Существует гипотетический интерес, что бы произошло, если бы человечество смогло отключать земное притяжение в точке запуска ракеты. Основная задача ракеты при старте — преодоление силы гравитации, чтобы достичь орбиты. Известно, что значительная часть топлива используется именно для этого.
Если гравитация была бы отключена, ракета не встретит сопротивление, характерное для подъемных и ускоряющих фаз. Такие условия снизили бы расход топлива, так как не понадобилось бы затрачивать энергию на преодоление притяжении Земли.
Однако следует учитывать, что основной принцип движения ракеты связан с реактивной тягой, согласно третьему закону Ньютона: ракета выделяет массу (в виде выхлопных газов) в одном направлении, чтобы двигаться в противоположном. Сама по себе гравитация является воздействующей силой, а ее выключение подразумевает изменение в фундаментальных законах природы, что потребовало бы пересмотра принципов всей астродинамики.
Масса топлива для полета. Рассмотрим уравнение Циолковского, которое описывает скорость ракеты в зависимости от массы топлива:
[ \Delta v = v_e \ln{\frac{m_0}{m_f}} ]
где:
- ( \Delta v ) — изменение скорости,
- ( v_e ) — скорость истечения газов,
- ( m_0 ) — начальная масса ракеты,
- ( m_f ) — конечная масса ракеты.
При отсутствии гравитации меньшее количество топлива потребовалось бы для достижения той же изменения скорости (( \Delta v )). Поэтому эффективное использование топлива могло бы снизиться до первой космической скорости без сопротивления.
Если бы возможностью манипуляции гравитацией обладали, это могло бы значительно изменить экономическую целесообразность космических путешествий и улучшить доступность космоса.
Категория: Физика
Теги: гравитация, космические технологии, топлива