Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: shuttle e decollo...

Volevo che mi confermaste un paio di cose, delle quali non sono molto certo:
1) Lo shuttle (o un veicolo equivalente) per essere messo in orbita potrebbe
evitare lo stressante decollo verticale, e decollare normalmente da una
pista "orizzontale", salire a 10/12.000 metri, essere rifornito in volo, e
poi continuare la sua salita. Una cosa di questo tipo non di può fare solo
per motivi legati alla quantità di carburante necessaria all'operazione,
vero?
2) se l'orbita dello shuttle fosse molto più bassa (ovvero molto più
schiacciata) gli astronauti potrebbero arrivare a sentire un po' di gravità
nei punti in cui l'astronave è più vicina alla terra?
Avrebbero così un ciclo "microgravità-assenza totale di gravità"?
Grazie.
A.

 nei punti in cui l'astronave è più vicina alla terra?
Gli astronauti sono soggetti alla forza di gravita`. Un astronauta in 
orbita pesa praticamente come uno sulla terra. Tant'e` che quando si 
trova a 300 km di altezza, cade verso il basso. Pero` ha anche una 
velocita` orizzontale e si sposta. E quindi non cade proprio nel punto 
che c'e` sotto di lui "in verticale", ma un po' piu` in la`. Per fortuna 
pero` si sposta orizzontalmente cosi` in fretta che quando e` caduto ad 
esempio di 1 m, la terra al di sotto e` anche un metro piu` bassa, 
perche' e` sferica "e si abbassa anche lei".
In pratica l'astronauta e` in caduta libera continua, ma non riesce mai 
a raggiungere il suolo, che gli scappa di sotto.
Poiche' e` in caduta libera, non sente nessuna forza che agisce su di 
lui, ma quelle forze ci sono e sono le forze che lo tengono in orbita.
Se l'orbita dello shuttle fosse troppo bassa, sarebbe frenata 
dall'atmosfera e perderebbe energia scendendo ancora a quote piu` basse.
Ciao
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 Avrebbero così un ciclo "microgravità-assenza totale di gravità"?
Stai confondendo assenza di gravita' con assenza di peso.
Una astronave in orbita e' in caduta libera nel campo gravitazionale
terrestre, che e' quindi ben presente. Ossia, anche in un'orbita piu'
bassa (non piu' di tanto: lo shuttle usualmente opera gia' in orbite
basse, e se scendi un altro po' incontri l'atmosfera...) gli astronauti
galleggerebbero come prima.
Ciao
-- 
Riccardo Campana
cam...@despammed.com
 (This is a valid address!)
"Physics is like sex: sure, it may give some practical
results, but that's not why we do it"  (Richard Feynman)


questo assolutamente no , primo un orbita più bassa non vuole dire
necessariamente più schiacciata, secondo sarebbero sempre in condizioni dia
assenza di peso, non assenza di gravità, l'accelerazione di gravità
all'altezza della stazione spaziale è più dell'80% dell'accelerazione
gravitazionale a terra.
Ugo

A.


Ok: di quanto varia g a 300 Km? E 9000 metri, quato dei voli di linea, è
sempre 9.8 m/s^2, piu' o meno, ma a 300 Km?
Conosci un grafico di g in rete? O meglio... quale è l'equazione che mi
fornisce il valore di g in funzione della distanza dalla sup terrestre?
Grazie.
A.

lui, ma quelle forze ci sono e sono le forze che lo tengono in orbita.
Non riesco a capire perchè parli di forze al plurale ( non c'e solo la
forza di gravità? non è la velocità e la forza che combinate
mentengono l'astronauta in orbita?)
Non è per pignoleria ma per sapere se mi è sfuggito o se non ho capito
qualche cosa.
Inoltre si parla tanto di questo fatto che un uomo  in caduta libera
non sente nessuna forza( mi sembra una nota frase di Enstain).
Io se vado sulle montagne russe quando scendo mi si rivolta lo stomaco
e questo lo attribuisco alla forza di gravità,Quindi un indizio per
stabilire se sono in caduta libera mi sembra di averlo.
Quindi anche gli astronauti dovrebbero sentirlo ( anche se gli sembra
di essere fermi) , non penso che non dia loro più fastidio solo perchè
sono allenati.
ciao

Andrea - NG, in data Fri, 23 May 2003 11:10:28 +0200, ha scritto in
"it.scienza.fisica" nel thread "shuttle e decollo...":
Ti hanno già risposto molti, soprattutto sulla seconda domanda.
Voglio solo aggiungere che il motivo per cui si fanno lanci verticali è
quello di minimizzare il percorso attraverso l'atmosfera, che a causa della
sua resistenza si "mangia" la massima parte del carburante caricato a bordo.
Ciao.
 
