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Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza

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Offline sinucep

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #50 il: Gio 14/04/2016, 12:47 »
In altre parole fornendo energia alla ruota di reazione si può contrastare l'attrito solo nel suo effetto di rallentamento della stessa. Mentre l'effetto di trascinamento del satellite rimane.

Offline IK1ODO

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #51 il: Gio 14/04/2016, 13:02 »
In altre parole fornendo energia alla ruota di reazione si può contrastare l'attrito solo nel suo effetto di rallentamento della stessa. Mentre l'effetto di trascinamento del satellite rimane.

ci stavo pensando stanotte alle tre... dev'essere l'effetto della frittata coi gingilli, non li ho digeriti bene.
Già, oppure guarda la controcoppia (reazione di vincolo, così non devi metterti nel vuoto con un motore in mano) del motore che sta fornendo energia alla ruota, per mantenerla a V costante; hai spostato il problema dell'attrito in un altro punto, ma non eliminato, e il satellite ruota oppure la ruota accelera.
Insomma, Michael, non sono mica convinto di aver cambiato idea.
"Lo studio e in generale l'aspirazione alla verità e alla bellezza rappresentano un ambito in cui è permesso rimanere bambini per tutta la vita" - A. Einstein

Offline sinucep

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #52 il: Gio 14/04/2016, 13:36 »
ci stavo pensando stanotte alle tre... dev'essere l'effetto della frittata coi gingilli, non li ho digeriti bene.
Già, oppure guarda la controcoppia (reazione di vincolo, così non devi metterti nel vuoto con un motore in mano) del motore che sta fornendo energia alla ruota, per mantenerla a V costante; hai spostato il problema dell'attrito in un altro punto, ma non eliminato, e il satellite ruota oppure la ruota accelera.
Insomma, Michael, non sono mica convinto di aver cambiato idea.

Eh lo so, il popolo del Lato Oscuro™ ha lo stomaco delicato :-D

Offline paolo_a

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #53 il: Gio 14/04/2016, 15:35 »
Ecco perchè mi piace questo forum!
Si riesce a far "capire" a CHIUNQUE cose come controcoppie, correnti parassite, effetti di trascinamento (:ho capito perchè si spegne la moto se metto la marcia a motore troppo freddo e perchè la ruota gira in folle)
parlando di ipotetici omini in caduta libera che si arrovellano con marchingegni in mano :sick: :mrgreen:

 :clap: :nerd:
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Offline IK1ODO

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #54 il: Gio 14/04/2016, 16:20 »
Allora, ripensamento pomeridiano. Rivediamo il sistema, libero nello spazio profondo, alla buon'anima del principio di Mach.
La ruota gira in senso orario (CW, clockwise, all'anglosassone - il contrario è CCW, counterclockwise).
La coppia di trascinamento dovuta agli attriti è anch'essa CW, e quindi il satellite su quell'asse tende a girare CW.
Abbiamo detto che motore deve dare una coppia CW alla ruota per controbilanciare gli attriti ed evitare che la ruota rallenti, coppia pari a quella di attrito, e il servocontrollo del motore mantiene la velocità angolare costante nel sistema di riferimento del motore/ruota (l'unico possibile per il servomeccanismo, credo).
Se il motore fornisce una coppia CW alla ruota, allora la controcoppia del motore è CCW, e questo farà ruotare il satellite in senso CCW !
A questo punto per compensare la rotazione CCW devo diminuire, invece che aumentare, la velocità angolare della ruota, in modo da avere una controcoppia CW allo statore del motore. Insomma, il motore deve frenare la ruota per produrre una controcoppia pari a quella degli attriti, in modo che la reazione complessiva al vincolo del motore sia zero.
Insomma, aggiungendo il motore abbiamo 1) annullato il rallentamento per attrito della ruota, 2) invertito il senso della coppia "spuria" di rotazione e 3) obbligato la ruota a decelerare ancora. Che ne dite? Bel casino...

Vista in un altro modo: la ruota cede energia per attrito, trasferendo coppia e quindi parte della propria energia (l'altra parte va in calore). Se voglio evitare il trasferimento di energia al frame del satellite devo assorbire quella parte che andrebbe in coppia; allora freno la ruota con il motore, produco una controcoppia che annulla quella di attrito, e dissipo altra energia (probabilmente pari a quella persa per attrito, chissà) per evitare che quella di prima mi dia fastidio.

(Il "gedanken experiment" continua... stay tuned, questi ragionamenti fanno girare le scatole, anche quelle spaziali)
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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #55 il: Gio 14/04/2016, 16:33 »
Anche a me l'esempio dell'uomo in caduta libera con il motore in mano piaceva molto, ma é sparito.

