Për shembull, çfarë është rryma elektrike - ka shumë përkufizime, por asnjëri prej tyre nuk e përshkruan mekanizmin e saj saktësisht, pa paqartësi dhe pasiguri.
Nga ana tjetër, inxhinieria elektrike është një shkencë mjaft e zhvilluar në të cilën çdo proces elektrik përshkruhet në detaje duke përdorur formula matematikore.
Pra, pse të mos shfaqni procese të ngjashme duke përdorur të njëjtat formula dhe grafika kompjuterike.
Por sot do të shqyrtojmë veprimin e një procesi më të thjeshtë se energjia elektrike - forcën e gravitetit. Duket se nuk ka asgjë të komplikuar për këtë, sepse ligji i gravitetit universal studiohet në shkollë, por megjithatë... Matematika e përshkruan procesin ashtu siç zhvillohet në kushte ideale, në një lloj hapësire virtuale ku nuk ka kufizime. .
Në jetë, zakonisht gjithçka nuk është kështu, dhe procesi në shqyrtim mbivendoset vazhdimisht në shumë rrethana të ndryshme, të padukshme ose të parëndësishme në shikim të parë.
Njohja e formulës dhe kuptimi i veprimit të saj janë gjëra paksa të ndryshme.
Pra, le të bëjmë një hap të vogël drejt kuptimit të ligjit të gravitetit. Vetë ligji është i thjeshtë - forca e gravitetit është drejtpërdrejt proporcionale me masat dhe në përpjesëtim të kundërt me katrorin e distancës midis tyre, por kompleksiteti qëndron në numrin e paimagjinueshëm të objekteve që ndërveprojnë.
Po, ne do të konsiderojmë vetëm forcën e gravitetit, si të thuash, krejtësisht e vetme, e cila natyrisht është e pasaktë, por në këtë rast është e lejueshme, pasi kjo është thjesht një mënyrë për të treguar të padukshmen.
E megjithatë, artikulli përmban kodin JavaScript, d.m.th. të gjitha fotografitë në fakt janë vizatuar duke përdorur Canvas, kështu që i gjithë artikulli mund të merret.
Shfaqja e aftësive të gravitetit në sistemin diellor
Brenda kuadrit të mekanikës klasike, ndërveprimi gravitacional përshkruhet nga ligji i gravitetit universal të Njutonit, i cili thotë se forca e tërheqjes gravitacionale F ndërmjet dy pikave materiale të masës m 1 Dhe m 2, të ndara sipas distancës r, është në përpjesëtim me të dyja masat dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës - që është:Ku G- konstante gravitacionale e barabartë me afërsisht 6,67384×10 -11 N×m 2 ×kg -2.
Por unë do të doja të shihja një pamje të ndryshimit të gravitetit në të gjithë sistemin diellor, dhe jo midis dy trupave. Prandaj, masa e trupit të dytë m 2 le ta marrim të barabartë me 1 dhe thjesht të shënojmë masën e trupit të parë m. (D.m.th., ne imagjinojmë objekte në formën e një pike materiale - një piksel në madhësi, dhe matim forcën e tërheqjes në lidhje me një tjetër, objekt virtual, le ta quajmë atë një "trup provë", me një masë prej 1 kilogram. ) Në këtë rast, formula do të duket si kjo:
Tani, në vend të m ne zëvendësojmë masën e trupit të interesit, dhe në vend të kësaj r kalojmë të gjitha distancat nga 0 deri në vlerën e orbitës së planetit të fundit dhe marrim ndryshimin e forcës gravitacionale në varësi të distancës.
Kur aplikojmë forca nga objekte të ndryshme, zgjedhim atë më të madhin.
Më tej, ne e shprehim këtë fuqi jo në numra, por në nuancat përkatëse të ngjyrave. Kjo do t'ju japë një pamje të qartë të shpërndarjes së gravitetit në sistemin diellor. Kjo do të thotë, në një kuptim fizik, nuanca e ngjyrës do të korrespondojë me peshën e një trupi që peshon 1 kilogram në pikën përkatëse në sistemin diellor.
Duhet theksuar se:
- Forca e gravitetit është gjithmonë pozitive dhe nuk ka vlera negative, d.m.th. masa nuk mund të jetë negative
- forca gravitacionale nuk mund të jetë e barabartë me zero, d.m.th. një objekt ose ekziston me një masë ose nuk ekziston fare
- forca e gravitetit nuk mund të mbulohet dhe as të reflektohet (si një rreze drite me një pasqyrë).
Le të shohim tani se si të shfaqim madhësinë e forcës gravitacionale me ngjyra.
Për të treguar numrat me ngjyra, duhet të krijoni një grup në të cilin indeksi do të ishte i barabartë me numrin dhe vlera do të ishte vlera e ngjyrës në sistemin RGB.
Këtu është një gradient ngjyrash nga e bardha në të kuqe, pastaj e verdhë, jeshile, blu, vjollcë dhe e zezë. Në total kishte 1786 nuanca ngjyrash.
Numri i ngjyrave nuk është aq i madh, ato thjesht nuk janë të mjaftueshme për të shfaqur të gjithë spektrin e forcave gravitacionale. Le të kufizohemi në forcat gravitacionale nga maksimumi - në sipërfaqen e Diellit dhe minimumi - në orbitën e Saturnit. Kjo do të thotë, nëse forca e tërheqjes në sipërfaqen e Diellit (270.0 N) përcaktohet nga një ngjyrë e vendosur në tabelën nën indeksin 1, atëherë forca e tërheqjes ndaj Diellit në orbitën e Saturnit (0.00006 N) do të jetë të përcaktuara nga një ngjyrë me një indeks shumë më të madh se 1700. Kështu që nuk do të ketë ngjyra të mjaftueshme për të shprehur në mënyrë uniforme madhësinë e forcës gravitacionale.