-- 
Roberto Rosoni
<roberto...@liberoLock.it> (Remove the Lock in your replies)
 
Internet is slowing down: could you reboot it, please?
 

 fornisce il valore di g in funzione della distanza dalla sup terrestre?
Questa e` facile
g(h)=g(0)*(R/(R+h))^2
dove g(h) e` g alla distanza h dalla superficie, g(0) e` l'accelerazione 
sulla superficie terrestre, hu usato 9.81 m/s^2. Varia nei vari punti 
della terra, c'e` un valore normalizzato che non ricordo quale sia). R 
e` il raggio della terra (quando faccio calcoli rapidi uso 6380 km) h 
l'altezza rispetto alla superfice.
Se l'altezza h e` piccola rispetto al raggio della terra (diciamo alcune 
centinaia di kilometri), allora l'espressione (R/(R+h))^2 si semplifica 
in questo modo 1/(1+h/R)^2 e con uno sviluppo in serie di taylor al 
primo ordine si ha 1-2h/R, quindi g(h)=g(0)*(1-2h/R).
Gli esempi di prima li ho calcolati con la formula completa, se si rifa 
il conto a 300 km con questa formula si ottiene 8.89 m/s^2 (errore dello 
0.7%), mentre a 11000 m si ha 9.78 m/s^2 con un errore non visibile (9 
parti per milione)


 sono allenati.
Che cosa dovrebbero sentire? Lo stomaco nelle orecchie? Certo che lo 
sentono, e all'inizio dei voli un po' di nausa ce l'hanno in parecchi.
Ciao grazie


 a raggiungere il suolo, che gli scappa di sotto.
Comunque a pensarci bene, devo ammettere una cosa: sono uno stupido! Come
poteva annullarsi g a soli 300 Km, se a 10 Km è praticamente identica?
Vabbè... perdonatemi!
Ora pero' complichiamo un po' le cose: la mia astronave viaggià dritta
dritta verso la luna, senza entrare in orbita (si può fisicamente se si va
in linea retta, senza cominciare a ruotare intorno alla terra, ed evitando
il fenomeno della "caduta libero"?), a 50000 Km la gravità, secondo la tua
formula, è circa 0.1 g(0).
Dopo un po' l'astronave comincia ad essere attratta anche dalla luna. Io
direi che esiste un punto (molto vicino alla luna) in cui l'attrazione
gravitazionale data dai 2 corpi celesti si annulla e il mio g* vale
esattamente 0.
E' corretto?
Grazie ancora.
Andre.

alla mancanza di forza di gravita`, oppure alle accelerazioni che subisci.
Sulla seconda non ho nessun problema,è il significato della prima che
mi sembra un pò  fuorviante, io direi  che la forza di gravità viene
sempre percepita sia che uno sia fermo che in caduta libera , l'unica
differenza mi pare sia la reazione vincolare esercitata dalla terra
sul corpo cui siamo abituati e che venendo a mancare ci provoca vari
disagi.
D'altra parte ( ma questa è una mia opinione) ho sempre pensato che la
forza sia un'invenzione dell'uomo mentre l'accelerazione è un
invenzione della natura.
Ai vecchissimi  tempi dell'università un docente si chiedeva se
nascessero prima le tensioni o le deformazioni.Io col tempo sono
arrivato a pensare che in realtà le tensioni non esistono sono solo
una nostra comoda invenzione. ( Queste volta l'ho detta grossa).
Ciao

 disagi.
Se con la frase "sempre percepita" intendi ci accorgiamo di cadere 
perche' mancano le reazioni vincolari sono d'accordo. Se invece vai piu` 
sull'esperimento ideale, allora ho qualche dubbio. In orbita gli 
astronauti non percepiscono la forza gravitazionale, dato che sono in 
caduta libera. Sanno che sono in un campo gravitazionale, ma non hanno 
verso di sentirlo.
Ciao


