take off månlandning 1

Hej!

Jag har en diskussion med en kompis, det handlar om den första månlandningen. Vi är inte överens om hur stor volym bränslet för återfärden hade, dvs den biten av återfärden som startade på månens yta och slutade utanför månens gravitationsfält där de dockade med raket.

Ingen luft, så inget luftmotstånd att ta sats ifrån så att säga, inget att trycka ifrån mer än marken, inget luftmotstånd att flyga genom heller iofs, men i låg fart spelar det kanske ingen roll. hur som helst räkna med verkningsgrad vid månens yta till skillnad från att lyfta från jordens yta.
annan gravitation så klart
de måste ha med sig syre för bränslet också antar jag?
jag gissar att accelerationen inte för vara kraftigare än vad astronatuerna tål, efter som de ska överleva, så ange vilken g-kraft det som mest kan ha varit fråga om tack.
vikt i kg på hela prylen som ska skjutas upp, inkl personerna osv.
sedan måste man väl i ekvationen se till att farten och sträckan räcker för att komma ur månens graviation för därefter räknar vi med att raketen hade bräsle för att justera dockning innan hemfärd.
raketbränslet osv ni räknar på måste så klart vara av den typ som användes då, inte vad som finns tillgängligt idag.
alltså, hur ränkar ni ut hur stor volym och vikt all bränsle + ev syre hade vid uppskjutningen från månen? vad får bränslet för vikt (vilket i sin tur, delvis i allafall, måste vara med vid uppskjutögonblicket antar jag.

Till slut hoppas jag få fram ett volymmått för bränslet för uppfärden från månens yta alltså.

visa gärna IngångsVärden, Formler, samt Slutsumma i någon enhet som t ex liter!

tack på förhand!

Men va fan, du får ju rota lite själv om det ska vara något kul, välkommen till Flashback förresten.

Jag tänker inte lösa en sådan fetinguppgift åt dig men lite input ska du få i alla fall. Studera först stycket http://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Lunar_Module#Ascent_stage som handlar om retursteget (det som lyfte från månen) med totalvikt och bränslevikt, det är APS propellant mass: 5,187 lb (2 353 kg) som gäller den stora motorn, RCS är de små attitydraketerna för styrning.

Vad gäller accelerationen är inte astronauternas överlevnad gränsen på långa vägar. Retursteget accelererade inte alls så kraftigt och har du sett något inifrån farkosten så vet du att de stod upp med bara ett par snören som fixerade höfterna, detta för att spara vikt genom att utesluta stolar vilket både sparade vikten av själva stolarna samt att de fick näsan så nära rutorna att dessa kunde göras mindre och ändå ha schyst synfält.

Luftmotstånd att ta sats ifrån? Så funkar inte raketmotorer, de går alldeles utmärkt i vakuum då det handlar om att accelerera motorns avgaser i motsatt riktning mot den man vill åka. Det är till och med så att en raketmotor vars geometri är optimerad för rymdens vakuum ger mindre kraft om man kör den vid atmosfärstryck.

Till skillnad från stora bärraketer (sådana som lyfter från jorden och går ända ut i rymden) så hade inte månlandaren flytande syre som oxidationsmedel utan istället det på vissa sätt smidigare kvävetetraoxid.

Retursteget behövde inte heller slita sig loss från månens gravitation, alltså överstiga flykthastigheten utan det räckte att komma upp i omloppsbana vilket är betydligt enklare. Resan därifrån och hem gjordes ju med kommando-/servicemodulen och landarens retursteg lämnades åt sitt öde i omloppsbana runt månen för att med tiden krascha på månen. (Retursteget från Apollo 10 ligger fortfarande i bana runt solen (motorn fjärrstyrdes efter att astronauterna lämnat farkosten) men den landade ju aldrig på månen.

Annars kan man enkelt räkna ut den kinetiska energi som krävs för att ta månlandaren ut från månen mha Ek = 1/2 mv^2 ( månens flykthastighet är 2400 m/s) Energin i raketbränsle ca 7 MJ / kg varav max 10 % kan bli kinetiskt arbete i atmosfär vid 1 bar, mindre i vakuum. .... Givet detta och i beräkning av mängd bränsle som måste åtgå för att ta månlandaren fri från månens g-fält i jmf med redovisade data över medtagen bränslemängd så ser ni att man aldrig varit på månen :

http://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Lunar_Module

Vi räknar till den officiella versionens fördel från givna data enligt länk ovan:

Mass including fuel: 10,300 lb (4,700 kg)
APS propellant mass: 5,187 lb (2,353 kg)
RCS propellant mass: 633 lb (287 kg)

2640 kg bränsle.


