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¿Cuándo y cómo lejos serán los gemelos Voyager vienen a una parada completa?

Por lo que el espacio es principalmente, pero no en su totalidad, vacía. Cada pocos (no sé el orden) metros cúbicos de espacio hay algo de polvo cósmico.

Suponiendo que

  • El polvo cósmico ejerce una fricción sobre el paso de los cuerpos,
  • El Voyager gemelos son meramente de cabotaje a lo largo y
  • No sujeto a la captura por cualquier conocido de los cuerpos en su camino

Cómo mucho antes de que la fricción ejercida por el polvo cósmico reduce la velocidad de spaceraft a 0m/s en cualquier dirección a la que va - muertos-en el espacio-por así decirlo? Será ya uno hasta llegar a la estrella más cercana se dirigió hacia?

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La respuesta a esta pregunta depende de lo que tu hipótesis acerca de cómo el vector de velocidades de las partículas interestelares, podría ser, de qué tipo de partículas se podría pensar que se encontraría. Voyager hace un seguimiento de los protones que se encontró la nave espacial, y actualmente se encuentra en colisión con 1-2 protones por segundo. Mi idea inicial es que las partículas se han velocidad que es de Maxwell-Boltzmann distribuido que daría lugar a un tipo de Movimiento Browniano que iba a hacer su presencia conocida por un tipo de bamboleo en la trayectoria de la nave espacial.

Poner ese pensamiento a un lado, vamos a considerar el caso en el que el hidrógeno es en el que colisionan elásticamente con el Voyager. La masa de la Voyager de naves espaciales es ~733 kg y la velocidad es de 17.000 m/s. El resto de la masa del protón es $1.67 \times 10^{-27} kg$. El promedio de velocidad de los protones entrar en el sistema solar de los galácticos fuentes es de 26.000 m/s. Vamos a suponer que todas las partículas están afectando Voyager en la cabeza, que debe aproximarse a un escenario del peor caso.

El inelástica ecuación es:

$$\dfrac{m_{voy}v_{voy} + m_{p}v_{p}}{m_{voy}+ m_{p}} = v_{voy}'$$

La introducción de nuestros valores:

$$\dfrac{(733kg)(17,000\dfrac{m}{s}) + (1.67\times10^{-27}kg)(-26,000\dfrac{m}{s})}{(733kg)+ (1.67\times10^{-27}kg)} = (17,000 - 9.79\times10^{-26})\dfrac{m}{s}$$

O, en otras palabras, bajo el inelástica hipótesis de la disminución de la velocidad por la colisión es $$~9.79\times10^{-26}\dfrac{m}{s}$$

En 1-2 protones por segundo, la nave podría requerir ~$10^{26}$ segundos a frenar por 1 metro por segundo. Este es varios órdenes de magnitud mayor que la vida del universo.

Este simple cálculo de curso no toma en cuenta las colisiones con objetos más grandes, o partículas de polvo, pero un simple ajuste en el parámetro "masa", además de los conocimientos del número de colisiones permitiría una estimación razonable. Un poco más sofisticado cálculo debería considerar las colisiones elásticas, lo que podría añadir más tarde.

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