Какое расстояние между Ураном и Солнцем?

Уран расположен на расстоянии около 2,88 млрд. км или 19,2 астрономических единиц (а. е.) от Солнца. Поскольку планета следует по эллиптической орбите вокруг Солнца, то приведенные выше цифры представляют собой среднее расстояние между планетой и Солнцем. В ближайшей точке к Солнцу, также известной как положение перигелия, Уран расположен в 2,75 млрд. км или 18,4 а. е. от Солнца. В положении афелия или в самой отдаленной точке, Уран отдаляется от Солнца на 3 млрд. км или 20,1 а. е.

Какое расстояние между Ураном и Землей?

Расстояние от Урана до Земли постоянно меняется в зависимости от движений обеих планет по своим орбитам. Ближайшее расстояние между двумя планетами составляет 2,57 млрд. км, а самое отдаленное — 3,15 млрд. км.

Кто открыл Уран?

Сэр Уильям Гершель, астроном из Британии, вел наблюдения Урана 13 марта 1781 года. Он оставил заметки об увиденном в саду своего дома в Сомерсете, Англия, и сообщил об открытии 26 апреля 1781 года, но он ошибочно принял планету за комету.

Как Уран получил свое название?


Свое название, планета получила непосредственно от имени божества неба из греческой мифологии — Урана.

Какая у Урана плотность?

Плотность Урана равна 1,27 г на см³, что является вторым наименьшим показателем плотности среди планет в Солнечной системе.

Какой диаметр Урана?

Диаметр Урана равен 51 118 км, что превосходит диаметр нашей планеты более чем в 4 раза.

Сколько Земель может вместить в себя Уран?

Общий объем Урана составляет 6,833×1013 км3 и, следовательно, он способен вместить в себя 63 наших Земли!

Из чего состоит Уран?

Уран является второй из самых неплотных плотных планет Солнечной системы после Сатурна. Этот факт дает представление о его составе. Планета представляет собой совокупность замерзшего метана, аммиака и воды. Точная масса льдов Урана не известна и, предположительно, равна от 9,3 до 13,5 масс Земли. Водород и гелий приходятся на остальную часть массы планеты. Уран состоит из трех основных слоев: внутреннего — скалистое ядро, среднего — мантия изо льда и внешнего газообразного слоя, который включает водород и гелий.

Сколько колец у Урана?

Уран окружают 13 известных колец, варьирующихся в радиусе от примерно 38 000 км до примерно 98 000 км. Они образованы, как правило, из относительно больших тел диаметром 0,2-20 м.

Атмосфера Урана


Уран обладает уникальной атмосферой, состоящей из трех слоев: тропосферы, стратосферы и термосферы. Атмосфера планеты считается холоднейшей в Солнечной системе и может охлаждаться до температуры -224º С. Нижние слои атмосферы богаты летучими веществами, такими как метан, вода и аммиак. Верхняя атмосфера в основном включает водород и гелий.

Сколько спутников у Урана?

Уран имеет 27 естественных спутников. Однако луны Урана являются самыми маленькими среди лун других гигантских планет Солнечной системы. Крупнейший спутник Урана, Титания, имеет радиус 788,9 км, что делает его восьмым по величине спутником в Солнечной системе. Спутники, как правило, состоят из горной породы и льда в соотношении около 1:1.

Какая температура Урана?

Уран — это одна из самых холодных планет Солнечной системы. Температура возле облачных вершин планеты может опускаться до -216º С. Самая низкая температура, зафиксированная в тропопаузе Урана, составляет -224º С.

Может ли Уран поддерживать жизнь?