Në mënyrë që vendet më interesante në forcat gravitacionale të shfaqura të jenë qartë të dukshme, është e nevojshme që vlerat e forcës gravitacionale më pak se 1H të korrespondojnë me ndryshime të mëdha ngjyrash, dhe nga 1H e lart, korrespondencat nuk janë aq interesante - është e qartë se forca gravitacionale e, të themi, Tokës ndryshon nga tërheqja e Marsit ose Jupiterit, po, në rregull. Kjo do të thotë, ngjyra nuk do të jetë proporcionale me madhësinë e forcës së tërheqjes, përndryshe do të "humbim" gjënë më interesante.
Për të kthyer vlerën e gravitetit në indeksin e tabelës së ngjyrave, ne përdorim formulën e mëposhtme:
Po, kjo është e njëjta hiperbolë që njihet që në gjimnaz, së pari nxirret vetëm rrënja katrore e argumentit. (Marrë thjesht nga drita, vetëm për të zvogëluar raportin midis vlerave më të mëdha dhe më të vogla të forcës tërheqëse.)
Shikoni si shpërndahen ngjyrat në varësi të tërheqjes së Diellit dhe planetëve.
Siç mund ta shihni, në sipërfaqen e Diellit, trupi ynë i provës do të peshojë rreth 274 N ose 27,4 kg, pasi 1 N = 0,10197162 kgf = 0,1 kgf. Dhe në Jupiter është pothuajse 26N ose 2.6 kgf, në Tokë trupi ynë testues peshon rreth 9.8N ose 0.98kgf.
Në parim, të gjitha këto shifra janë shumë, shumë të përafërta. Për rastin tonë kjo nuk është shumë e rëndësishme, ne duhet t'i kthejmë të gjitha këto vlera të gravitetit në vlerat e tyre përkatëse të ngjyrave.
Pra, nga tabela është e qartë se vlera maksimale e forcës tërheqëse është 274N, dhe minimumi është 0.00006N. Kjo do të thotë, ato ndryshojnë me më shumë se 4.5 milion herë.
Është gjithashtu e qartë se të gjithë planetët doli të ishin pothuajse të njëjtën ngjyrë. Por kjo nuk ka rëndësi, e rëndësishme është që kufijtë e tërheqjes së planetëve do të jenë qartësisht të dukshëm, pasi forcat tërheqëse të vlerave të vogla ndryshojnë mjaft mirë ngjyrën.
Sigurisht, saktësia nuk është e madhe, por thjesht duhet të kemi një ide të përgjithshme të forcave gravitacionale në Sistemin Diellor.
Tani le t'i "rregullojmë" planetët në vende që korrespondojnë me distancën e tyre nga Dielli. Për ta bërë këtë, duhet të bashkëngjitni një lloj shkalle të distancës në gradientin e ngjyrës që rezulton. Lakimi i orbitave, mendoj, mund të injorohet.
Por si gjithmonë, peshoret kozmike, në kuptimin e mirëfilltë të këtyre fjalëve, nuk na lejojnë të shohim të gjithë pamjen. Le të shohim, Saturni ndodhet afërsisht 1430 milion kilometra nga Dielli, indeksi që korrespondon me ngjyrën e orbitës së tij është 1738. Kjo është. rezulton në një piksel (nëse marrim në këtë shkallë një nuancë ngjyrash është e barabartë me një piksel) afërsisht 822.8 mijë kilometra. Dhe rrezja e Tokës është afërsisht 6371 kilometra, d.m.th. diametri është 12,742 kilometra, rreth 65 herë më i vogël se një piksel. Ja si të ruani përmasat.
Ne do të shkojmë në anën tjetër. Meqenëse ne jemi të interesuar për gravitetin e hapësirës rrethplanetare, ne do t'i marrim planetët veçmas dhe do t'i ngjyrosim ata dhe hapësirën rreth tyre me një ngjyrë që korrespondon me forcat gravitacionale nga ata dhe Dielli. Për shembull, merrni Mërkurin - rrezja e planetit është 2.4 mijë km. dhe e barazojmë me një rreth me diametër 48 piksel, d.m.th. Një piksel do të jetë 100 km. Atëherë Venusi dhe Toka do të jenë përkatësisht 121 dhe 127 piksele. Madhësi mjaft të përshtatshme.
Pra, ne bëjmë një fotografi me madhësi 600 me 600 piksele, përcaktojmë vlerën e forcës së tërheqjes ndaj Diellit në orbitën e Mërkurit plus/minus 30,000 km (në mënyrë që planeti të dalë në qendër të figurës) dhe ngjyrosni sfondin me një gradient të nuancave të ngjyrave që korrespondojnë me këto forca.
Në të njëjtën kohë, për të thjeshtuar detyrën, ne pikturojmë jo me harqe të rrezes përkatëse, por me vija të drejta vertikale. (Përafërsisht, "Dielli" ynë do të jetë "katror" dhe do të jetë gjithmonë në anën e majtë.)
Për të siguruar që ngjyra e sfondit të mos shfaqet përmes imazhit të planetit dhe zonës së tërheqjes ndaj planetit, ne përcaktojmë rrezen e rrethit që korrespondon me zonën ku tërheqja ndaj planetit është më e madhe se tërheqja ndaj Diellit dhe lyejeni të bardhë.
Pastaj në qendër të figurës vendosim një rreth që korrespondon me diametrin e Mërkurit në një shkallë (48 piksele) dhe e mbushim me një ngjyrë që korrespondon me forcën e tërheqjes së planetit në sipërfaqen e tij.
Më pas, ne pikturojmë nga planeti me një gradient në përputhje me ndryshimin e forcës së tërheqjes ndaj tij dhe në të njëjtën kohë krahasojmë vazhdimisht ngjyrën e secilës pikë në shtresën e tërheqjes ndaj Mërkurit me një pikë me të njëjtat koordinata, por në shtresën e tërheqjes ndaj Diellit. Kur këto vlera bëhen të barabarta, ne e bëjmë këtë piksel të zi dhe ndalojmë pikturimin e mëtejshëm.
Kështu, ne marrim një formë të caktuar ndryshimi të dukshëm në forcën e tërheqjes së planetit dhe Diellit me një kufi të zi të qartë midis tyre.
(Doja të bëja pikërisht këtë, por... nuk funksionoi, nuk mund të bëja një krahasim pixel për pixel të dy shtresave të imazhit.)
Për sa i përket distancës, 600 pikselë janë të barabartë me 60 mijë kilometra (d.m.th., një piksel është 100 km).
Forca e tërheqjes ndaj Diellit në orbitën e Mërkurit dhe afër tij ndryshon vetëm brenda një diapazoni të vogël, i cili në rastin tonë tregohet nga një nuancë ngjyrash. 
Pra, Mërkuri dhe forca e gravitetit në afërsi të planetit.
Duhet të theksohet menjëherë se tetë rrezet delikate janë defekte nga vizatimi i rrathëve në Canvas. Ata nuk kanë asnjë lidhje me çështjen në diskutim dhe thjesht duhet të injorohen.
Dimensionet e katrorit janë 600 me 600 piksele, d.m.th. kjo hapësirë është 60 mijë kilometra. Rrezja e Mërkurit është 24 piksele - 2.4 mijë km. Rrezja e zonës tërheqëse është 23.7 mijë km.
Rrethi në qendër, i cili është pothuajse i bardhë, është vetë planeti dhe ngjyra e tij korrespondon me peshën e trupit tonë testues të kilogramëve në sipërfaqen e planetit - rreth 373 gram. Rrethi i hollë blu tregon kufirin midis sipërfaqes së planetit dhe zonës në të cilën forca gravitacionale në planet tejkalon forcën gravitacionale në Diell.
Më pas, ngjyra ndryshon gradualisht, bëhet gjithnjë e më e kuqe (d.m.th. pesha e trupit të provës zvogëlohet) dhe në fund bëhet e barabartë me ngjyrën që korrespondon me forcën e tërheqjes ndaj Diellit në një vend të caktuar, d.m.th. në orbitën e Mërkurit. Kufiri midis zonës ku forca e tërheqjes ndaj planetit tejkalon forcën e tërheqjes ndaj Diellit shënohet gjithashtu me një rreth blu.
Siç mund ta shihni, nuk ka asgjë të mbinatyrshme.
Por në jetë fotografia është disi e ndryshme. Për shembull, në këtë dhe të gjitha imazhet e tjera, Dielli është në të majtë, që do të thotë, në fakt, rajoni gravitacional i planetit duhet të "rrafshohet" pak në të majtë dhe të zgjatet në të djathtë. Dhe në imazh ka një rreth.
Natyrisht, alternativa më e mirë do të ishte një krahasim pixel-nga-pixel i zonës së tërheqjes drejt Diellit dhe zonës së tërheqjes drejt planetit dhe përzgjedhja (shfaqja) më e madhe prej tyre. Por as unë, si autor i këtij artikulli, as JavaScript nuk janë të aftë për bëma të tilla. Puna me grupe shumëdimensionale nuk është prioritet për këtë gjuhë, por puna e saj mund të shfaqet pothuajse në çdo shfletues, i cili zgjidhi problemin e aplikimit.
Dhe në rastin e Mërkurit dhe të gjithë planetëve të tjerë të grupit tokësor, ndryshimi në forcën e tërheqjes ndaj Diellit nuk është aq i madh sa ta shfaqë atë me grupin e disponueshëm të nuancave të ngjyrave. Por kur shqyrtojmë Jupiterin dhe Saturnin, ndryshimi i forcës së gravitetit drejt Diellit është shumë i dukshëm.
Venusi
Në fakt, gjithçka është e njëjtë me atë të planetit të mëparshëm, vetëm madhësia e Venusit dhe masa e saj janë shumë më të mëdha, dhe forca e tërheqjes ndaj Diellit në orbitën e planetit është më e vogël (ngjyra është më e errët, ose më saktë, më e kuqe. ), dhe planeti ka një masë më të madhe, kështu që ngjyra e diskut të planetit është më e lehtë.Në mënyrë që një planet me një zonë tërheqëse të një trupi testues që peshon 1 kg të përshtatet në një foto 600 me 600 piksele, ne e zvogëlojmë shkallën me 10 herë. Tani ka 1 mijë kilometra në një piksel.
Tokë + Hënë
Për të treguar Tokën dhe Hënën, ndryshimi i shkallës me 10 herë (si në rastin e Venusit) nuk është i mjaftueshëm për të rritur madhësinë e figurës (rrezja e orbitës së Hënës është 384.467 mijë km). Imazhi do të jetë në madhësi 800 me 800 piksele. Shkalla është 1 mijë kilometra në një piksel (e kuptojmë mirë që gabimi i figurës do të rritet edhe më shumë).
Fotografia tregon qartë se zonat e tërheqjes së Hënës dhe Tokës janë të ndara nga një zonë tërheqëse ndaj Diellit. Domethënë, Toka dhe Hëna janë një sistem i dy planetëve ekuivalent me masa të ndryshme.
Marsi me Phobos dhe Deimos
Shkalla është 1 mijë kilometra në një piksel. ato. si Venusi, dhe Toka dhe Hëna. Mos harroni se distancat janë proporcionale dhe shfaqja e gravitetit është jolineare.
Tani, ju mund të shihni menjëherë ndryshimin thelbësor midis Marsit dhe satelitëve të tij dhe Tokës dhe Hënës. Nëse Toka dhe Hëna janë një sistem prej dy planetësh dhe, pavarësisht nga madhësitë dhe masat e tyre të ndryshme, veprojnë si partnerë të barabartë, atëherë satelitët e Marsit janë në zonën e forcës gravitacionale të Marsit.
Vetë planeti dhe satelitët e tij praktikisht ishin "humbur". Rrethi i bardhë është orbita e satelitit të largët - Deimos. Le të zmadhojmë 10 herë për shikim më të mirë. Ka 100 kilometra në një piksel.
Këto rreze "të mërzitshme" nga Canvas e prishin shumë figurën.
Madhësitë e Phobos dhe Deimos rriten në mënyrë disproporcionale me 50 herë, përndryshe ato janë plotësisht të padukshme. Ngjyra e sipërfaqeve të këtyre satelitëve gjithashtu nuk është logjike. Në fakt, forca e gravitetit në sipërfaqet e këtyre planetëve është më e vogël se forca e gravitetit në Mars në orbitat e tyre.
Kjo do të thotë, gjithçka "rrënohet" nga sipërfaqet e Phobos dhe Deimos nga graviteti i Marsit. Prandaj, ngjyra e sipërfaqeve të tyre duhet të jetë e barabartë me ngjyrën në orbitat e tyre, por vetëm për ta bërë më të lehtë shikimin, disqet e satelitëve ngjyrosen në ngjyrën e forcës së gravitetit në mungesë të forcës së gravitetit ndaj Marsi.
Këta satelitë duhet të jenë thjesht monolitikë. Për më tepër, meqenëse nuk ka forcë gravitacionale në sipërfaqe, do të thotë se ata nuk mund të ishin formuar në këtë formë, domethënë, të dy Phobos dhe Deimos ishin më parë pjesë të një objekti tjetër, më të madh. Epo, ose, të paktën, ata ishin në një vend tjetër, me më pak gravitacion sesa në zonën gravitacionale të Marsit.
Për shembull, këtu Fobos. Shkalla është 100 metra në një pixel.
Sipërfaqja e satelitit tregohet nga një rreth blu, dhe forca gravitacionale e të gjithë masës së satelitit tregohet nga një rreth i bardhë.
(Në fakt, forma e trupave të vegjël qiellorë Phobos, Deimos, etj. është larg nga sfera)
Ngjyra e rrethit në qendër korrespondon me forcën gravitacionale të masës së satelitit. Sa më afër sipërfaqes së planetit, aq më e dobët është forca e gravitetit.
(Këtu përsëri ka një pasaktësi. Në fakt, rrethi i bardhë është kufiri ku forca e tërheqjes ndaj planetit bëhet e barabartë me forcën e tërheqjes ndaj Marsit në orbitën e Fobos.
Kjo do të thotë, ngjyra jashtë këtij rrethi të bardhë duhet të jetë e njëjtë me ngjyrën jashtë rrethit blu që tregon sipërfaqen e satelitit. Por tranzicioni i ngjyrës i treguar duhet të jetë brenda rrethit të bardhë. Por atëherë asgjë nuk do të jetë e dukshme fare.)
Duket si një vizatim kryq seksional i planetit.
Integriteti i planetit përcaktohet vetëm nga forca e materialit nga i cili përbëhet Phobos. Me më pak forcë, Marsi do të kishte unaza si Saturni, nga shkatërrimi i satelitëve.
Dhe duket se kolapsi i objekteve hapësinore nuk është një ngjarje kaq e jashtëzakonshme. Edhe teleskopi Hapësinor Hubble "zbuloi" një rast të ngjashëm.
Shpërbërja e asteroidit P/2013 R3, i cili ndodhet në një distancë prej më shumë se 480 milionë kilometrash nga Dielli (në brezin asteroid, më larg se Ceres). Diametri i katër fragmenteve më të mëdhenj të asteroidit arrin 200 metra, masa e tyre totale është rreth 200 mijë tonë.
Dhe kjo Deimos. Gjithçka është e njëjtë si Phobos. Shkalla është 100 metra në një pixel. Vetëm planeti është më i vogël dhe, në përputhje me rrethanat, më i lehtë, dhe gjithashtu ndodhet më larg nga Marsi dhe forca e tërheqjes drejt Marsit është më pak këtu (sfondi i figurës është më i errët, d.m.th., më i kuq). 
Ceres
Epo, Ceres nuk është asgjë e veçantë, përveç ngjyrosjes. Forca e tërheqjes ndaj Diellit është më pak këtu, kështu që ngjyra është e përshtatshme. Shkalla është 100 kilometra në një piksel (njëlloj si në foton me Merkurin).Rrethi i vogël blu është sipërfaqja e Ceres, dhe rrethi i madh blu është kufiri ku forca e gravitetit në planet bëhet e barabartë me forcën e gravitetit në Diell.
Jupiteri
Jupiteri është shumë i madh. Këtu është një foto me përmasa 800 me 800 piksele. Shkalla është 100 mijë kilometra në një piksel. Kjo është për të treguar të gjithë rajonin gravitacional të planetit. Vetë planeti është një pikë e vogël në qendër. Satelitët nuk shfaqen.Tregohet vetëm orbita (rrethi i jashtëm në të bardhë) i satelitit më të largët, S/2003 J 2.
Jupiteri ka 67 satelitë. Më të mëdhenjtë janë Io, Europa, Ganymede dhe Callisto.
Sateliti më i largët, S/2003 J 2, rrotullohet rreth Jupiterit në një distancë mesatare prej 29,541,000 km. Diametri i tij është rreth 2 km, masa e tij është rreth 1.5 × 10 13 kg. Siç mund ta shihni, ai shkon shumë përtej sferës së gravitetit të planetit. Kjo mund të shpjegohet me gabime në llogaritjet (në fund të fundit, janë bërë mjaft mesatare, rrumbullakosje dhe fshirje të disa detajeve).