Voglio affrontare il problema in un altro modo. Abbiamo un sistema isolato, con due masse, quelle del satellite e quelle della ruota di reazione, aventi ciascuna un momento angolare costante perché sono nel vuoto e non c'é nulla (nel nostro esempio) che li perturba. Il resto (attriti, motore, uomo in caduta libera etc) trasmettono momento angolare da un corpo all'altro, ma la sommatoria tra i due non cambia.
Quindi secondo me Zio hai ragione quando dici che l'azione del motore compensa l'attrito e basta.
<ISAA n°119> | È vero, ho scalato montagne e ho camminato in luoghi remoti. Ma come avrei potuto vedervi se non da una grande altitudine o da una grande distanza? In verità, come si può essere vicini se non si conosce la lontananza? (Khalil Gibran)

Offline IK1ODO

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #56 il: Gio 14/04/2016, 16:55 »
Livio, la sommatoria cambia perchè il trasferimento è anche dissipativo, parte dell'energia va in calore; dopo un certo tempo il satellite girerà come una trottola e la ruota sarà ferma, su questo non ho dubbi. Ma io voglio tenere fermo il mio satellite, quindi devo contrastare la coppia di attrito che mi arriva dalla ruota. Cosa devo fare per ottenere lo scopo?
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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #57 il: Gio 14/04/2016, 17:09 »
Livio, la sommatoria cambia perchè il trasferimento è anche dissipativo, parte dell'energia va in calore; dopo un certo tempo il satellite girerà come una trottola e la ruota sarà ferma, su questo non ho dubbi.
Perdona i miei termini poco scientifici, sto cercando di esprimere un'idea.  :agree:
Il sistema é nel vuoto quindi non hai "punti di appoggio". Il calore si sviluppa per via dell'attrito che rallenta le rotazioni di uno rispetto all'altro, ma l'inerzia complessiva del sistema rispetto all'universo non cambia. 
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Offline IK1ODO

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #58 il: Gio 14/04/2016, 17:21 »
L'inerzia (momento di inerzia) dipende dalla massa del sistema e dalla distribuzione delle masse, ma l'energia dipende dal momento angolare, cioè dalla rotazione delle parti. Questa cambia, perchè parte dell'energia che avevi è andata in calore. Detto in temini poco scientifici!
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Offline sinucep

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #59 il: Ven 15/04/2016, 01:52 »

Se il motore fornisce una coppia CW alla ruota, allora la controcoppia del motore è CCW, e questo farà ruotare il satellite in senso CCW !
A questo punto per compensare la rotazione CCW devo diminuire, invece che aumentare, la velocità angolare della ruota, in modo da avere una controcoppia CW allo statore del motore.

Qui smetto di seguire il tuo ragionamento. La controcoppia CCW che ottengo è quella che volevo per tenere fermo il satellite. Satellite fermo e ruota che accelera.

Offline blitzed

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Ok ragazzi, come spesso accade su questo forum ne è venuta fuori una discussione interessantissima. Tuttavia, devo dire, non capisco fino in fondo il nocciolo della questione. Dal baratro profondo della mia ignoranza, mi ero sempre dato una spiegazione molto semplice del perché le ruote di reazione saturassero: perturbazioni esterne. Tipo vento solare, influenze gravitazionali, una parte della sonda che si muove, necessità di cambiare attitudine o manovrare...e ci si ritrova con la ruota che gira troppo velocemente, o troppo lentamente (se non sbaglio per alcuni tipi la velocità nominale non è zero).

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Offline isapinza

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #61 il: Ven 15/04/2016, 08:41 »
Credo che qui si sia andati oltre il normale utilizzo della ruota (che è quello che dici tu) ovvero, se la mia ruota che gira in un sistema non perturbato ha comunque la necessità di essere desaturata a causa degli attriti "interni"  :nerd: :nerd:
Ma so le 8:40 del mattino  :zzz: :zzz: un pò troppo presto per capire che dice lo zio  :mrgreen: :mrgreen:
---> Se quello che dico può essere interpretato in due modi ed uno dei due ti fa arrabbiare...intendevo il terzo *grin*

Offline Aleph

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #62 il: Ven 15/04/2016, 13:13 »
Forse la questione interessante è se il calore generato dall'attrito, che è chiaramente una grandezza scalare, possa effettivamente "distruggere" parte del momento angolare, che è invece una grandezza vettoriale.
Facciamo allora ancora una volta un gedankenexperiment, per fare contento sia il buon Albert che India Kilo.
Prendiamo un satellite che non ruota, acceleriamo una sua ruota di reazione fino che il satellite non acquisisca una certa velocità di rotazione. Interrompiamo ogni intervento sul satellite e lasciamo che il rallentamento della ruota di reazione dovuto all'attrito determini il conseguente rallentamento della velocità di rotazione del satellite.
La questione secondo me è la seguente, visto che il calore dell'attrito è dovuto al movimento relativo della ruota rispetto al satellite, e non dunque solo al movimento della ruota, chi si ferma prima, la ruota o il satellite?

Sempre per rimanere nel campo degli esperimenti mentali, si può anche trasformare la questione in termini più semplici, ossia un satellite a forma di binario ferroviario lungo per esempio un chilometro, con sopra un treno. Chiaramente se accelero il treno in avanti, accelero anche il binario indietro. Se lascio rallentare il treno per attrito, si ferma prima il treno o il binario?

E se treno e binario hanno la stessa massa?

A me tutto questo fa pensare che devono fermarsi sempre insieme, per cui il calore dovuto dall'attrito non dovrebbe distruggere quantità di moto di una parte piuttosto che di un'altra....

Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #63 il: Ven 15/04/2016, 13:58 »
Aleph, sono d'accordo intuitivamente con te.

L'attrito non dissipa il momento angolare del sistema rispetto all'universo, perciò non sovraccarica la ruota di reazione.

Momento angolare ruota - momento angolare satellite = momento angolare del sistema rispetto all'universo
Se entrambi, ruota e satellite, perdono un valore "Z" per l'attrito, +Z-Z=0

Se invece si fa così: momento angolare ruota + momento angolare satellite = -Z-Z= -2Z = il valore risulta in diminuzione perché l'attrito lo dissipa.
Però non mi pare sia giusto.

In sostanza: il motore della ruota di reazione compensa l'attrito, ma solo i thruster o i fenomeni di perturbazione dall'esterno che riporta il "buon vecchio blitzed" possono modificare il momento angolare del sistema.
« Ultima modifica: Ven 15/04/2016, 14:02 da Astro_Livio »
<ISAA n°119> | È vero, ho scalato montagne e ho camminato in luoghi remoti. Ma come avrei potuto vedervi se non da una grande altitudine o da una grande distanza? In verità, come si può essere vicini se non si conosce la lontananza? (Khalil Gibran)

Offline sinucep

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #64 il: Ven 15/04/2016, 14:54 »
Se lascio rallentare il treno per attrito, si ferma prima il treno o il binario?

Anche io avevo pensato ad un satellite a forma di binario per "rettificare" il problema del moto!

Ma nei miei pensieri facevo fatica a farlo stare attaccato al treno per cui l'ho trasformato in un satellite a forma di canna di fucile ben oliata in cui la ruota di reazione è sostituita da una pallottola che vi scorre (e rallenta per attrito) al suo interno :happy:

Comunque si fermano prima il treno, la pallottola, la ruota di reazione. Anche se fossero più grandi del resto del satellite.

Questo perché il moto della ruota di reazione (o delle sue versioni rettilinee) è relativo al satellite mentre quando parliamo di satellite fermo intendiamo che sia fermo rispetto per esempio a delle stelle lontane. In tutto questo Gedankenexperiment abbiamo deciso (più o meno tacitamente) di considerare nullo l'attrito viscoso provocato da eventuali atomi vaganti nello spazio che collidono contro il satellite. Nullo o comunque molto minore rispetto a quello dei cuscinetti della ruota di reazione.

Più leggo i vostri interessanti contributi più mi sembra giusta la mia idea: per avere il satellite fermo la ruota di reazione deve accelerare.
« Ultima modifica: Ven 15/04/2016, 14:57 da sinucep »

Offline Acris

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #65 il: Ven 15/04/2016, 15:14 »
ma siete cosi convinti che l'attrito sia il motivo del rallentamento delle ruote di reazione che galleggiano nel vuoto quasi assoluto sospese su cuscinetti magnetici?
A sensazione, chi può più dare fastidio al mantenimento della rotazione sono, come diceva inizialemente Marco, problemi di correnti parassite et simila...

