Red Bull stratos jump

Šodien pasaulē notiek (vismaz plānots, bet jau vairākas reizes sākums ir atlikts nepiemērotu laikapstākļu dēļ) kaut kas unikāls vārda tiešajā nozīmē. Kompānijas Red Bull GmbH atbalstīts, Felikss Baumgartners leks no 36.576 kilometru augstuma virs Zemes, kas citviet medijos ir atspoguļots kā pāreja no Zemes atmosfēras uz atklātu Visumu, un ļausies brīvajam kritienam Zemes gravitācijas laukā. Lai izlabotu medijos pieļauto kļūdu, tad piezīmēšu, ka pieņemtā robeža ir aptuveni 100 km virs jūras līmeņa (infografiks), bet patiesībā tādas stingras robežas nav, jo atmosfēra beidzas pamazām, nevis ir ar nazi nogriezta kādā šaurā apgabalā. Pat 1000 km augstumā vēl esot ūdeņraža pēdas, un Zemes atmosfēra, lai arī krietni citādāka, pastāv.

Online šo notikumu var vērot šeit.

Update 14.10.2012.
Leciens ir izdarīts no 39.045 km augstuma, skaņas ātrums pārsniegts brīvajā kritienā. Maksimālais ātrums 1342 km/h.

Vēsturē viens šāds lēciens jau tika izdarīts, un tas bija tālajā 1960. gadā, kad ASV gaisa spēku kapteinis Džo Kitingers veica veiksmīgu piezemēšanos no aptuveni 32 km augstuma. Lai uzsvērtu, ko  tas īsti nozīmē, pateikšu, ka tipisks pasažieru lidmašīnas reisa augstums ir 10 līdz 12 km. Kas tad šoreiz ir tas unikālais, ja ne neņem vērā, ka plānots pārspēt augstuma rekordu? Šoreiz brīvais kritiens izpaudīsies tā, ka vienā brīdī Felikss sasniegs un pārsniegs skaņas ātrumu.

Stratosfēra un skafandrs:

Radās vēlme padomāt, pagooglēt, palasīt, ko tas cilvēkam superdūper skafandrā nozīmē un kas varētu notikt/nenotikt. Atmosfēru šajā augstumā sauc par stratosfēru. Spiediens konkrētajā augstumā  ir mazāks nekā 0.5 % no atmosfēras Zemes virsū, mākslīga skābekļa padeve cilvēkam ir neizbēgama. Temperatūra varot būt no -10 līdz pat -60 grādiem Celsija. Ir skaidrs, ka tie ir cilvēkam neapdzīvojami apstākļi, kas līdzinās jau vakuumam, tāpēc ir nepieciešams tas superūber skafandrs, kas reizē ir ar kustīgām daļām, mehāniski un termiski izturīgs, neuzkrāj siltumu. Neuzkrāj siltumu, jo triecienā ar atmosfēras molekulām izdalītā siltuma jauda pie lielākajiem ātrumiem būs ap 300 kW. Nebūtu pārāk jauki ilglaicīgi atrasties 200 spēcīgu fēnu klātbūtnē. Saprotams, ka bez skafandra čalis dzīvajos būs tikai labi ja 6-10 sekundes. Un ne tikai šis faktors to noteiktu, tomēr tālāk neiedziļināšos, lai nebūtu pārāk skrupulozs un ar informāciju pārbāzsts raksts.

