Bab 34 – Sol Empat, Fisika Dingin dan Matematika
Baca di meionovel.id
Tomcat menggambar lingkaran di selembar kertas. “Ini Mars dengan radius 3.389 kilometer. Itu sekitar setengah dari radius Bumi. Panjang khatulistiwa adalah 21.330 kilometer, yang juga sekitar setengah dari Bumi. ”
Tang Yue mengangguk.
Tomcat kemudian menggambar titik kecil di atas lingkaran tersebut. “Di sinilah Stasiun Kunlun dan Elang berada. Itu di belahan bumi utara di Mars dan terletak di cekungan benturan yang dikenal sebagai Isidis Planitia. Lokasi tepatnya adalah 12.54 ° LU dan 87.0 ° BT. Kami berada di dekat ekuator dan timur laut dari kami adalah Utopia Planitia.
Elang akan meluncur dari lokasi ini. Tomcat menunjuk selembar kertas dengan ujung pena.
Tang Yue melihat Tomcat menggambar lingkaran besar, mengitari lingkaran pertama. “Ini adalah orbit United Space Station. Periapsisnya 380 kilometer dan apoapsisnya 480 kilometer. Itu adalah orbit elips yang hampir melingkar. Periode ini 80 menit, yang berarti Stasiun Luar Angkasa Amerika akan melewati kepala kita setiap 80 menit sekali. ”
Tang Yue mengangguk.
Tomcat menggambar roket kecil di tempat kosong di samping lingkaran besar. “Ini Elang. Bagian pendakiannya adalah yang diluncurkan… ”
Tomcat mengemas setengah bagian atas roket. “Kendaraan Pendakian menggunakan roket dua tahap. Tahap pertama terdiri dari dua mesin ruang bakar Raptor 3C dari SpaceX. Mereka hanya akan menghasilkan daya dorong selama dua ratus detik, yang sedikit lebih dari tiga menit. Dalam tiga menit ini, mesin perlu mendorong kapsul muatan ke orbit. ”
Tomcat menggambar lintasan dari Mars dan perlahan-lahan memperpanjangnya, menggambarkan Eagle yang berhasil diluncurkan. Kemudian, dia menggambarnya mengelilingi Mars.
“Jika Eagle berhasil diluncurkan, mesin Raptor 3C dan tangki bahan bakar utama akan ditinggalkan. Kapsul muatan akan terus mengitari Mars. ” Tomcat melanjutkan, “Rencana awal saya adalah dermaga cepat. Dengan memilih jendela peluncuran yang sesuai, kami akan meluncurkan pendarat pada saat yang tepat, memungkinkannya untuk melakukan sinkronisasi dengan United Space Station secepat mungkin… Roket tahap kedua bertanggung jawab untuk menyesuaikan lintasan, dan dilakukan oleh RD Rusia -0172 mesin. Teknologi yang sangat matang dari Rusia. ”
Tang Yue sama sekali tidak khawatir. Tomcat memiliki banyak pengalaman, jadi rencana yang dirumuskannya jelas tidak gila.
“Tapi rencana ini sudah tidak berguna.” Tomcat mengangkat bahu.
“Karena cuacanya?”
Tomcat mengerutkan kening. “Betul sekali. Karena cuaca yang bermasalah ini, kami tidak dapat memilih waktu peluncuran berdasarkan lokasi stasiun luar angkasa. Sebagai gantinya, kami menentukan peluncuran berdasarkan kecepatan angin. Kami meluncurkan setiap kali kecepatan angin turun… Tapi ini membawa masalah lain. ”
“Apa masalahnya?”
“Perubahan kecepatan angin terjadi secara acak. Kami tidak tahu kapan badai akan mengurangi kecepatannya. Oleh karena itu, kami tidak dapat mengatur lintasan merapat antara Eagle dan stasiun luar angkasa sebelumnya. Saat pendarat melakukan pendakian, stasiun luar angkasa mungkin berada di atas kepala kita, tapi bisa juga di sisi lain Mars, ”kata Tomcat. “Karena itu, kami hanya bisa menggunakan metode docking lambat. Kami akan mengirim pendarat terlebih dahulu, sebelum membiarkannya tetap berada di lintasannya untuk jangka waktu yang lama. Kami kemudian akan mengambil setiap langkah saat datang. ”
“Jadi, Anda berencana mengirim Eagle ke orbit terlebih dahulu, lalu perlahan-lahan menyesuaikan rencana berdasarkan situasinya?” Suara Tang Yue terdengar santai saat dia dengan senang hati membalikkan dirinya di kursinya. “Apa masalah besarnya? Pesawat luar angkasa sudah berada di orbit. Tahap paling sulit sudah berakhir. Paling banyak, kita akan mengelilingi Mars dua kali, dan hanya membutuhkan waktu sekitar satu jam untuk setiap lingkaran. Saya lebih suka menganggapnya bagus dan lambat untuk menjamin kesuksesan. Kami dapat perlahan menggunakan mesin untuk mengubah lintasan. ”
Tomcat terdiam sesaat. Ia menatap pena dan kertas di atas meja. “Di situlah letak masalahnya.”
Tang Yue tertegun.
“Mengubah lintasan orbit mengeluarkan propelan,” kata Tomcat lembut.
“Aku tahu.”
Tomcat mendongak saat wajahnya diterangi oleh lampu. Itu terlihat datar.
“Tapi jumlah propelan yang kita miliki… bukanlah sesuatu yang bisa membuat kita optimis.”
…
Tomcat dan Tang Yue berkerumun saat Tomcat memindahkan pena dengan cepat. Itu dengan cepat melakukan perhitungan karena rumus dan angka yang rumit memenuhi selembar kertas. Meskipun Tang Yue tidak mengerti apa-apa, dia dengan gugup berdiri di samping untuk menunggu hasilnya. Dia tahu bahwa di balik angka-angka dingin itu ada sesuatu yang menentukan hidup dan mati.
“Menurut aerodinamika, pesawat ruang angkasa di orbit rendah akan mengalami hambatan udara, dengan gaya hambat D = 1⁄2Cρv²A, di mana C adalah koefisien hambatan, ρ adalah massa jenis udara, dan A adalah luas penampang…
“Kemudian, hambatan udara akan menghasilkan percepatan negatif di sepanjang lintasan orbit dan dapat dijelaskan dengan F = –1⁄2Cρv²A. Dengan menggunakan persamaan perturbasi, dapat dituliskan sebagai dr / dt = 2vFr² / 2μ… Kemudian, menggunakan muai deret Taylor…
“Jika diasumsikan radius orbit awal adalah R1, maka momen docking adalah ketika radius orbit turun menjadi R2, dengan R1> R2. Kepadatan udara yang sesuai adalah ρ1 dan ρ2. Setelah penyelesaian docking, dan dengan menggunakan transfer Hohmann untuk menaikkan orbit… δ = √ (μ / r) (1-√ (2r / R1 + R2) + √ (μ / r) [(1-√2r / R1 + R2) -1]…
Perhitungan Tomcat terus meningkat karena semua jenis huruf Yunani dan persamaan orde tinggi muncul. Persamaan dan perhitungan ini telah dijalankan lebih dari seratus kali di otaknya, itu hanya ditulis untuk dilihat oleh Tang Yue.
“Kertas.” Tomcat bahkan tidak mengangkat kepalanya.
Tang Yue menyerahkan setumpuk kertas putih, memberi Tomcat lebih banyak kertas untuk ditulis.
“Kertas!”
Tang Yue menyerahkan kertas itu.
“Kertas! Kertas! Kertas! Kertas! Kertas!”
Makalah yang diisi dengan perhitungan menutupi meja. Kecepatan tulis Tomcat sangat cepat sehingga cakarnya hampir tidak bisa dilihat oleh Tang Yue. Matanya terpaku pada kertas karena semua jenis parameter yang melibatkan Mars, badai, Elang, Stasiun Luar Angkasa Bersatu menjadi rumus. Komputernya membuat kalkulasi pada miliaran operasi per detik saat ia mensimulasikan lintasan pendarat setelah peluncuran sebelum menuliskannya di atas kertas.
Tang Yue berdiri di samping, merasakan emosi campur aduk. Dia merasa seperti siswa yang menunggu hasil ujian penting.
Dia berdoa dari lubuk hatinya untuk hasil yang baik, tetapi Tang Yue tahu bahwa fisika dan matematika adalah hal yang paling kebal di dunia. Selama parameter awal diberikan, hasilnya tetap. Itu terlepas dari keinginan manusia, terlepas dari betapa rumit dan rumitnya proses perhitungan itu atau berapa kali dihitung.
Ketika dia hanya memiliki tiga lembar kertas yang tersisa, Tomcat berhenti. Suara coretan pena berhenti saat penghitungan besar-besaran tiba-tiba berakhir. Akhirnya, nomor sederhana dan dingin muncul di bagian bawah kertas terakhir.
Tomcat mengangkat selembar kertas untuk dilihat Tang Yue.
2.15547.
“Dua kali.” Tomcat berkata perlahan, “Dengan asumsi bahwa United Space Station berada di sisi lain Mars saat Eagle diluncurkan, maka propelan di mesin RD-0172 hanya cukup untuk mengubah orbit pendarat dua kali.”
Otak Tang Yue menjadi mati rasa, untuk sesaat tidak dapat menyadari apa arti angka itu.
“Artinya, Eagle dan United Space Station hanya memiliki dua percobaan paling banyak. Jika kedua upaya gagal, pendarat akan kehilangan semua kekuatan pendorong, membuatnya tidak mungkin untuk merapat dengan stasiun luar angkasa. ” Tomcat menjelaskan masalah terakhir kepada Tang Yue. Itu menoleh dan menatap mata Tang Yue, tatapannya mengkhawatirkan.
“Dan badai pasir di luar tidak memungkinkan kami untuk menjaga komunikasi dengan stasiun luar angkasa, kami juga tidak memiliki sarana untuk mengendalikan Eagle secara real-time. Kami juga tidak punya cara untuk memandu pendarat atau Mai Dong… Apakah Anda tahu apa artinya ini? ”