 E' corretto?
Si`, proprio cosi`. Se e` "al di qua" di questo punto, cade sulla terra, 
se e` "al di la`", cade sulla luna. Il tutto complicato dal fatto che la 
luna gira intorno alla terra.
Per la pianificazione iniziale delle orbite, si parla di sfera di 
influenza, che vuol dire che intorno a ogni corpo c'e` una zona in cui 
l'attrazione degli altri corpi e` trascurabile (anche se non nulla).
Ad esempio le missioni di satelliti che vanno su marte, partono con 
un'orbita che viene calcolata rispetto alla terra. Quando sono 
sufficientemente lontani, l'orbita viene data riferita al sole, perche' 
e` il sole a comandare la dinamica del volo. Infine quando la sonda 
arriva abbastanza vicino a marte, l'orbita e` di nuovo calcolata 
rispetto al pianeta. I casini capitano ai confini fra le zone di influenza.
Per la luna il punto agravitazionale mi pare si trovi a 9/10 circa della 
distanza terra luna. Puoi calcolarlo facilmente, sapendo che 
l'accelerazione di gravita` sulla luna vale circa 1.62 m/s^2, il raggio 
della luna vale 1738 km e che la distanza fra la *superficie* della 
terra e la *superficie* della luna e` di circa 376000 km.
Se puoi vuoi le equazioni di partenza, non quelle derivate per questi 
conti, basta dirlo :-)


verso di sentirlo.
Non sono sicuro  di aver capito,mi pare tutto stia nel fatto che
quella che viene chiamata caduta libera in realtà non lo è per
niente,probabilmente l'effetto gravitativo che ci  farebbe precipitare
sulla terra è in qualche modo disturbato dall'effetto della velocità
che ci fa sembrare essere in equilibrio e in assenza di gravità .
La vera caduta libera ( anche in senso letterale come l'intendo io) è
quella che si ha quando si rompe la fune dell'ascensore e qui la
gravità si fa sentire eccome ( il famoso mal di stomaco) perchè in
questo caso la velocità di rotazione è troppo bassa.
In definitiva l'abominevole forza apparente  centrifuga è stata
inventata per qualche cosa :)))) 

 inventata per qualche cosa :)))) 
Si`, ma da usarsi con parsimonia :-).


 questo caso la velocità di rotazione è troppo bassa.
Ti stupirà sapere che, non fosse per l'atmosfera, anche una palla che sta
salendo dopo il lancio è in caduta libera.
Ed è duro convincere dei quattordicenni che i termini scentifici vanno
imparati e compresi.
Riguardo alla rotazione, intendi quella della Terra?
ciao
-- 
Danilo Giacomelli
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In base alla pelle molto chiara si ritiene che [la neonata abbandonata] sia
di origine slava.
Infatti nella zona vi sono molti clandestini rumeni ed albanesi.
                                                        (da un TG)
--------------------------

ciao

 terra e la *superficie* della luna e` di circa 376000 km.
Essendo Terra e Luna comparabili, il discorso di cui sopra non funziona, 
e occorre integrare l'orbita tenendo conto di entrambi i corpi.
Il punto agravitazionale pero' ha poco senso. Han piu' senso i punti 
dinamici (punti di Lagrange), in cui le forze combinate fanno in modo 
che l'astronave si possa muovere in modo sincrono con Terra e Luna. In 
altre parole i punti in cui un corpo in orbita circolare intorno alla 
Terra rimane sempre "fisso" rispetto alla Luna. Questi punti sono 4, 2 
(stabili) che formano 2 triangoli equilateri con Terra e Luna, e 2 sula 
retta che congiunge Terra e Luna, uno all'interno e uno all'esterno di 
quest'ultima.
Ciao
Gianni Comoretto

