successful 1963 launch likely met this fate. Many now lie beneath snow at the poles.
https://www.damninteresting.com/earths-artificial-ring-project-west-ford/
Most of the West Ford dipoles re-entered Earth’s atmosphere sometime around 1970, according to theoretical and observational evidence. The needles slowly drifted down to the Earth’s surface, unscathed by re-entry because of their size. Some consideration was given to recovering one or more of the dipoles in order to learn more about the space environment. Calculations showed that as many as five dipoles would have landed per square kilometer in the high Arctic. But the exceptional cost of recovering these tiny needles from the haystack of billions of tons of Arctic snow killed off any practical attempts at recovery.
VT100
08.11.2021 21:16Думаю, выкладки из книги Маковецкого (для спутников на полярных орбитах) — справедливы и для иголок на околополярных. Чем дальше от экватора, тем больше плотность выпадения. А в Гренландии или Антарктиде, как уже отметили, довольно просто искать с самолёта.
Rikhmayer
08.11.2021 10:04+8С орбиты 3800 км спутники падают тысячелетиями, тем более маленькие иглы. Вот и Вики говорит, что вы на порядок ошиблись: "Иглы были размещены на околоземной орбите на высоте между 350 и 380 километров" https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82_%C2%AB%D0%92%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%B4%C2%BB
LevPos
08.11.2021 14:29+1В английской Вики 3500-3800 км.
The needles were placed in medium Earth orbit at an altitude of between 3,500 and 3,800 kilometres (2,200–2,400 mi) at inclinations of 96 and 87 degrees.
engine9
08.11.2021 13:48Не совсем в тему поста. Помню в конце 90-х был всплеск в выпуске литературы про всякую пранормальщину, нло и пр. Запомнился рассказ одного очевидца, который в лесу обнаружил множество металлизированных лент одинакового размера. Конечно же там всё это подавалось как артефакты пришельцев.
Полагаю, что рассказ реален, а очевидец нашел дипольные отражатели применяемые в авиации, для постановки заграждений от радаров или ложных целей.
andi123
08.11.2021 14:16+11,78 мм (половина длины волны частотой 8 ГГц)
17.8 мм должно быть (что по картинке и видно)
Rikhmayer
08.11.2021 17:08На иллюстрации очень интересно обыграли флаг Японии. Учитывая, что в 50-ом Япония воспринималась как "враг, которого мы недавно отбомбили ядерной бомбой"...
slarionoff
08.11.2021 17:51Простите, я не понял - это на иллюстрации про Two Worlds? Флаг - белый с красным кругом?
Rikhmayer
08.11.2021 19:56+2Флаг имеется ввиду вот этот: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BB%D0%B0%D0%B3_%D0%92%D0%BE%D1%81%D1%85%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D1%89%D0%B5%D0%B3%D0%BE_%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%86%D0%B0 (он был национальным флагом до 45-го, а на 50-й год не использовался). Чтобы было похоже на него, добавили лучи над странами соцлагеря и придали серпу форму более близкую к кругу.
navferty
Наверно, под действием не гравитации, а из-за торможения верхними слоями
атмосферы.
PrinceKorwin
/sarcasm on
Атмосфера тормозит, а гравитация - притягивает. Без гравитации одна атмосфера только бы остановила онные.
SerjV
Ну если уж совсем попридираться, то без гравитации и независимо от атмосферы - иглы бы разлетелись от диспенсера во все стороны и никаких колец не образовали, хотя часть игл попала бы на Землю, т.к. Земля оказалась бы на их пути, а вот без атмосферы, но с гравитацией - не упали бы очень-очень долго, пока солнечный ветер не скорректировал бы их траектории так, что Земля оказалась бы на их пути.
Так что тут заслуга и гравитации, и атмосферы.