Довольно трудно ответить на вопрос, сможет ли Уран поддерживать жизнь, так как на планете есть условия, которые одновременно способствуют, а также препятствуют выживанию живых организмов. На Уране в изобилии имеется метан, который является ключевой биосигнатурой. Существует вероятность того, что жидкий океан, состоящий из воды, присутствует вблизи ядра планеты. Хотя, плохая новость заключается в том, что в сердце планеты огромное давление, которое не способно выдержать какая-либо известная нам форма жизни. Кроме того, Уран имеет холоднейшую в Солнечной системе атмосферу. Таким образом, никакая земная жизнь не может выжить в таких экстремальных условиях, но может быть использована специально адаптированная внеземная жизнь.

Сколько длится один день на Уране?


День на Уране короче, чем на Земле, и длится 17 часов, 14 минут и 24 секунды.

Какая продолжительность года на Уране?

Урану требуется 84 земных года, чтобы сделать полный оборот вокруг Солнца.

Уран — это внутренняя или внешняя планета?

Уран — внешняя планета Солнечной системы, что определяется его удаленностью от Солнца.

Источник: natworld.info

Кольца

Так же как и прочие газовые планеты, у Урана есть кольца. Астрономы обнаружили их в 1977 году, когда происходило покрытие планетой звезды. Наблюдалось, что перед покрытием звезда ослабляла свой блеск 5 раз на маленький промежуток времени. Это и навело учёных на мысль о кольцах. Спустя несколько лет наблюдения подтвердили, что у планеты действительно есть кольца. Их насчитывается как минимум девять. Также как и кольца Сатурна – кольца Урана содержат большое количество частиц, размер которых колеблется от мелкой пыли до каменных и ледяных осколков в несколько десятков метров.

Спутники Урана

Планета имеет большое количество спутников, примерно 27 штук. Самые большие размеры и массу имеют первые пять – Ариэль, Миранда, Титания, Умбриэль и Оберон. В соответствии с теоритическими оценками, Титания и Оберон испытывают дифференциацию или перераспределение по глубине элементов. В результате этого образовались мантия и силикатное ядро из ледяной коры и льда.

В прошлых веках астрономы открыли все крупные спутники планеты. Спутниковая система расположена в экваториальной плоскости Урана – она перпендикулярна к плоскости её орбиты.

iv>

Видео про ледяную планету Уран и его спутники:

Источник: tutknow.ru

25. Streamflow , 2007-02-06 00:05:56 #273

Пересчитал характеристики 3 вариантов дайвера по уточнённой модели атмосферы. Максимальные отклонения параметров оказались в пределах 2 — 3%. Итоговые результаты — удельный расход энергии при добыче гелия-3 остались прежними: 190 (195 – 2007-02-07) МДж/г при полётном числе Маха M = 1.0 и 110 и 90 МДж/г при M = 0.6.

26. RD , 2007-02-06 00:29:14 #276

Пожалуй, ограничение “снизу” будет не только повышение температуры, но и облака. При давлении 0.7-1.3 бар (или если хотите 70-130 кПа) метан начинает собираться в облака (“The atmospheres of Uranus and Neptune” — Jonathan I. Lunine, стр. 232)
И оттуда же рисунок

Прикрепленные файлы:
clouds.jpg, Размер: 38,609 байт, Скачано: 1

27. Streamflow , 2007-02-06 07:07:41 #282

Татарин> А зачем вообще нужна высокая скорость в «собирательном» режиме?


Вы правы, в «собирательном» режиме высокая скорость не нужна. Чем она выше, тем выше удельные затраты энергии. Это видно и из приводимых выше данных. Однако, дайвер — гиперзвуковой летательный аппарат, который должен иметь возможность выходить на орбиту и возвращаться с неё, что определяют его облик. И, поэтому он имеет ограничения по минимальной крейсерской скорости полёта. При числе Маха полёта ниже 0.6 аппарат у меня не «завязывается», по крайней мере при постоянной геометрии крыла. То есть, M = 0.6 при крейсерском полёте — это нижняя граница параметров и, одновременно, оптимум.

А тут ещё облака метана (конденсированная фаза) от RD При M = 0.6 и выбранных значениях основных конструктивных параметров дайвера давление атмосферы на крейсерском режиме полёта p = 67.5 кПа, и температура T = 67 К, что тоже является практически граничным значением. Облака начинаются при T = 70 К (по модели атмосферы p = 75 кПа).

Вывод: для дальнейшего снижения энергозатрат необходимо использовать изменяемую геометрию крыла.

28. Streamflow , 2007-02-06 14:20:55 #293

>>Вывод: для дальнейшего снижения энергозатрат необходимо использовать изменяемую геометрию крыла.
TEvg> Зачем?? Пусть будут большие затраты и простая конструкция. А одним ВРД обойтись нельзя? Правда придется на сверхзвуке летать.

Так удельные энергозатраты — это целевая функция, к минимуму которой надо стремиться.

>
и увеличении этого показателя примерно пропорционально будут расти мощность источника энергии — реактора, массы его, радиационной защиты, теплообменников, конструкции и ещё много чего по всему аппарату. И что будет, если потребная мощность увеличится в несколько раз? Разве упрощение конструкции — отказ от ТРДД, поворотного узла крыла и т. п. окупит эти издержки? Другой возможный вариант — увеличение в несколько раз числа дайверов для получения заданного потока гелия-3. Вряд ли это будет целесообразно, особенно учитывая трудности их доставки к Урану.

Я рассматривал и 4 варианта дайвера с ПВРД, но не до конца, так как стало ясно, что энергетические характеристики у них будут в разы хуже. Специально для Вас один из этих вариантов доведу до такого же состояния, что и варианты с ТРДД. Посмотрим на конкретных числах.

29. Streamflow , 2007-02-06 14:32:21 #294

Насколько я помню, постоянная изотермической атмосферы (длина, на которой давление меняется в e раз) равна h0 = RT/g. Для Земли эта величина в среднем равна 7.16 км, для Урана при T = 70 К — 31 км. Следовательно расстояние между уровнем крейсерского полёта дайвера (p = 67.5 кПа) и верхней кромкой метановых облаков (p = 75 кПа) составит около 3 км. Я думаю, его будет достаточно, чтобы не иметь проблем с метановым льдом в газозаборниках.

30. Streamflow , 2007-02-07 07:01:20 #296

Теплоёмкости и показатели адиабаты атмосферы Урана в диапазоне 4 – 1200 К


Оценка характеристик двигателей и объединённой с ними системы сепарации гелия-3 уранианского дайвера SL II требует проведения расчётов таких элементов и/или агрегатов двигателя и планера аппарата, как газозаборники, сопла, компрессоры, турбины, турбодетандеры и теплообменники. Для таких расчётов в первом приближении можно использовать выражения, выведенные для идеального газа, даже в том случае, когда отклонения в поведении газа от этой модели велики. Необходимо только определить для среднего по агрегату состояния газа значение его показателя адиабаты k, а в некоторых случаях и удельной теплоёмкости при постоянном давлении cp.

Ранее было показано, что в полетной зоне атмосфера состоит только из водорода и гелия с массовым соотношением 0.845 : 0.155. Её молекулярная масса равна m = 2.19 кг/кмоль, а газовая постоянная R = 3.81 кДж/К. Диапазон температур, в котором надо иметь соответствующие данные, составляет от 4 К до 1200 К.

Гелий является одноатомным газом, поэтому в его теплоёмкость вплоть до начала ионизации (которая начинается при температуре существенно выше 1200 К) вносит вклад только его поступательное движение. Поэтому можно считать, что его показатель адиабаты k постоянен во всём диапазоне температур и равен 5/3. Его удельная теплоёмкость при постоянном давлении cp во всём диапазоне принята постоянной и равной 5.20 кДж/(кгК).

Сложнее обстоит дело с соответствующими термодинамическими показателями водорода, который является двухатомной гомоядерной (состоящей из одинаковых атомов) молекулой.