Den massa som ska upp i rymden från månen är 2060 kg. Om energin i raketbränslet skulle avges momentant ( som en kanon) på ytan skulle det ej behövas tas med, men en raket har ju med sig sitt bränsle/syre och men vi tänker oss det hela som en kanon istället (eftersom det blir mkt lättare att räkna och vi inte vet hur raketen tar ut effekt som funktion av höjd ( dvs vad för gravitation som gäller) och då är massan 2060 kg det som avses skall föras upp i rymden ( alltså MINDRE än om vi räknar med att raketbränsle faktiskt har en massa och är med upp) vilket ger:

Ek = 1/2 (2060 kg x 2400 m/s x 2400 m/s ) = 5933 MJ

Bränslet måste alltså kunna leverera 5933 MJ kinetisk energi till raketen ( tänkt som en kanon) för att mån"stigaren" ska kunna nå fri från månens gravitation. Den har då INGEN hastighet "what so ever" i riktning mot jorden utan är endast fri från månens gravitation.

2640 kg raketbränsle har ett totalt energi-innehåll om:

2640 kg x 7 MJ = 18480 MJ varvid vid atmosfärstryck 10 % kan bli kinetiskt arbete ( mkt mindre i vakuum men vi räknar till officiella versionens fördel med siffran 10 % ) , vilket ger:

1848 MJ <------- ( krävs alltså 5933 MJ , dvs vi har för lite bränsle med oss för att nå bort från månens gravitation och vi kommer därför att återvända mot månen kracha och dö.)

Skunkjobb resonemang om ökad verkningsgrad för en raket i vakuum är fullständigt fel eftersom dys-trattens funktion i en raketmotor är för att utströmmande gaser skall kunna uträtta tryck-volym arbete mot omgivningen vilket enligt Newton III uppkommer där en motkraft som trycker raketen framåt. Skulle raketen endast fungera enligt reaktionsprincipen skulle dess verkningsgrad bli betydligt lägre än 10% men här har vi räknat till officiella versionens fördel och använt siffran 10 %. Det kan också göras föremål för diskussion hur raketmotorns gaser uppstår i själva motorn och hur mkt de expanderar enligt principen om fri expansion ( inget arbete uträttas se Joule effekten ) eller uträttar arbete mot framförvarande gaser ( tex i krutraketmotor) och då kan man addera en rad argument för hur effektiv/inneffektiv en motor blir. Men hur som helst 10 % är maximal verkningsgrad och med det och redovisade data så kan man lätt räkna ut att man inte varit på månen. Det hela blir värre om vi ska upp i de 1500 m/s eller liknande som man påstår för att kunna komma mot jorden i tid mm.

Andra bluffar att räkna på är hur lång tid det tar att kremera 6 miljoner själar och hur mkt kol det går åt.

Eller hur hus kan motstå 20 psi ( som att köra 200 blås in i en betongvägg med bilen och att bilen är hel) i två kända japanska städer -45 utan en skråma förutom trasiga fönsterrutor.

forts..

om ngn tänkte invända att uppstigande del dockar med en raket som har eget bränsle på lägre höjd os osv,,, kan man göra räkningen men för "decent" och då går det inte längre krångla sig ur det hela genom att gömma sig bakom icke redovisade data. Vi räknar:

Räknar vi på "decent stage" som har en vikt av 10.334 kg där 8200 kg är bränsle varav 2640 kg skall användas för "ancent stage" så är alltså vikten 2640 kg bränsle plus 2060 kg "ancient stages" vikt som ska landas på månen = totalt 4700 kg. Dvs 4700 kg måste från flykthastigheten tas till noll
( i praktiken har ju knappast farkosten hastigheten noll när den börjar axeleras mot månen ) . Så 4700 kg bromsas av 5560 kg bränsle.

1/2 ( 4700 kg x 2400 m/s x 2400 m/s) = 13536 MJ

Det blir att varje kg bränsle skulle ge ett kinetiskt arbete motsvarande 2.4 MJ/Kg alltså en verkningsgrad om 34 %

Här ej inräknat att man faktiskt måste räkna in att raketbränsle också har en vikt vilken skall närmas månen och gör siffrorna ännu mer patetiska.

Men jösses sånt totalt okunnigt dravel... Du har verkligen ingen som helst koll på fysik. Du kan inte ens räkna rätt. Kanon? Vad? Du nämner Newton men kan inte ens räkna på F=ma? Och raketers bränsle trycker på raketen, och inte på något annat, precis som skunk säger. Gå och göm dig på konspirationer och alternativa teorier där du hör hemma och kom inte tillbaks förrän du gått ut högstadiet.

ca 2,6137 m3. Eller ungefär 2613,706 liter.

Bränslet var aerozine 50, en 50%ig blandning av hydrazin och osymmetrisk dimetylhydrazin. Oxiderare var kvävetetraoxid. Blandar man dessa så förbränner det spontant. Man behöver alltså inte oroa sig för att någon tändningsmekanism ska fungera eller inte. Och det är lättare att lagra än t.ex flytande syre och väte.

Optimala blandningsproportioner mellan kvävetetraoxid och aerozine är 1:2,61. 1 kg oxiderare för 2,61 kg bränsle. Densiteten för kvävetetraoxid är 1,443g/cm3. Densiteten på aerozine är 0,9055g/cm3. Totala mängden bränsle i månmodulen för återfärd till LLO var 2640 kg. Med dessa siffror hoppas jag du själv kan räkna ut hur många kg och litrar kvävetetraoxid respektive aerozine månmodulen hade.