Mi sovviene però un nuovo pensiero: preso un albero che ruota uniformemente attorno al proprio asse principale e mantenuto in posizione da un campo magnetico circolare uniforme che lo avvolge; applicata una forza ortogonale all'asse di cui sopra, cosa succede? si crea dell'attrito? questo rallenta il suo moto uniforme per qualche motivo?  :nerd:
Solo due cose sono infinite, l'universo e la stupidità umana, e non sono sicuro della prima

A.Einstein

Offline paolo_a

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #66 il: Ven 15/04/2016, 16:23 »
Forse la questione interessante è se il calore generato dall'attrito, che è chiaramente una grandezza scalare, possa effettivamente "distruggere" parte del momento angolare, che è invece una grandezza vettoriale.
Facciamo allora ancora una volta un gedankenexperiment, per fare contento sia il buon Albert che India Kilo.
Prendiamo un satellite che non ruota, acceleriamo una sua ruota di reazione fino che il satellite non acquisisca una certa velocità di rotazione. Interrompiamo ogni intervento sul satellite e lasciamo che il rallentamento della ruota di reazione dovuto all'attrito determini il conseguente rallentamento della velocità di rotazione del satellite.
La questione secondo me è la seguente, visto che il calore dell'attrito è dovuto al movimento relativo della ruota rispetto al satellite, e non dunque solo al movimento della ruota, chi si ferma prima, la ruota o il satellite?

Sempre per rimanere nel campo degli esperimenti mentali, si può anche trasformare la questione in termini più semplici, ossia un satellite a forma di binario ferroviario lungo per esempio un chilometro, con sopra un treno. Chiaramente se accelero il treno in avanti, accelero anche il binario indietro. Se lascio rallentare il treno per attrito, si ferma prima il treno o il binario?

E se treno e binario hanno la stessa massa?

A me tutto questo fa pensare che devono fermarsi sempre insieme, per cui il calore dovuto dall'attrito non dovrebbe distruggere quantità di moto di una parte piuttosto che di un'altra....

Aleph, prendo il tuo esempio sul satellite messo in rotazione (il treno in orbita su binario mi ricorda cartoni animati dell'infanzia, e i sentimenti non devono interferire col pensiero scientifico): secondo il tuo ragionamento, satellite e ruota si fermerebbero insieme (fra di loro), ma il gruppo satellite + ruota continuerebbe a girare, perchè parte del momento angolare generato all'inizio non si recupera con l'attrito ma viene dissipato in energia.
mi son perso?

ps. per amore di discussione penso che qui si possano equiparare correnti parassite che frenino il gruppo rotore/statore ai volgari attriti "da cuscinetto vecchio".
« Ultima modifica: Ven 15/04/2016, 16:27 da paolo_a »
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Offline sinucep

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Re:Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza
« Risposta #67 il: Ven 15/04/2016, 18:15 »
ma siete cosi convinti che l'attrito sia il motivo del rallentamento delle ruote di reazione che galleggiano nel vuoto quasi assoluto sospese su cuscinetti magnetici?
A sensazione, chi può più dare fastidio al mantenimento della rotazione sono, come diceva inizialemente Marco, problemi di correnti parassite et simila...

Mi sovviene però un nuovo pensiero: preso un albero che ruota uniformemente attorno al proprio asse principale e mantenuto in posizione da un campo magnetico circolare uniforme che lo avvolge; applicata una forza ortogonale all'asse di cui sopra, cosa succede? si crea dell'attrito? questo rallenta il suo moto uniforme per qualche motivo?  :nerd:

Come ben detto da paolo_a con attrito ci riferiamo anche alla forza contraria dovuta alle correnti parassite.

Per quanto riguarda l'albero in sospensione magnetica, in base alle ipotesi che hai fatto non si crea nessuna forza che potrebbe rallentare la ruota. Giustappunto i cuscinetti magnetici lavorano in questa condizione: forze ortogonali all'asse di rotazione e centripete tengono centrato l'asse della ruota e forze che spingono in opposizione parallelamente all'albero evitano che la ruota si muova lungo l'asse.

Aleph, prendo il tuo esempio sul satellite messo in rotazione (il treno in orbita su binario mi ricorda cartoni animati dell'infanzia, e i sentimenti non devono interferire col pensiero scientifico): secondo il tuo ragionamento, satellite e ruota si fermerebbero insieme (fra di loro), ma il gruppo satellite + ruota continuerebbe a girare, perchè parte del momento angolare generato all'inizio non si recupera con l'attrito ma viene dissipato in energia.
mi son perso?

Giusta osservazione sul mescolare sentimenti e pensiero scientifico. A questo punto mi sento in dovere di precisare che, nonostante mi sia trovato completamente a mio agio immaginado un satellite a forma di canna di fucile, personalmente mi sono sempre schierato (e continueroò a farlo) dalla parte del dialogo pacifico e decisamente contro la guerra  :mrgreen:
« Ultima modifica: Ven 15/04/2016, 18:34 da sinucep »