I voli spaziali..?

Question

Perchè per uscire dall'atmosfera terrestre vengono utilizzati i razzi(con i rischi che comportano)? Non è possibile costruire un veicolo che parta come un'aereo e torni come un'aereo per fare viaggi nello spazio?
Quali sarebbero le complicazioni?
grz

Answer 1

Al di fuori dell' atmosfera non puoi usare un normale motore a getto; non c' è ossigeno e la combustione non è possibile.
Devi avere un motore in cui siano presenti combustibili e comburenti ( tipo : idrogeno e ossigeno ) .
Ogni Pianeta ha una sua velocità di fuga ; devi riuscire a raggiungerla e vincere il campo gravitazionale ; dipendente dalla Massa del Pianeta.
La Terra ha una velocità di fuga di circa 11, 2 Km / sec. e senza una spinta verticale molto forte non riesci a superarla e a metterti in orbita o uscire dall' orbita.
Poi non essendoci atmosfera tutte le superfici del mezzo non risponderebbero a qualsiasi comando .
Non puoi fare nessuna manovra che fa un normale aereo; devi servirti di piccoli razzi per regolare l' assetto del veicolo.

Answer 2

Be', il ritorno piou o meno GIA avviene così. Per la partenza tinei presente una cosa semplicissima:
Per accelerare un oggetto, QUALSIASI oggetto, con un moptore a reazione, la velocità raggiungibile è legata a questa formula:
Variazione di velocità uguale: Velocità di ejezione del gas dalla coda moltiplicato il logaritmo naturale del rapporto tra massa iniziale e massa finale.
Cioè un razzo che, fuori dall'attrrito atmosferico, DEVA accelerare a 7000 metri al secondo (velocità orbitale) sparando un gas caldo dalla coda che va al massimo a 3/4 km al secondo, ha un peso iniziale almeno almeno almeno di otto/dieci volte il peso finale.
Cioè bisgonerebbe portare a 50 km d'altezza un aereo del peso, compreso il carburante, di 1000 tonnellate per avere in orbita un veicolo di meno di cento.... Secondo te è possibile?
E per decelerare senza lo spaventoso rientro dello Shuttle, vale l'inverso: Se all'inizio pesa cento tonnellate, dopo il "frenamento coi reattori" pesa dieci al massimo.
Cioè: In pratica i razzi sono quasi SOLO combustibile. Il carico utile rappresenta una frazione risibile.

Answer 3

Il problema è che volare come un aereo è fattibile fino ad una certa quota, e se intendi un aereo con normali motori Jet non va poi tanto in alto, altrimenti servirebbero comunque motori a razzo per spingere questo "aerospazioplano", oppure sarebbe necessario costruire più "stadi", il primo come un aereo e il resto come razzo.....in effetti qualcosa di questo tipo esiste per la partenza(Il vettore leggero americano Pegasus viene lanciato ad alta quota da un B-52 e poi parte e accelerando inizia a salire, la sequenza di lancio è un po' simile a quella dell'X-15, che anche se solo in parte si può considerare uno "spacecraft" viste le quote che ha raggiunto.).
Per l'atterraggio invece lo Shuttle ha un rientro "come un aereo".
Un fatto importante è che per entrare in orbita guadagnare quota non basta, perchè serve anche una grandissima velocità tangenziale per non ricadere
Non hai mai notato che Shuttle e Ariane5 quando fanno vedere i lanci non salgono mai in verticale ma dopo poco iniziano ad inclinare la loro traiettoria verso est?
Salire come un aereo farebbe spendere meno per salire ma più per accelerare perchè la portanza delle ali genera una resistenza che si aggiunge alla resistenza passiva. in più la portanza delle ali è proporzionale alla densità dell'aria, quindi si riduce abbastanza rapidamente e diventerebbe praticamente poco utile già a quote relativamente basse, quindi che senso avrebbe fare un lanciatore fatto in modo di sfruttare i vantaggi per un tratto breve del lancio e poi portarsi dietro degli svantaggi per il resto del viaggio...

Answer 4

La risposta è complicata, scusa se dovrò procedere per sommi capi. Possibile la cosa è in linea di principio. Per questo da quarant'anni gl'ingegneri ci studiano, per ora senza successo. Con la navetta spazial americana si è fatto un esperimento costosissimo che ha rappresentato il primo passo in tale direzione, anche i russi con Buran fecero questo (volava ed atterrava perfino con il pilota automatico!) ma per il crollo dell'economia sovietica non poterono permettersi le spese per proseguire. Un problema certo è la quantità d'energia necessaria per entrar in orbita: il pozzo di potenziale gravitazionale da cui uscir è profondo non poco. Controparte di tale fatto è che la velocità orbital è altissima e per rientrare occorre frenare: o si porta molto propellente in orbita od occorre sfruttare l'attrito atmosferico. La prima soluzione pare troppo costosa, la seconda pericolosa perché si raggiungono temperature molto alte per effetto Joule (non so se lo hai già studiato) Peggio ancora, con le alte temperature molte parti delicate si rovinano e vanno cambiate ad ogni volo. Questo, ed i controlli su quelle che non vanno sostituite per vedere se mai fosser usurate, costano molto lavoro umano ad ogni volo. Non si possono, se si vuole portare qualcun a bordo, costruite veicoli spaziali semplicistici, perché occorre garantire la vita. Orbene, nello spazio l'ambiente è micidiale per le persone, dunque occorrono sistemi di protezione più il necessario per il metabilismo compreso il semplice respirare ; esso è anche pericolossissimo per le macchine medesime, radiazioni che massacrano i dispositivi microlettronici, micrometeoriti e meteoriti meno piccole detriti ed ancora radiazioni che nuocciono alle strutture metalliche stesse, e non accenno che alle cose più evidenti. I veicoli complessi richiedono molto lavoro, e non posson essere leggeri. Ad ogni modo una volta o l'altra ci si perverrà, occorreranno ancora perfezionamenti e progressi e nuove invenzioni.

Answer 5

la spinta che producono i razzi nell'atmosfera terrestre sono quelli che principalmente fanno viaggiare lo shuttle nello spazio, non essendoci forze che lo ostacolano... il carburante utilizzato nello spazio è poco, considerando che ci si muove per inerzia!

Answer 6

Il problema basilare sta nel fatto che questi motori dovrebbero utilizzare molto carburante per muoversi nello spazio. Inoltre potrebbero capitare dei guasti all'impianto di carburazione, e li cosa si farebbe?

Answer 7

di certo il motivo è l'enorme atrito gravitazionale e le spese per il carburante;
ma ti ricordo che un ingegnere statunitense, inventore dell'elicottero monoposto(se così si chiama), di cui ora mi sfugge il nome, a progettato, costruito e testato un prototipo mediante il quale è riuscito a raggiungere una posizione vicinissima allo spazio e, da li, con un secondo prototipo, distaccatosi dal principale,; a raggiunto lo spazio...

i costi sono stati bassissimi, i rischi elevati... ma è possibile...

ora no ma nel futuro vedremo anche questo!

Answer 8

il problema è entrare ed uscire dall'atmosfera terrestre