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Saturday, May 15, 2021

स्टोन स्किपिंग भौतिकी अंतरिक्ष यान को सुरक्षित रूप से पानी पर लैंड करने में मदद कर सकती है

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पत्थरबाजी

भौतिक विज्ञानी पत्थर की लंघन के पीछे अधिक रहस्यों को उजागर कर रहे हैं

कॉलिन एंडरसन प्रोडक्शंस pty ltd / Getty Images

हजारों साल से लोग पत्थर मार रहे हैं – या काट रहे हैं, लेकिन भौतिकविदों ने घटना के बारे में अधिक जानने के लिए जारी रखा है। नवीनतम अंतर्दृष्टि नई तकनीकों का सुझाव देती हैं जो अंतरिक्ष यान को सुरक्षित रूप से पृथ्वी पर वापस लाने में मदद कर सकती हैं।

कई चीनी विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं को शामिल करने वाली एक टीम ने एल्यूमीनियम डिस्क का उपयोग करके एक लंघन पत्थर का एक प्रयोगात्मक मॉडल बनाया। इस मॉडल में ब्लूटूथ के माध्यम से कंप्यूटर को इसके स्पिन और आंदोलन के विवरण प्रसारित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सेंसर थे।

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तब एल्यूमीनियम डिस्क को हवा के एक कश का उपयोग करके पानी के एक पूल की ओर लॉन्च किया गया था और एक मोटर ने इसे स्पिन की एक सटीक दर प्रदान की थी, जो पिछले शोध से पता चला है कि एक स्किप होने की कुंजी है। ऊपर एक उच्च गति वाला कैमरा और पानी की सतह के समानांतर एक और तैनात दो विमानों में डिस्क की गति को ट्रैक करता है।

टीम ने पाया कि जब पानी पहली बार टकराया तो उसकी गति के आधार पर डिस्क पानी में या तो उछली या फिर उभरी। जब त्वरण गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण से चार गुना से अधिक हो जाता है, तो डिस्क बाउंस हो जाती है। जब त्वरण थोड़ा कम था, लगभग 3.8 बार, डिस्क उछल के बिना प्रकट हुई।

शोधकर्ताओं ने यह भी सीखा कि मैग्नस प्रभाव, जो कताई करते समय एक सीधी रेखा से विचलन का कारण बनता है, ने उड़ान के दौरान और उछलते समय दोनों की भूमिका निभाई। जिस रास्ते पर पत्थर चढ़ता है, वह पानी के पार सीधा नहीं होता है, लेकिन स्पिन की दिशा में मोड़ता है, और वक्र की मात्रा बाउंस की संख्या के साथ बढ़ जाती है।

टीम का कहना है कि सीखे गए सबक इंजीनियरों को बेहतर नावों, पनडुब्बियों और समुद्री जहाज बनाने में मदद कर सकते हैं, जो परिणाम का सुझाव देते हैं ताकि समुद्र में उतरकर अंतरिक्ष यात्रियों को पृथ्वी पर लाने के लिए अंतरिक्ष यान के डिजाइन को सूचित करने में मदद मिल सके।

इम्पीरियल कॉलेज लंदन में Maarten van Reeuwijk का कहना है कि पत्थर की लंघन के भौतिकी के बारे में पता लगाने के लिए अभी भी बहुत कुछ है, लेकिन उनका कहना है कि कागज एक “काफी पूर्ण मॉडल” है।

हालांकि, उनका मानना ​​है कि शोध से पता चलता है कि एक अंतरिक्ष यान में लौटने वाले अंतरिक्ष यात्रियों के लिए सुरक्षित पानी की लैंडिंग समस्याग्रस्त हो सकती है। “यह बहुत तेजी से कताई करने की आवश्यकता होगी, इसलिए वहां किसी भी इंसान का होना अच्छा विचार नहीं है,” वे कहते हैं। “आप पूरे फिर से प्रवेश चरण के माध्यम से कताई की कल्पना करते हैं। परंतु [uncrewed] काम कर सकता है। आपको हमले के कम कोण की आवश्यकता है, आपको बहुत तेजी से कताई करने की आवश्यकता है, और मैं कल्पना कर सकता हूं कि यह बहुत मुश्किल है। और आपको इतने सारे बूस्टर और समायोजन की आवश्यकता हो सकती है कि स्पेसएक्स जैसी चीज को करना आसान है।

जर्नल संदर्भ: तरल पदार्थ का भौतिकी, DOI: 10.1063 / 5.0040158

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