Megjithëse ekziston një mënyrë për të llogaritur kufirin e ndikimit gravitacional të Jupiterit, i përcaktuar nga sfera e kodrës, rrezja e së cilës përcaktohet nga formula
ku një jupiter dhe m jupiter janë boshti gjysmë i madh i elipsit dhe masa e Jupiterit, dhe M dielli është masa e Diellit. Kjo jep një rreze të rrumbullakosur prej 52 milion km. S/2003 J 2 po largohet në një orbitë ekscentrike në një distancë deri në 36 milion km nga Jupiteri
Jupiteri ka gjithashtu një sistem unazash prej 4 komponentësh kryesorë: një torus i brendshëm i trashë grimcash i njohur si "unaza halo"; "Unaza kryesore" relativisht e ndritshme dhe e hollë; dhe dy unaza të jashtme të gjera dhe të dobëta - të njohura si "unaza ueb", të emërtuara sipas materialit të satelitëve - që i formojnë ato: Amalthea dhe Thebes.
Një unazë halo me një rreze të brendshme prej 92,000 dhe një të jashtme prej 122,500 kilometrash.
Unaza kryesore 122500-129000 km.
Unaza Arachnoid e Amalthea 129000-182000 km.
Unaza e merimangës së Tebës 129000-226000 km.
Le ta zmadhojmë figurën 200 herë, ka 500 kilometra në një piksel.
Këtu janë unazat e Jupiterit. Rrethi i hollë është sipërfaqja e planetit. Më pas vijnë kufijtë e unazave - kufiri i brendshëm i unazës halo, kufiri i jashtëm i unazës halo dhe kufiri i brendshëm i unazës kryesore, etj.
Rrethi i vogël në këndin e sipërm të majtë është zona ku forca gravitacionale e hënës së Jupiterit Io bëhet e barabartë me forcën gravitacionale të Jupiterit në orbitën e Io-s. Sateliti në vetvete thjesht nuk është i dukshëm në këtë shkallë.
Në parim, planetët e mëdhenj me satelitë duhet të konsiderohen veçmas, pasi ndryshimi në vlerat e forcave gravitacionale është shumë i madh, siç janë dimensionet e rajonit gravitacional të planetit. Si rezultat, të gjitha detajet interesante thjesht humbasin. Por shikimi i një fotografie me një gradient radial nuk ka shumë kuptim.
Saturni
Madhësia e figurës 800 me 800 piksele. Shkalla është 100 mijë kilometra në një piksel. Vetë planeti është një pikë e vogël në qendër. Satelitët nuk shfaqen.Ndryshimi në forcën e tërheqjes drejt Diellit është qartë i dukshëm (mos harroni se Dielli është në të majtë).
Saturni ka 62 hëna të njohura. Më të mëdhenjtë prej tyre janë Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan dhe Iapetus.
Sateliti më i largët është Fornjot (përcaktimi i përkohshëm S/2004 S 8). Gjithashtu i referuar si Saturn XLII. Rrezja mesatare e satelitit është rreth 3 kilometra, masa 2.6 × 10 14 kg, boshti gjysmë i madh 25,146,000 km.
Unazat në planetë shfaqen vetëm në një distancë të konsiderueshme nga Dielli. Planeti i parë i tillë është Jupiteri. Duke pasur një masë dhe madhësi më të madhe se ajo e Saturnit, unazat e tij nuk janë aq mbresëlënëse sa unazat e Saturnit. Kjo do të thotë, madhësia dhe masa e planetit për formimin e unazave janë më pak të rëndësishme se distanca nga Dielli.
Por shikoni më tej, një palë unaza rrethojnë asteroidin Chariklo (10199 Chariklo) (diametri i asteroidit është rreth 250 kilometra), i cili rrotullohet rreth Diellit midis Saturnit dhe Uranit.
Wikipedia për asteroidin Chariklo
Sistemi i unazave përbëhet nga një unazë e brendshme e dendur 7 km e gjerë dhe një unazë e jashtme 3 km e gjerë. Distanca midis unazave është rreth 9 km. Rrezet e unazave janë përkatësisht 396 dhe 405 km. Chariklo është objekti më i vogël, unazat e të cilit janë zbuluar.
Megjithatë, forca e gravitetit ka vetëm një lidhje indirekte me unazat.
Në fakt, nga shkatërrimi i satelitëve shfaqen unaza, të cilat përbëhen nga material me forcë të pamjaftueshme, d.m.th. jo monolite guri si Phobos ose Deimos, por copa shkëmbi, akulli, pluhuri dhe mbeturina të tjera hapësinore të ngrira në një tërësi.
Kështu planeti e tërheq zvarrë me gravitetin e tij. Një satelit i tillë, i cili nuk ka gravitetin e tij (ose më mirë, ka një forcë të gravitetit të tij më pak se forca e tërheqjes ndaj planetit në orbitën e tij) fluturon në orbitë, duke lënë pas një gjurmë materiali të shkatërruar. Kështu formohet një unazë. Më tej, nën ndikimin e gravitetit drejt planetit, ky material fragmentar i afrohet planetit. Kjo është, unaza zgjerohet.
Në njëfarë niveli, forca e gravitetit bëhet mjaft e fortë saqë shpejtësia e rënies së këtyre mbeturinave rritet dhe unaza zhduket.
Pasthënie
Qëllimi i publikimit të këtij artikulli është që ndoshta dikush me njohuri programore do të interesohet për këtë temë dhe do të bëjë një model më të mirë të forcave gravitacionale në Sistemin Diellor (po, tredimensionale, me animacion.Ose ndoshta ai do ta bëjë atë që orbitat të mos jenë të fiksuara, por edhe të llogaritura - kjo është gjithashtu e mundur, orbita do të jetë një vend ku forca e gravitetit do të kompensohet nga forca centrifugale.
Do të dalë pothuajse si në jetë, si një sistem i vërtetë diellor. (Këtu do të jetë e mundur të krijohet një gjuajtës hapësinor, me të gjitha hollësitë e lundrimit hapësinor në brezin e asteroideve. Duke marrë parasysh forcat që veprojnë sipas ligjeve reale fizike, dhe jo midis grafikave të vizatuara me dorë.)