Det är uppenbart att du försöker spä ut tråden med massa BS. Du kommer inte undan redovisade vikter för bränslet ( INNEFATTAR oxiditationsmedel såsom hydrazin-derivatet) genom att låtsas att de hade dubbelt så mkt, vikterna är officiella och står tydligt redovisade både på NASA hemsida samt på wikipedia. Och även om du försöker koka datan så räcker inte energin till allafall.

SAker som inte håller för kontroll med fysik årskurs åtta är inte sanna. Det är som att påstå att ett marklyft om 100 kg till en meters höjd endast förbrukar 100 joule fast det åtgår 982 Joule. Hur du än krånglar och ljuger så kan vilken högstadie eller gymnasist som helst använda energiprincipen på de officiella datan och då direkt se att de inte stämmer.

Vad svamlar du om nu? Dubbelt vaddå av vaddå? Jag har bara förklarat för ts hur stor volym 2640 kg raketbränsle inklusive oxidant tar upp. Förvirrad igen? Är rösterna i ditt huvud extra jobbiga idag? Och vad vet du om energin? Var då så god att demonstrera den fulla stökiometriska reaktionen mellan hydrazin och dikvävetetraoxid, inklusive frigjord energi i varje steg, om du tror du vet något.

Och vilken energiprincip är det du refererar till? Du verkar tro att man kan använda sig av Newtons tredje lag i fallet raketer. Att man bara kan använda den kemiska energin i en reaktion och på något sätt omvandla den till potentiell energi. Det är så fel att det är komiskt och skrämmande på samma gång. Hur kan man ha så fel? Det är fascinerande. Du förstår att raketer accelererar. Det är hela poängen. Applicera en kraft på en massa och du får en acceleration. Det är Newtons andra lag som handlar om acceleration. Newtons tredje är värdelös här. Och andra lagen gäller även på kemiska föreningar. De har också massa förstår du. Och när man tänder på något energetiskt så får den massan rörelseenergi. Det är alltså inte bara energin i själva reaktionen som bidrar till kraften. Det gör även raketbränslets massa. Bränslet brinner i en dysa, alstrar energi och sprutar iväg åt ett håll. Det ger en kraft. En exakt motsatt kraft påverkar raketen åt andra hållet. F=m*a. Det är denna enkla ekvation du måste lära dig. När du gör det så kommer du inse hur extremt korkat ditt tidigare resonemang är.

Tror ni att ni klarar att hålla er till själva sakfrågan utan att lägga in andra värderingar och pajkastning?

If so...finns det någonting ni kan vara överens om?

A. verkningsgrad. vad svarar ni för % här? högsta resp lägsta värde?

B. hur långt upp objeketet behövde flyga innan ni slutar räkna, dvs målhöjd för beräkningen, högsta resp lägsta värde?

C. Maximal mängd tillgängligt bränsle. Hur mycket bränsle NASA säger att man hade för uppfärden? högsta resp lägsta värde?

D. Vilka fysiska lagar behöver man räkna med och vilka kan man bortse från i denna fråga. Vilka lagar (formler?) anser ni ska användas och varför?

E. osv, steg för steg... om ena personens högsta värde är samma som den andra personenens lägsta värde så utgå från den som gemensam nämnare...

Tack på förhand

Om du vill få något rätt så bortse från KRF:s psykbryt, han är en av de värsta konspirationsteoretikerna här och jag är förvånad att han inte nämnt något om judar ännu men det kommer snart om han får hållas.

En del av det du nu frågar finns det ju svar på i tidigare länkar och inlägg så då blir det lite tråkigt när du frågar samma sak igen. Har du tänkt göra något själv i den här uppgiften? Om inte så kan vi lika gärna skita i det.

KRF gaggade om flykthastighet men som jag skrev tidigare så behöver inte landarens retursteg bry sig om det då det inte är den farkosten som ska övervinna flykthastigheten. Lägsta hastighet för att hålla sig i cirkulär omloppsbana runt månen däremot är c:a 1700 m/s. Denna ges av att centripetalaccelerationen ska vara lika med tyngdaccelerationen. Centr.: a = v²/r (där v är hastigheten i m/s och r är banans radie i m, minsta radie är strax över månytan och månens radie och tyngdacceleration får du leta fram själv).

Ditt drag.

Fast Newtons tredje lag gäller för raketer. De måste också bevara rörelsemängd. Man måste bara tänka på att bränslet förbränns kontinuerligt. Ställer man upp differentialekvationen som uttrycker rörelsemängdens bevarande är det enkelt att härleda raketekvationen.
Newtons tredje är värdelös här.
Bevarandelagar är aldrig värdelösa.
F = dp/dt

Hur som helst, använder man raketekvationen får man att delta-v för retursteget är ~2100 m/s, vilket klart räcker för att uppnå en omloppsbana med omloppshastighet ~1700 m/s (även om en sån omloppsbana bara är strax ovanför månytan behöver man inte så mycket delta-v för att höja sin omloppsbana när man väl är där.)