Galējais ātrums

Rakstā par monētas krišanu no augstceltnēm jau pieminēju galējo ātrumu, ko atmosfērā objekti sasniedz. Tie nepaātrinās mūžīgi. Pateicoties tam, ka atmosfēras augšējie slāņi ir ar mazu blīvumu, atmosfēras pretestības spēks arī būs mazāks brīvā kritiena sākumā. Tādējādi var aprēķināt, ka 35 sekunžu laikā no kritiena sākumā Felikss sasniegs savu maksimālo ātrumu 1225 km/h, kas pārsniedz skaņas ātrumu pie Zemes virsmas – 330 m/s, un pavisam noteikti skaņas ātrumu stratosfērā – aptuveni 300 m/s . Salīdzinājumam – Boeing 747 lido ar 965 km/h lielu ātrumu, bet tipisks sky-divers ar 200 km/h lielu ātrumu. Ko novērotājam nozīmē kāds objekts, kas tuvojas ar vismaz skaņas ātrumu? Tu redzi šo objektu, bet nedzirdi, jo gaisa molekulām vajadzēs vēl kādu laiciņu, lai nodotu ziņu tavām ausīm. Ikdienā skaņas ātruma efektu var novērot, kad lidmašīna šķietami lido virs galvas. Tu dzirdi, ka tā ir virs tevis, bet acis saka, ka tā jau krietnu gabaliņu ir nolidojusi sāņus. Jāpievērš uzmanība, ka pēdējā piemērā pati lidmašīna ne obligāti lido ar skaņas ātrumu. Tā ir distance, kas skaņai jāveic līdz novērotāja ausīm, kas spēlē galveno lomu.
Kad Felikss tuvosies Zemes virsmai, atmosfēras blīvums arvien vairāk un vairāk pieaugs, kas nozīmēs, ka samazināsies galējais ātrums, ko tādā vietā var sasniegt, jeb viņš bremzēs uz atmosfēras rēķina. Tuvu beigām kritiens būs kā ikdienišķam izpletņlēcējam.

Konusveida mākonis aiz lidotāja:

Vai izveidosies Sonic Boom tipiskais konusveida mākonis? Domāju, ka nē, jo šo mākoni (jā, tas burtiski ir mākonis, bet tikai kaut kādā mērā nedabisks un ar neparastu formu) veido ūdens tvaiki, kas nokļūst ļoti zema spiediena apgabalā lidmašīnas aizmugurē un kondensējas. Tā kā 99.13 % no ūdens atrodas troposfērā, kas ekvatorā stiepjas līdz aptuveni 17 km, bet skaņas ātrums tiks sasniegts stratosfērā, kur ūdens molekulu ir ļoti maz, tad šai parādībai nevajadzētu tikt novērotai. Tā varētu teorētiski pastāvēt, bet tik mazā apjomā, ka cilvēks to ar neapbruņotu aci nenovēros. Savukārt troposfērā, kur ūdens koncentrācija ir daudz vairāk, ir arī lielāks gaisa blīvums, kas palielina gaisa pretestības spēku. Rezultātā samazinās galējais ātrums, bet pret stratosfēru relatīvais skaņas ātrums pieaugs. Nav obligāti jāsasniedz lokālais skaņas ātrums, lai šo parādību redzētu, bet, manuprāt, maz ticams, ka šajā stuntā mēs to ieraudzīsim.

Avoti plašākai lasīšanai:

1) Ūdens tvaiks Zemes atmosfērā (wiki)

2) Zemes atmosfēra (stratosfēra un troposfēra) (wiki)

3) Skaņas ātruma atkarība no augstuma atmosfērā (wiki)

4) Plašs un sakarīgs ieskats projekta Red Bull Stratos fizikā par manis pieminētām un vēl dažām tēmām, piemēram, spiediena, ātruma, augstuma mērīšana (wired)

P.S. Par ko man visvairāk ir bail – tā ir nevienmērīgā atmosfēra, tas ir, straujas blīvuma maiņas, gaisa bedres, kas var izsist krītošo no līdzsvara vai pat trieciena rezultātā lauzt kaut ko. Rupjā analoģijā tas ir tāpat, kā lēni ūdenī ieiet ir īzī pīzī, bet uz vēdera ielekt kaut kā nevienam negribas. Šo neviendabību dēļ (mežonīgi un neparocīgi laikapstākļi) starts arī ir atlikts līdz šim brīdim.

Pagaidām vēl pie Zemes,

Skazis

Comments on: "Red Bull stratos jump" (1)

  1. Tas tik bija lēciens, nebiju domājis, ka tas veiksmīgi beigsies!

Atstāj atbildi šeit

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Mainīt )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Mainīt )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Mainīt )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Mainīt )

Connecting to %s

%d bloggers like this: