¿Cómo se puede calcular un curso basado en la quema de aceleración constante y la quema de desaceleración?

En la serie de televisión The Expanse , un motor espacial de ciencia ficción llamado "Epstein Fusion Drive" es un propulsor capaz de realizar una aceleración constante (hasta y más allá de "20 g" (alrededor de 200 metro / s 2 )) a bajo costo de combustible ("partículas de fusión"), en las escenas a bordo de los barcos en vuelo, los personajes parecen estar en constante 1 gramo (o similar), muy probablemente por el empuje constante de sus naves.

Dada una distancia de X (en k metro ), una masa de metro (en k gramo ), y un escalar de aceleración máximo o "establecido" de a (en metro / s 2 , que se utiliza durante la parte de aceleración y desaceleración del vuelo, que para todos los efectos de esta pregunta sería gramo = 9.80665 ), ¿cuál sería una fórmula rápida y sucia para calcular el tiempo ( t ) tomado del punto a al b con una distancia de X , ignorando todas las demás fuerzas y especificidades posibles, solo esta fuerza que acelera constantemente, comenzando desde una parada completa y terminando en una parada completa.

Notas adicionales: esta pregunta no parece responder a esto para mí (y no creo que esta pregunta sea un duplicado de ella), ya que parece que no puedo distinguir esta ecuación específica de su respuesta, mis disculpas si una de las respuestas tiene esta respuesta exacta, entonces probablemente no la comprendería lo suficientemente bien como para entenderla y cómo responde a mi pregunta.

Relacionado: math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/Rocket/rocket.html Se consume mucha energía para mantener una aceleración constante de 1 g , la mera fusión no es suficiente. Consulte physics.stackexchange.com/a/601645/123208 FWIW, con una aceleración constante de 1 g , se necesitan alrededor de 15 meses (tiempo de envío) para alcanzar 0,86 c.

Respuestas (1)

La ecuación que estás buscando es:

T = 2 D / A

Donde T es el tiempo en segundos, A es la aceleración en m/s^2 (~9,81 para 1 g), D es la distancia en metros.

Tenga en cuenta que esto es punto muerto a punto muerto, mientras que el viaje interplanetario real implica velocidades iniciales y finales que suelen ser muy diferentes entre sí, y tampoco tiene en cuenta el movimiento del cuerpo de destino en el transcurso del vuelo. , pero está bien para fines de aproximación aproximada.

Project Rho es una buena fuente para obtener más información sobre tecnología de motores de ciencia ficción más o menos plausible.

¡Gracias por su respuesta! Esto ayudó mucho a tener en cuenta algunos de los marcos de tiempo del programa. ...colocando la distancia de la tierra a júpiter (alrededor de 6 AU), asumiendo una aceleración constante a 1g... wtf, eso es solo 7 días (!), No es de extrañar que el disco lo haya cambiado todo.
Aprendí cómo los impulsores de aceleración constante cambiaron todo en la novela de Heinlein de 1958 Have Spacesuit, Will Travel, que tiene una excelente explicación con ejemplos que pude comprender cuando era niño. Lástima que no sabemos cómo construirlos realmente...
Básicamente, "solo" necesita construir un cohete de fusión que alcance los límites teóricos superiores de la potencia de fusión. Me conformaría con un cohete de fusión capaz de 1G.
Para aclarar a los "principiantes", cosas como los planetas y las estaciones de trabajo Belter tienen grandes velocidades relativas, razón por la cual, dependiendo del curso tomado, uno podría necesitar mucha más o mucha menos desaceleración que aceleración.
Esto puede ser claro para las personas que han leído la pregunta, pero una advertencia para cualquiera que venga de Google: la fórmula anterior es para la aceleración en línea recta. Trata la aceleración de cualquier fuente que no sea el motor (por ejemplo, un cuerpo que está orbitando) como insignificante. No se aplicará a una trayectoria constante de bajo empuje, como se podría ver en un impulso iónico actual.
@CarlWitthoft Cualquier cosa que no escape del sistema solar tiene velocidades que son triviales en comparación con lo que puede hacer una quemadura continua de 1 g.