Dhe ky do të jetë një libër i shkëlqyer i fizikës që do të jetë interesant për t'u studiuar.
P.S. Autori i artikullit është një person i zakonshëm:
jo një fizikant
jo astronom
jo programues
nuk ka arsim të lartë.
Etiketa:
- vizualizimi i të dhënave
- javascript
- fizikës
- gravitetit
Fluturimi i ardhshëm njerëzor në Mars ka tronditur të gjithë komunitetin tokësor, duke u bërë tema më e diskutuar në gjysmën e shekullit të fundit. Kjo është me të vërtetë një ngjarje e rëndësishme në historinë e qytetërimit tokësor, nga i cili ne presim jo vetëm kolonizimin e Marsit, por edhe një kthesë evolucionare drejt " njeri i shkallës kozmike«.
Qytetet marsiane - e ardhmja e planetit të katërt
Kur niseni për një udhëtim përgjatë rrugëve të panjohura, duhet vlerësuar edhe rreziku i ndërmarrjes së planifikuar. Hapësira nuk i pëlqen ata që nguten, sepse dihet që hapësira e jashtme nuk dallohet nga kënaqësia e një disponimi të mirë.
Shumica e problemeve që lidhen me fluturimin në hapësirë me kohëzgjatje të gjatë (duke mos përfshirë efektet e rrezatimit) reduktohen ose eliminohen nga graviteti artificial.
Ndërsa ndikimi i pafavorshëm i mungesës së gravitetit dhe ndikimi i situatës së rrezatimit janë pengesat më të mëdha për zhvillimin e sistemit diellor.
NASA, e cila po përparon në mënyrë aktive në territorin e Planetit të Kuq, zë një pozicion udhëheqës në studimin e Marsit. Elon Musk dhe Co. po ndjekin një mision të ngjashëm, duke përqendruar pushtetin serioz.
Por nëse dikush dëshiron të shkojë përtej orbitës së ulët të Tokës, Hëna duket një zgjedhje më e qartë, pasi efektet e ulëta të gravitetit mund të eksplorohen më thellësisht, dhe brenda tre ditëve të udhëtimit nga shtëpia.
Fqinji ynë më i afërt është një vend i mrekullueshëm për të testuar teknologjitë për fluturime afatgjata në hapësirë, apo jo? Në Hënë, modelet e bazave të drejtuara në një mjedis alien mund të testohen plotësisht dhe të modifikohen në maksimum.
Dhe një gjë tjetër - kur punoni në detyrat hënore, dizajnet e anijeve kozmike mund të gjejnë teknologji më të avancuara për udhëtime afatgjata. A jeni dakord me këtë?
Pra, pse NASA heziton të kthehet në Hënë në favor të një pranie njerëzore në Mars? Pse Space X po e injoron me kaq këmbëngulje Hënën ndërsa nxiton për në Mars?
Sidoqoftë, ne aktualisht nuk po ndjekim qëllimet e një teorie konspirative, gjoja: "ata dinë qartë diçka për katastrofën që vjen në Tokë", kështu që duan të shkojnë në Planetin e Kuq. Ne jemi thjesht të interesuar për çështjen e udhëtimeve të largëta.
Tërheqja e dobët e gravitetit artificial.
Koncepti i gravitetit artificial është krijuar nga pamjet e moduleve gjigante të stacioneve hapësinore rrotulluese, si në 2001: Një Odisea Hapësinore. Kjo duket si zgjidhja më e pranueshme për sa i përket fluturimeve afatgjata në hapësirë. Po, kjo është një vështrim i çështjes me sytë e jo një specialisti, por një udhëtari të mundshëm.
Megjithatë, krijimi i strukturave edhe primitive për të marrë gravitetin artificial është me sa duket një detyrë më e vështirë sesa ajo që NASA ose Space X janë gati të zgjidhin me nivelin aktual të teknologjisë.Papeshë mund të jetë edhe e lezetshme dhe tinëzare. Nga njëra anë, kjo u lejon astronautëve të bëjnë gjëra të pamundura në Tokë: për shembull, lëvizjen e pajisjeve të mëdha me një lëvizje të lehtë të dorës. Dhe, natyrisht, është me interes serioz për shkencëtarët: nga biologjia në shkencat materiale të hidrodinamikës.
Ekspozimi i zgjatur i njeriut ndaj mungesës së peshës është studiuar për shumë dekada, dhe përfundimi është alarmant - pasoja të rënda për shëndetin e astronautëve. Studiuesit shënuan, nga brishtësia e kockave dhe humbja e muskujve deri te humbja e shikimit.
NASA planifikon misione hapësinore përtej orbitës së Tokës në Mars që zgjasin gjashtë deri në nëntë muaj. Ata po zhvillojnë mënyra për të eliminuar efektet e mungesës së peshës. Përballja kryesisht konsiston në përpilimin e ushtrimeve ditore një orëshe, që është prioritet për agjencinë.
Po, ekspertët po zhvillojnë një grup ushtrimesh për të luftuar mungesën e peshës, duke nxjerrë kalcium nga kockat. Në të njëjtën kohë, askush nuk po eksperimenton me një kundërmasë - krijimin e gravitetit. Por kjo është propozuar prej kohësh si një mjet për të siguruar të paktën një ashpërsi të pjesshme, ndoshta të mjaftueshme për të lehtësuar problemet shëndetësore.
Megjithatë, çuditërisht, graviteti artificial është një prioritet i ulët në NASA dhe Space X. Ndoshta agjencitë nuk janë ende gati për të hyrë plotësisht në hapësirë dhe janë me shumë nxitim, duke dërguar njerëzit në një udhëtim tashmë të rrezikshëm?
Asnjë anije kozmike e vetme në një mision në Mars me një person në bord nuk ofron struktura rrotulluese në një formë ose në një tjetër për të krijuar efektin e gravitetit.
