มีวงโคจรที่ขีด จำกัด ของโรชสามารถ“ รู้สึก” ได้หรือไม่?


14

ดาวเคราะห์ดวงใดมีขีด จำกัด ของโรชที่แข็งแกร่งพอที่นักบินอวกาศจะรู้สึกขณะอยู่ในวงโคจรหรือไม่?



คำตอบ:


23

ขีด จำกัด ของโรชเกิดขึ้นเมื่อแรงโน้มถ่วงของวัตถุพยายามดึงวัตถุเข้าด้วยกันมีขนาดเล็กกว่าแรงดึงของน้ำขึ้นน้ำลง (พยายามดึงวัตถุออกจากกัน)

แต่มนุษย์อวกาศนั้นถูกผูกมัดโดยไม่ใช่แรงดึงดูด แต่โดยปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างอะตอมของเขา / เธอ แรงดึงดูดของนักบินอวกาศเองนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า

อย่างไรก็ตามแรงคลื่นที่ส่งผลกระทบต่อนักบินอวกาศควรจะมีการคำนวณเล็กน้อย เราสามารถหาสูตรของการเร่งความเร็วความโน้มถ่วงรอบร่างกายที่มีลักษณะคล้ายจุด ( ) เราได้รับF=GMr2

dFdr=2GMr3

(เราสามารถละเว้นสัญญาณด้วยเหตุผลที่ชัดเจน)

GMr

26.67101121030(7108)37.78107m/s2m8108gm__

1.6107g70kg0.0112

นักบินอวกาศจะไม่รู้สึก แต่เซ็นเซอร์ที่ไวไม่สามารถวัดได้


gg


2
ละเว้นความจริงที่ชัดเจนว่านักบินอวกาศหรือเครื่องมือใด ๆ ที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์จะถูกระเหยในทันที ...
Darrel Hoffman

1

13

ขีด จำกัด ของโรชเป็นที่ซึ่งพลังน้ำขึ้นน้ำลงบนวัตถุที่โคจรนั้นเพียงพอที่จะเอาชนะแรงโน้มถ่วงของวัตถุนั้นได้

GM2/4h2MhM=100h=24×108

ปัญหาในการคำนวณนี้คือมนุษย์อวกาศไม่ได้อยู่รวมกันด้วยแรงโน้มถ่วงของตัวเองและสนามน้ำขึ้นน้ำลงที่ขีด จำกัด Roche มีผลกระทบเล็กน้อยต่อร่างกายขนาดเล็กที่ถูกจัดขึ้นร่วมกันโดยกองกำลังอะตอม

เพื่อที่จะได้สัมผัสกับสนามน้ำขึ้นน้ำลงที่สามารถสัมผัสได้บนเกล็ดของนักบินอวกาศสมมติว่ามีขนาดใหญ่กว่า 10 นิวตัน (ลองจินตนาการว่าน้ำหนัก 1 กิโลกรัมจากข้อเท้าของคุณบนโลก) คุณจะต้องเข้าใกล้แหล่งกำเนิดของแรงโน้มถ่วงมากขึ้น

m/r3mrmr

วิธีเดียวที่นักบินอวกาศสามารถ "รู้สึก" แรงคลื่นจะเข้าใกล้ดาวขนาดกะทัดรัด - ดาวนิวตรอนที่มีความหนาแน่นสูงดาวแคระขาวหรือหลุมดำ ที่นั่นคุณสามารถสร้างสนามกีฬาน้ำขึ้นน้ำลงที่แข็งแกร่งมากและเนื่องจากมันมีขนาดกะทัดรัดนักบินอวกาศสามารถเข้ามาใกล้พอที่จะรู้สึกได้


5

จากคำตอบของปีเตอร์เราสามารถลองค้นหาว่าวัตถุทางดาราศาสตร์สำหรับกองกำลังน้ำขึ้นน้ำลงจะรู้สึกอย่างไรโดยนักบินอวกาศที่กำลังโคจรอยู่

0.1·gg0.1·35kg=3.5kg0.1m1·g

จากสูตรของ Peterh:

r=2·G·M0.1m1·g3

สำหรับวัตถุดวงอาทิตย์ 1 ดวง:

r=2·6.67·1011·2·10300.1·g3=6481168m=6481km

การที่นักบินอวกาศโคจรรอบมวลดวงอาทิตย์ในระยะทางใกล้เคียงกับรัศมีของโลกจะรู้สึกได้ถึงแรงของกระแสน้ำเมื่อหัวหรือเท้าชี้ไปที่วัตถุ แน่นอนว่าวัตถุนั้นจะต้องเป็นหลุมดำหรือดาวนิวตรอนเพื่อให้พอดีกับวงโคจร

ด้วยวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าวงโคจรอาจใหญ่กว่าได้ แต่เนื่องจากมวลอยู่ในลูกบาศก์รูตรัศมีจะเติบโตช้ามาก


คุณไม่จำเป็นต้องมีหลุมดำสำหรับเรื่องนี้ ดาวนิวตรอนค่อนข้างเพียงพอ (มวลทั่วไป: มวลดวงอาทิตย์หนึ่งดวง, รัศมีทั่วไป: 10 กม.)
Martin Bonner สนับสนุน Monica

@MartinBonner ขอบคุณ เพิ่มดาวนิวตรอน
Pere

1
อาจหมายถึงNeutron Star
DJohnM

@Dohn John ยอมรับคุณ ninja'd ฉัน ขออภัยที่โพสต์ความคิดเห็นของฉันกับ OP
Carl Witthoft

@Dohn John ฉันไม่เข้าใจการอ้างอิงถึง Neutron Star ของ Niven หรือไม่
Muze Troll ที่ดี
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.