плоёмкость таких молекул определяется характеристиками её вращательного и колебательного движений. Известно, что при значениях температур ниже определённых происходит квантовое вырождение этих движений, и термодинамические показатели двухатомных молекул при низких температурах становятся такими же, как у одноатомных. Это происходит, когда температура двухатомного газа T оказывается ниже, чем, величина, равная ~ T’/3, где T’ – характеристическая температура вращательного движения. Водород является единственной молекулой, характеристическая температура T’ которого настолько велика (T’ = 85 К), что квантовое вырождение по вращательным степеням свободы влияет на его термодинамические параметры в весьма широкой области температур вплоть до нормальной [5]. И именно в этой области температур должны работать основные агрегаты дайвера за исключением турбины и сопла внутреннего контура двигателя дайвера.

Далее, для молекул водорода возможны четыре спиновых состояния: одно – с нулевым ядерным спином (параводород с чётным значением спина) и три состояния с единичным ядерным спином (ортоводород с его нечётным значением). Термодинамические характеристики этих разновидностей водорода в широкой окрестности характеристической температуры вращательного движения T’ заметно различаются. При T >> T’ в равновесном состоянии отношение количества молекул параводорода к ортоводороду составляет 1 : 3.


уменьшением температуры это соотношение должно изменяться, и при T « T’ равновесие почти полностью смещено к параводороду. Однако, вероятность изменения суммарного ядерного спина при столкновениях молекул очень мала, и переходов между орто- и пара-состояниями практически не наблюдается [5]. Поэтому принято считать, что и при низких температурах квазиравновесное распределение состояний молекул водорода остаётся таким, какое оно есть при нормальной температуре и выше. Зависимости степени квантового вырождения для гомоядерных молекул, нормированные по параметру T’, являются универсальными для всех молекул с одинаковыми (чётными или нечётными) спиновыми состояниями.

Можно полагать, что в атмосфере Урана происходит обмен молекулами водорода из нижних, более тёплых слоёв, где равновесное отношение количества молекул параводорода к ортоводороду равно 1 : 3, и это же соотношение сохраняется и в том более низкотемпературном слое (T ~ 53 – 70 К), где должен происходить крейсерский полёт дайвера. Тогда по известным кривым зависимости вращательной теплоёмкости двухатомной гомоядерной молекулы с чётными и нечётными спиновыми состояниями [5] в соотношении 1 : 3 можно получить значения удельной теплоёмкости водорода при постоянном давлении cp в диапазоне температур от 20 К до 400 К, когда уже можно считать, что вращательные степени свободы этой молекулы полностью активированы. При этом для водорода величина cp изменяется от 10.31 кДж/(кгК) до 14.44 кДж/(кгК), а k от 5/3 до 7/5.


Далее начинаются активирование колебательных степеней свободы молекул водорода и медленный рост её теплоёмкости с одновременным снижением показателя адиабаты, что можно увидеть из данных [6]. Термодинамические показатели смеси водорода и гелия после этого легко считаются как сумма их показателей с учётом массового соотношения газов смеси. Выборочные результаты по показателю адиабаты k представлены в приведённой ниже таблице. Удельная теплоёмкость при постоянном давлении определяется следующим образом: cp = – 1)R, удельная теплоёмкость при постоянном объёме – cv = cp – R = – 1)R.

Таблица
Смесь 0.845 водорода и 0.155 гелия по массе

T(К) k
20 5/3
40 5/3
50 1.66
75 1.63
100 1.58
125 1.54
150 1.52
200 1.45
300 1.42
400 1.41
800 1.40
1200 1.38

Литература

5. Смирнова Н. А. Методы статистической термодинамики в физической химии. Глава 9. http://www.chem.msu.su/rus/teaching/smirnova/glava9.pdf
6. Hydrogen — Specific Heat Capacity. Hydrogen — Specific Heat Capacity

Источник: forums.airbase.ru