 più carburante e già i serbatoi sono molto più grossi della navicella.
Si tratta invece di una opzione interessante, che e' stata studiata ad 
es. dalla British Aerospace. Un aereo in volo atmosferico consuma molto 
meno carburante di un razzo, perche' mentre per questo la spinta e' 
dovuta unicamnte alla massa espulsa, per un aereo e' dovuta in buona 
parte all'ARIA espulsa, e, per la spinta ascensionale, alla portanza. In 
un motore da aereo, con 1 Kg di kerosene si spinge indietro qualche 
decina di Kg di aria. Per raggiungere le velocita' orbitali necessarie 
servono spinte molto maggiori che per un jet, ma si puo' comunque 
sfruttare portanza e massa dell'aria espulsa.
Il GROSSO problema e' riuscire a costruire un aereo con motori di tipo 
tradizionale in grado di dare le spinte necessarie, e in grado di 
convertirsi al funzionamento a razzo una volta superata la quota a cui 
c'e' ossigeno utilizzabile. Inoltre un razzo puo' funzionare a piu' 
stadi, ti tiri dietro enormi serbatoi di carburante che quando e' finito 
butti semplicemente via. Un aereo in grado di decollare con il 
megaserbatoio dello Shuttle sopra (o sotto) non e' facile da fare.
Il rifornimento in volo poi e' qualcosa di spaventosamente complicato. 
Cosa mandi DAVANTI allo shuttle, per rifornirlo? Quanto ci metti? Che 
probabilita' ci sono che salti tutto in aria?
Un razzo e' molto piu' semplice, i motori dello Shuttle hanno un 
rapporto peso/potenza che un normale reattore si sogna. Se pero' si 
riuscisse a fare uno shuttle cosi', il risparmio di carburante non 
sarebbe cosa da poco.
Un'altra idea simile e' l'"Orient Express", un aereo suborbitale che 
collegherebbe USA e Giappone (o Cina). Non arriva in orbita, ma ci manca 
poco.
Gianni Comoretto

 quest'ultima.
4 punti di lagrange? Ne ricordavo 5, tre dei quali instabili.
Ciao, grazie


 manovra, erano stati in orbita terrestre.
Apollo 9 - LEM in orbita terrestre.
La 8 fu la prova del volo fino alla Luna e relativa orbitazione senza LEM.
Ciao.
 
-- 
Roberto Rosoni
<roberto...@liberoLock.it> (Remove the Lock in your replies)
 
E allora? Tutti possono sbagliare. (Un riccio scendendo da una spazzola)
 

Scusate se intervengo solo ora: non ce l'ho fatta prima. 
Ho seguito questo lungo thread dall'inizio, e mi ha colpito prima di
tutto una cosa: se non mi sbaglio di brutto, in tutta la discussione
*nessuno* ha mai chiarito il _sistema di riferimento_ in cui ragionava.
Ne' a proposito della caduta libera, ne' dell'andamento di g
coll'altezza, ne' del punto di equilibrio fra Terra e Luna.
Accenno solo due cose. 
1) Quando parliamo della variazione di g coll'altezza, il riferimento e'
essenziale, per capire se dobbiamo o no considerare la forza centrifuga.
Nella discussione mi sembra che si assumesse tacitamente un rif.
solidale alla Terra, quindi rotante: allora l'andamento di g deve tener
conto della forza centrifuga (come del resto gia' si fa sempre sulla
Terra).
Non faccio conti, che sapete fare benissimo...
2) Per il sistema Terra-Luna, come sopra.
Di solito ci si mette in un rif. che ruota insieme con la Luna, quindi
la f. centrifuga ci vuole. E' cosi' che si trovano i punti di Lagrange
(che sono 5, di cui 3 allineati coi centri di Terra e Luna; uno fra i
due, gli altri due esterni).
Il punto che si chiama di solito L1 (instabile, come anche gli altri due
allineati) e' il punto in cui _idealmente_ un corpo potrebbe restare in
equilibrio, nel senso di ruotare insieme a Terra e Luna, e quindi
mantenere l'allineamento.
E' instabile, il che vuol dire che basta una perturbazione comunque
piccola per distruggere definitivamente l'equilibrio.
Cio' non significa che sia inutile conoscerlo, perche' se mettiamo una
sonda in L1 basteranno piccolissime correzioni per tenerla "in situ".
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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