Edhe anija gjigante Space X, e planifikuar për të transportuar 100 njerëz në të njëjtën kohë, nuk krijon gravitet artificial - por në fakt, ky është tashmë një stacion i banueshëm në hapësirë.
Ekspertët për problemin e gravitetit thonë:
Michael Barratt, një astronaut dhe mjek i NASA-s, shpjegoi arsyet e agjencisë për të mos adoptuar gravitetin artificial si një kundërmasë kundër mungesës së peshës: Ne mund t'i mbajmë kockat dhe muskujt dhe shëndetin kardiovaskular, tha ai gjatë një konference të vitit 2016 në shtetin Long Beach . Ne nuk kemi nevojë për gravitet artificial.
Pikëpamja e astronautit u bë jehonë nga drejtuesit e NASA-s: Humbja e kockave, humbja e muskujve, funksioni vestibular, këto janë llojet e gjërave, funksionimin normal të të cilave mund ta kontrollojmë përmes ushtrimeve, thotë Bill Gerstenmaier.Elon Musk, duke prezantuar projektin e misionit Mars, nuk ishte i shqetësuar me problemin e mungesës së peshës, duke hedhur poshtë krijimin e gravitetit lokal për ekuipazhin e anijeve. "Unë mendoj se çështjet thelbësore janë zgjidhur," thotë organizatori i Space X.
Në kalim, ka shumë më tepër fluturime afatgjata për në ISS sesa koha në udhëtimin e planifikuar në Mars.
Zbatimi teknik i gravitetit artificial.
Megjithatë, ekspertët po shqyrtonin opsionet për të krijuar gravitetin. Një problem serioz është ana teknike e projektit të anijes kozmike, e cila zbaton idenë e gravitetit artificial, qoftë përmes një moduli rrotullues ose duke krijuar një lloj centrifuge.
“Ne shikuam shumë modele automjetesh, duke u përpjekur të sigurojmë gravitet artificial në mënyra të ndryshme. Në realitet, thjesht nuk funksionon, shpjegon Gerstenmaier. Ky është një modernizim i rëndësishëm i anijes kozmike. Një punë shumë e madhe, ndërsa detyra është thjesht të shkosh në Mars.
Më keq, thonë ekspertët, ndezja e një pjese të anijes kozmike për të ruajtur gravitetin mund të krijojë një seri të re problemesh, sepse astronautët do të duhet të përshtaten rregullisht midis mungesës së peshës dhe gravitetit.
Nga ana tjetër, kjo mund të provokojë sindromën e përshtatjes së hapësirës. Astronautët do të duhet të kalojnë midis zonave të gravitetit zero dhe gravitetit disa herë në ditë, gjë që mund të jetë më problematike sesa thjesht qëndrimi në gravitetin zero.
Barrett vuri në dukje se ai dhe kolegët e tij kanë shqetësime teknike në lidhje me projektimin e anijeve kozmike që zbatojnë gravitetin artificial. Astronautët kanë frikë nga graviteti artificial. Pse? Nuk na pëlqejnë pjesët e mëdha lëvizëse.
Probleme me shikimin janë raportuar në disa astronautë, të cilat mund të çojnë në një mbivlerësim të rëndësisë së gravitetit artificial. Në të njëjtën kohë, shkaku i dëmtimit të shikimit nuk dihet dhe nuk ka asnjë garanci që graviteti do të jetë në gjendje ta eliminojë problemin.Ka shumë ide se pse ndodh kjo. Një nga faktorët është rritja e niveleve të dioksidit të karbonit, besojnë ekspertët. Kështu, niveli i dioksidit të karbonit në ISS është dhjetë herë më i lartë se në kushtet normale atmosferike në Tokë.
— Me shumë mundësi, mungesa e gravitetit është për shkak të mungesës së teknologjisë, e cila thjesht nuk ekziston për të zgjidhur problemin sot. Në fund të fundit, edhe Gerstenmaier, duke qenë disi skeptik për domosdoshmërinë e gravitetit, nuk e përjashton plotësisht atë.
Po, siç e kuptojmë tani gravitetin në anije kozmike, është një çështje e teknologjisë së ardhshme.
Sot, pjesëmarrësit në garën e Marsit po përpiqen të jenë të parët që mbërrijnë në Mars dhe të zhvillojnë të paktën diçka të përshtatshme për jetën atje.
Njerëzimi ka nevojë për një vepër: të dobësuar nga një fluturim i gjatë, në një planet të huaj, në një atmosferë të papërshtatshme për jetën, kolonistët do të ndërtojnë strehimore dhe do të ndërtojnë jetë në Planetin e Kuq.
Por a mund të më thotë dikush pse ka një nxitim të tillë kur sulmi duket si një fluturim?
Rrezatimi
Problemi më serioz në Mars është mungesa e një fushe magnetike për t'u mbrojtur nga rrezatimi diellor. Fusha magnetike e Marsit është rreth 800 herë më e dobët se ajo e Tokës. Së bashku me atmosferën e rrallë, kjo rrit sasinë e rrezatimit jonizues që arrin në sipërfaqen e tij.
Sfondi i rrezatimit në orbitën e Marsit është 2.2 herë më i lartë se rrezatimi i sfondit në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës. Doza mesatare ishte afërsisht 220 miliradë në ditë. Sasia e rrezatimit të marrë si rezultat i të qenit në një sfond të tillë për tre vjet i afrohet kufijve të vendosur të sigurisë për astronautët.
Papeshë
Në Mars, graviteti (tërheqja) është vetëm 38% e Tokës (0.38 g). Shkalla e ndikimit të gravitetit në shëndetin e njeriut kur ai ndryshon nga papeshë në 1 g nuk është studiuar, por shkencëtarët nuk presin asgjë të mirë prej tij. Në orbitën e Tokës, propozohet të kryhet një eksperiment mbi minj për të studiuar ndikimin e forcës marsiane të gravitetit në ciklin jetësor të gjitarëve, atëherë pyetja do të sqarohet më mirë.
Rreziku i meteorit
Për shkak të atmosferës së tij të hollë, Marsi është shumë më i ndjeshëm ndaj rreziqeve të meteoritëve sesa Toka. Në këtë drejtim, të ftuarit e Planetit të Kuq rrezikojnë të kapen në një shi meteorësh, në krahasim me të cilin incidenti në Chelyabinsk do të duket si një bisedë për fëmijë. Prandaj, problemi i mbrojtjes së pajisjeve të ndërtimit bëhet veçanërisht urgjent. Ndër të tjera, do të na duhet të zgjidhim problemin e mbrojtjes së kullave të ndërtimit http://www.versona.org/ dhe pajisjeve të tjera si në fazën e krijimit të një vendbanimi ashtu edhe më vonë, kur të fillojë të zhvillohet sektori i shërbimeve, në veçanti sigurimi i pajisjeve me qira.
Pluhuri i dëmshëm
Në Mars, shëndeti i astronautëve do të jetë në rrezik shumë më të madh se zakonisht. Për shembull, pluhuri i thjeshtë në Mars është shumë më i rrezikshëm se ai në Hënë. Shkencëtarët dyshojnë se ky pluhur përmban përbërës shumë të pakëndshëm - arsenik dhe krom gjashtëvalent, të cilët mund të shkaktojnë djegie serioze në lëkurë dhe sy në kontakt.
Moti i keq
Shpejtësia e erërave që fryjnë mbi planetin në lartësi të ndryshme nuk dihet ende plotësisht. Stuhitë e pluhurit fshehin pothuajse të gjithë planetin nga sytë e tokësorëve dhe zgjasin tre muaj.
Momente psikologjike
Kohëzgjatja e fluturimit dhe qëndrimi i mëtejshëm në një hapësirë të mbyllur mund të bëhet një pengesë serioze për dashamirët më të fortë dhe më të shëndetshëm të Marsit. Edhe në skenarin më të mirë, arritja vetëm në Mars do të ishte një udhëtim rraskapitës pesë-mujor.
>> > Graviteti në Mars
E cila graviteti në Mars krahasuar me Tokën: përshkrim i treguesve për planetët e sistemit diellor me foto, ndikimi në trupin e njeriut, llogaritja e gravitetit.
Toka dhe Marsi janë të ngjashëm në shumë mënyra. Ato janë praktikisht konvergjente në sipërfaqe, kanë kapele polare, pjerrësi boshtore dhe ndryshueshmëri sezonale. Përveç kësaj, të dyja tregojnë se i kanë mbijetuar ndryshimeve klimatike.
Por ato janë gjithashtu të ndryshme. Dhe një nga faktorët më të rëndësishëm është gravitetit. Më besoni, nëse do të kolonizoni një botë të huaj, atëherë ky moment do të luajë një rol të rëndësishëm.
Krahasimi i gravitetit në Mars dhe Tokë
Ne e dimë se kushtet e Tokës ndihmuan në formimin e jetës, kështu që ne i përdorim ato si një udhëzues kur kërkojmë për jetë aliene. Presioni atmosferik në Mars është 7.5 milibar kundrejt 1000 në Tokë. Temperatura mesatare e sipërfaqes bie në -63°C, kurse e jona është 14°C. Fotografia tregon strukturën e Marsit.
Nëse gjatësia e ditës marsiane është pothuajse identike me atë të Tokës (24 orë e 37 minuta), atëherë viti mbulon deri në 687 ditë. Graviteti i Marsit është 62% më i ulët se në Tokë, domethënë, 100 kg atje kthehen në 38 kg.
Ky ndryshim ndikohet nga masa, rrezja dhe dendësia. Pavarësisht ngjashmërisë në sipërfaqe, Marsi mbulon vetëm gjysmën e diametrit të Tokës, 15% të vëllimit dhe 11% të masivitetit. Po në lidhje me gravitetin e Marsit?
Llogaritja e gravitetit të Marsit
Për të përcaktuar gravitetin marsian, studiuesit përdorën teorinë e Njutonit: graviteti është proporcional me masën. Ne po përplasemi me një trup sferik, kështu që graviteti do të jetë në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e rrezes. Më poshtë është një hartë e gravitetit të Marsit.
Përmasat shprehen me formulën g = m/r 2, ku g është graviteti sipërfaqësor (shumëfishta të Tokës = 9,8 m/s²), m është masë (shuma i Tokës = 5,976 10 24 kg), dhe r është rrezja (shumëfishtë e Tokës = 6371 km) .
Masa marsiane është 6,4171 x 10 23 kg, që është 0,107 herë më e madhe se e jona. Rrezja mesatare është 3389,5 km = 0,532 Tokë. Matematikisht: 0,107/0,532² = 0,376.
Ne nuk e dimë se çfarë do të ndodhë me një person nëse ai është i zhytur në kushte të tilla për një periudhë të gjatë kohore. Por studimet e efekteve të mikrogravitetit tregojnë humbje të masës muskulore, densitet kockor, dëmtim të organeve dhe ulje të shikimit.
Para se të shkojmë në një planet, duhet të studiojmë në detaje gravitetin e tij, përndryshe kolonia është e dënuar me vdekje.
Tashmë ka projekte që merren me këtë çështje. Pra, Mars-1 po zhvillon programe për të përmirësuar muskujt. Një qëndrim në ISS më shumë se 4-6 muaj tregon një humbje të masës muskulore me 15%.
Por ajo marsiane do të marrë shumë më tepër kohë për vetë fluturimin, ku anija sulmohet nga rrezet kozmike dhe qëndrimi në planet, ku gjithashtu nuk ka asnjë shtresë magnetike mbrojtëse. Misionet e ekuipazhit të viteve 2030 Është duke u afruar, ndaj duhet ta bëjmë prioritet adresimin e këtyre çështjeve. Tani e dini se si duket graviteti në Mars.
