Consecuencias de una superficie completamente sin fricción con gravedad como la luna

En el año 2588, ISRO (Organización de Investigación Espacial de la India) junto con la colaboración de la NASA habían descubierto un nuevo planeta llamado Accio varios años luz más lejos que Plutón. Los científicos han calculado los siguientes hechos después de una tremenda investigación:

  1. Este planeta tiene casi la misma configuración de composición de la atmósfera que la Luna.
  2. La gravedad de este planeta es exactamente la misma que la de nuestra Luna.
  3. No se ha observado rastro de vida.

Finalmente, en 2592, envían un rover para examinar las características de la superficie de este planeta.

Pregunta : En mi historia, quiero que la superficie de este planeta esté completamente libre de fricción. Pero como se mencionó anteriormente, este planeta tiene una gravedad similar a la de la luna. Teniendo en cuenta estos dos hechos, ¿qué pasará con el rover cuando aterrice en la superficie?

  1. ¿Seguirá moviéndose sin energía?
  2. El rover empezará a saltar infinitas veces.
  3. ¿Puede el rover ser capaz de cavar la tierra y enraizarse?
  4. ¿Cómo sería la configuración atmosférica cerca de la superficie de este planeta?
No veo la relevancia de la etiqueta de mundos simulados . ¿Es este un mundo físico o simulado?
¡Sin fricción no se traduce en fricción negativa! De lo contrario, su módulo de aterrizaje antiadherente está listo para usar...
¿Un nuevo planeta... en nuestro sistema solar? ¿A varios años luz de Plutón? Entonces, ¿un cuerpo que orbita alrededor de nuestro sol que está más lejos que alfa centauro?

Respuestas (2)

Incluso si la superficie no tiene fricción, con el tiempo el polvo y las moléculas aleatorias caerán sobre ella debido a su atracción gravitatoria. Estos no se quedarán quietos, se deslizarán pero permanecerán en la superficie al menos. Durante eones, el polvo formará una capa y ralentizará su movimiento, creando finalmente una superficie más normal.

  1. Dejando a un lado el polvo espacial, si la superficie no tuviera fricción, el rover continuaría moviéndose indefinidamente sin agregar energía. Asumiendo que la superficie es perfectamente plana, por supuesto. Si es desigual, el rover puede quedar atrapado en algún lugar, como si cayera en un agujero (al igual que todo el polvo espacial...). Sin embargo, aún continuaría deslizándose por el fondo del agujero.

  2. Rebotará al aterrizar, dependiendo de qué tan rígida y elástica sea la superficie y el rover, pero el movimiento vertical eventualmente se estabilizará como lo haría en cualquier otro lugar, la fricción no está involucrada. Cualquier movimiento lateral continuará (ver 1). Cualquier movimiento de rotación alrededor del eje vertical continuará. Si el planeta es perfectamente plano, el resultado de cualquier aterrizaje dejará al rover deslizándose en una dirección, girando alrededor de su eje vertical. Necesitaría propulsores para amortiguar este movimiento, que solo puede reducirse, no eliminarse por completo. Un rover pesado con controles de propulsión muy finos podría permanecer aproximadamente inmóvil.

  3. Sí, suponiendo que se pueda penetrar en la superficie con las herramientas de los rovers, siempre que se empujen verticalmente en ella, la fricción es irrelevante. Las brocas giratorias requerirían la estabilización de la rueda de propulsor/reacción, ya que no hay nada que impida que el rover gire en sentido contrario.

  4. La gravedad en su planeta no es lo suficientemente alta como para mantener una atmósfera.

Tomar una muestra en una superficie dura perfectamente plana puede ser difícil. Para poder perforar una muestra de núcleo, el rover necesita mantenerse estacionario y empujar contra la superficie con el taladro. El primero se puede hacer con propulsores dispuestos a los lados del rover. Sin embargo, empujar contra la superficie puede ser difícil. El módulo de aterrizaje Philae intentó hacer esto en un cometa usando propulsores en la parte superior del módulo de aterrizaje, apuntando al espacio, para empujarlo hacia abajo mientras perforaba. En su caso, el más mínimo empuje vertical que no sea exactamente a través del centro de masa del rovers dará como resultado una conversión eficiente de ese empuje en el módulo de aterrizaje deslizándose hacia los lados (al igual que presionar el pie en un ángulo no vertical sobre el hielo provoca un patinar). Los propulsores laterales deberán poder contrarrestar esto. Cualquier elasticidad en el cuerpo del rover se traducirá en un deslizamiento errático en la superficie. Los chorros laterales también deben diseñarse para manejar esto.

Por último, en cuanto a la perforación. No estoy seguro de cómo funcionan las fuerzas de corte en una broca, y si la fricción juega un papel en hacer que la broca "muerda". Tal vez sin fricción significa imposible de perforar, esto realmente necesita más desarrollo...

Podría ayudar si coloca dos brocas al mismo tiempo, especialmente si giran en diferentes direcciones.
Pretaladrar un orificio un poco más pequeño con un taladro láser (que no requeriría fuerza) antes de intentar perforar con una broca física podría ayudar, ya que la perforación no comienza a empujar el taladro hacia una superficie hasta que la broca ha mordido lo suficientemente profundo como para empezar a tirar hacia adelante. Un agujero pretaladrado requiere menos fuerza para que la broca "muerda", por lo que el rover tiene menos tendencia a rebotar hacia arriba debido a la baja gravedad.

Es muy difícil eliminar absolutamente toda la fricción, al igual que llegar al cero absoluto (en cuanto a la temperatura) es más difícil cuanto más te acercas.

Sin embargo, puedes acercarte mucho, mucho, especialmente si tu planeta es frío. Cuando está lo suficientemente frío, el helio se vuelve efectivamente sin fricción: https://en.wikipedia.org/wiki/Superfluid_helium-4

También se cree que los fullerenos se acumulan preferentemente en planetoides fríos; Recuerdo una de las primeras historias de guerra Man-Kzin usando esto como un dispositivo de trama.

Sin embargo, tenga en cuenta que, a menos que su planetoide sea solo una gota de helio superfluido puro, habrá cierta disipación de energía (consulte la fricción de rodadura y/o las tensiones de contacto de Hertz). Por lo tanto, una cosa en movimiento sin energía finalmente se detendrá con respecto a su planeta. .

La fricción baja o nula hará que sea difícil perforar o excavar, sin que rebote fuera de la superficie, incluso peor si la gravedad es baja. ¡Esto ha sido un problema para las pocas misiones de aterrizaje/muestreo de asteroides que se han intentado hasta la fecha!

si empuja la herramienta verticalmente hacia la superficie, entonces la gravedad del cuerpo es la única fuerza sobre el rover. La fricción de la superficie no es relevante, no hay movimiento deslizante, la herramienta penetra o el rover se eleva hacia el espacio. Una broca rotatoria no sería buena en una superficie sin fricción ya que el rover rotaría. Las misiones de asteroides tenían la desventaja de que la gravedad era extremadamente débil, mientras que la gravedad de la luna es mucho más fuerte. El resultado dependerá de la superficie, que en este caso no es muy realista para empezar.