Io bezieht seine vulkanische Wärme aus der Schwerkraft von Jupiter, und das scheint für immer so zu bleiben. Das klingt nach einer magischen Energiequelle, da die jovianische Schwerkraft unaufhörlich ist und Io unaufhörlich in der Umlaufbahn zu bleiben scheint. Haben wir Magie entdeckt?
orbital-mechanics
io
FranklyT
quelle
quelle
Antworten:
Die Energie, die den Vulkanismus von Io antreibt, wird aus seiner Umlaufenenergie und (in geringerem Maße aus der Umlaufenenergie der anderen Monde und der Energie der Jupiter-Rotation) abgeleitet. Ähnliche Mechanismen treiben den Kryo-Vulkanismus auf Enceladus und den anderen eisigen Monden an. Das verfügbare Orbitalenergiereservoir ist im Vergleich zu dem, das zum Antreiben der vulkanischen Aktivität erforderlich ist, riesig.
Dies impliziert, dass die Gravitationswechselwirkungen auf allen Monden im System ihre Umlaufbahnen und Rotationen ändern, wenn auch langsam. Bei unbegrenzter Zeit kann die Umlaufbahn von Io bis zu einem Punkt abfallen, an dem sie in die Roche-Grenze von Jupiter fällt und auseinandergerissen wird.
(Hinweis: Die Antwort auf Wie kann die Erwärmung der Gezeiten die Umlaufbahn des Io genauer beschreiben und weist darauf hin, dass Gezeitenkräfte Energie von Jupiters Rotation auf die Umlaufbahnen seiner Monde übertragen, sodass die Umlaufbahn des Io langfristig größer wird (auf den Punkt) davon Jupiter-Umlaufbahn verlassen), anstatt zu verfallen.)
quelle
Nicht ganz richtig.
Nein und nein.
Die Umlaufgeschwindigkeit von Io beträgt . Seine Masse ist m = 8,9319 ⋅ 10 22 k gv=17.33km/s m=8.9319⋅1022kg
Die Formel für die kinetische Energie lautet:E=m⋅v2/2
Nimmt man die Werte für Io hinzu, so beträgt seine kinetische Gesamtenergie nach Wolfram Alpha etwa Joule . Das ist eine sehr, SEHR große Energiemenge. Ich kann es mir leisten, einen kleinen Teil davon auszugeben, um sich für sehr lange Zeit warm zu halten, ohne dass es zu nennenswerten Veränderungen kommt.7⋅1040
Aber ja, auf menschlicher Zeitskala sieht es nach Magie aus.
quelle
So weit muss man eigentlich nicht schauen. Die Gezeiten hier auf der Erde - Ebbe und Flut - werden von der Schwerkraft unseres Mondes "angetrieben". Es wird nicht als Hitze und vulkanische Aktivität ausgedrückt, aber die Mechanismen sind die gleichen wie auf Io.
Diese Energie (die von Gezeitenkraftwerken in Strom umgewandelt werden kann und wird ) ist jedoch nicht "frei". Früher hat sich die Erde schneller gedreht (was die Tage kürzer macht als die heutigen 24 Stunden), und der Mond war früher näher (er driftet immer noch mit ~ 4 cm pro Jahr weg) ...
quelle
Nein, ist es nicht. Die Quelle von Ios Energie ist Jupiters Rotation. Denken Sie an unseren Mond. Es windet sich langsam von der Erde weg nach außen. Der Mond ist keine magische Energiemaschine. Es stiehlt der Erdrotation Drehimpuls und Kreisenergie. Während die Übertragung des Drehimpulses von der Erde auf den Mond nahezu gleich ist, erfolgt die Energieübertragung nicht. Das Erde-Mond-System ist dissipativ.
Gleiches gilt für Io und seine Vulkane. Io stiehlt Jupiters Rotation sehr langsam Drehimpuls und Energie und entlüftet dabei einen Teil dieser gestohlenen Energie in den Weltraum.
quelle
Eine weltweite Antwort:
In Bezug auf "Magische Energie" (ich hasse das Wort Magie, sagen wir freie Energie)
Nehmen wir an, wir haben eine Kolonie weit weg von der Sonne. Jupiter arbeitet oder ein äußerer Planet, vielleicht sogar der theoretische Planet 9, auf dem Sonnenenergie-Panels ziemlich sinnlos wären, Uran-Brennstoff knapp und 3He Zeit braucht, um sich für die Fusion zu sammeln, sodass sie eine Stromquelle benötigen.
Theoretisch könnte ein Gerät aus Material und Masse von Asteroiden und Kohlefaserkabeln sowie einer Art Struktur gebaut werden, bei der sich eine kugelförmige Außenseite auf einer Umlaufbahn erstreckt und quetscht, idealerweise wie bei Io zwischen dem Planeten und seinem großen Mond eine gewisse Exzentrizität und Variation würde beibehalten.
Das Hin- und Herstrecken und die Masse der Außenhülle dieses Objekts könnten Kolben ziehen und Elektrizität erzeugen. Die Elektrizitätsmenge würde von der Masse, Größe und Flexibilität des kugelförmigen Konstrukts abhängen und die Energie würde von einer nahezu unbegrenzten Quelle stammen - der Rotationsenergie des Planeten.
Ob so etwas praktisch ist, ist eine andere Frage. Ich habe keine Ahnung, ob es überhaupt praktisch wäre, aber theoretisch ist es möglich.
Du brauchst auch einen großen Mond, sonst würde sich die Umlaufbahn drehen und die Energie würde abnehmen. Aber ein Planet-Large Moon-System könnte vielleicht funktionieren. Der Nachteil ist, dass so viel Energie in den Bau des Dings fließen würde, dass ich nicht sicher bin, ob es sich lohnt.
quelle