La oss sette en seilbåt på Titan

Pin
Send
Share
Send

De store månene som går i bane rundt gassgigantene i solsystemet vårt har fått økende oppmerksomhet de siste årene. Det er interesse for å utforske Titan videre, men dette er vanskelig fra bane fordi det er vanskelig å se gjennom den tykke atmosfæren. Flying on Titan har blitt diskutert rundt på nettet (noen ganger tydelig), og dette var til og med et av temaene som ble behandlet av den ekstremt populære tegneserien, XKCD.

Imidlertid gjenstår problemet med å drive fremdrift. Kravene til flyging er ganske minimale for Titan, så solvinger kan fungere. Men Titan presenterer også et alternativ: seiling.

Med alle disse innsjøene og elvene kan det å utforske Titan med et overflateskip være en flott måte å se mye av månen på. Kjøretøyet skulle imidlertid ikke seile på vann. Innsjøene på Titan er sammensatt av flytende metan. Utfordringen er derfor å gjøre fartøyet flytende: flytende metan er bare 45% så tett som flytende vann. Dette betyr at vi ville trenge mye forskyvning. Et dypt, hult skrog kunne imidlertid gjøre dette, og det viser seg at den flytende metan har en fordel som hjelper til med å gjøre opp for den lave tettheten: den er mye mindre tyktflytende enn vann.

Reynolds-tallet er proporsjonalt med forholdet mellom tetthet og viskositet, og det viser seg at friksjonsdrag på et skrog er omvendt proporsjonalt med Re. Mens Titans hav og innsjøer bare har 45% tetthet av vann, har de også bare 8% av viskositeten. Dette betyr at seilskipet Titan bare vil oppleve omtrent 26% av friksjonsdraget som jordekvivalent. [Yacht-designere har funnet ut at friksjonstrekket er omtrent 0,075 / (log (Re) -2) ^ 2)]. Det gir oss rom til å gjøre skroget dypere (viktig å kompensere for tettheten som over), og lengre (hvis vi vil ha en lengre vannlinje, noe som vil gjøre baugbølgene lengre og forbedre maksimal hastighet).

Seilet ville i gjennomsnitt få mindre vind på Titan enn Jorden. Gjennomsnittlig vindstyrke på Titan ser ut til å være omtrent 3 meter / s, ifølge Cassini, selv om det kanskje er høyere over innsjøene. Gjennomsnittlig vindhastighet over verdenshavene er nærmere 6,6 meter / s. Men Titan-atmosfæren er også omtrent 4x tettere enn Jordens, og både løft og drag er proporsjonal med væsketetthet. Alt i alt betyr dette at den totale væskekraften på seilet vil være omtrent 83% av hva du vil få på jorden, alt annet er likt, noe som kan være tilstrekkelig. Det vil være en premie på seileffektivitet og størrelse, og derfor må vi kanskje dra nytte av lavfriksjonsskroget for å undersøke former med mer stabilitet som kan huse et større, høyere (og antagelig høyt sideforhold) seil.

Alt dette er selvfølgelig ganske spekulativt, men det gir en morsom øvelse og gir kanskje inspirasjon når vi forestiller oss høye seilte robotfartøy som stille cruiser Titan-innsjøene.

Et konsept for en båt på Titan er allerede blitt foreslått: Titan Mare Explorer (TiME) ville sende en flytende høyteknologisk bøye til å lande i et metanhav på denne månen av Saturn for å studere sammensetningen og dens interaksjon med atmosfæren. Men dette misjonskonseptet i Discovery-klassen ble blandet til fordel for å sende InSight-lander til Mars.

Men med alle de siste funnene på romfartøyet Cassini på Titan - ting som innsjøer, hav, elver og vær- og klimamønstre som skaper både tåke og regn - vil et oppdrag som dette bli vurdert mer i fremtiden.

Pin
Send
Share
Send