¿Cuál es la forma más barata de enviar 10.000 kg a Marte?

Esta es una pregunta de seguimiento de mi pregunta anterior sobre el envío de suministros a Marte.

Es 2250 AD (o alguna fecha futura similar). Digamos que tienes un joven con un sueño que hereda una fortuna de 500 mil millones de widgets. Decide invertir su ganancia inesperada en un negocio de carga espacial. Para sus cargas inaugurales, planea enviar bloques de hielo de 10.000 kg a Marte al final del próximo ciclo de 24 meses, donde obtendrá un precio decente de los colonos marcianos.

¿Cuál es el plan de vuelo práctico más barato para enviar 10.000 kg de hielo de agua a Marte desde LEO?

Supongamos que no hay avances físicos, solo quizás aumentos incrementales en la tecnología actual. Digamos también que ya puede poner su carga útil en órbita a un costo lo suficientemente bajo, y los marcianos pueden recuperarla por cualquier medio desde la órbita baja de Marte (LMO). Quiere enviar de LEO a LMO al costo más bajo por kilogramo.

Dos golondrinas atadas juntas. (¿Africa o europea, sin embargo?)
¿Dar a cada colono un vaso de agua para beber a la salida, pedirles que se lo devuelvan a la llegada?
Con la política monetaria actual, $ 10 mil millones ni siquiera comprarán un boleto de autobús en 2250 AD. Basta con mirar 250 años atrás y comparar precios.
La forma más barata sería no enviarlo desde la Tierra. Sería enviarlo desde el cinturón de asteroides. El pozo de gravedad de la Tierra es demasiado profundo. También sería más barato no tener que ponerlo en la órbita de Marte. Sería mucho más barato enviarlo directamente. De hecho, podría enviarlo como bloques gigantes de hielo. Para bloques lo suficientemente grandes, la mayor parte llegaría a la superficie, donde podría extraerse antes de que se sublima. Así que a) eligió la fuente más cara (LEO) yb) el destino más caro (LMO), pero luego c) preguntó cómo conseguirlo entre los más económicos.

Respuestas (2)

Más barato: Orión.

Poner las manos en las bombas y obtener permiso para lanzarlas es otra cuestión muy distinta...

Además, tal vez pueda encontrar un cometa helado y usar esas bombas para enviarlo a Marte. Si no es demasiado grande, podría ser posible aterrizarlo en una parte desocupada de Marte, aunque el resultado iría más a la atmósfera marciana de lo que se recogería fácilmente.

Es casi seguro que esta respuesta será incorrecta (¡pero tendrá que esperar hasta 2250 para saberlo)!

Si operamos bajo el supuesto de que no hacemos nada nuevo desde el punto de vista de la física, entonces podemos ver los límites de algunas tecnologías actuales.

Cohetes de intercambio de impulso convencionales: con esto me refiero a sólidos, líquidos, eléctricos, etc., cualquier cosa que lleve consigo su combustible. Estos no van a ganar a largo plazo simplemente porque la ecuación del cohete no se puede solucionar. Necesitas llevar el combustible contigo, y eso encarece el lanzamiento y las transferencias.

Ascensor espacial: voy a suponer que lograremos esto en algún momento en los próximos cientos de años. Un ascensor espacial reduciría significativamente el costo de energía del lanzamiento: ¡no necesitamos llevar el combustible para el lanzamiento con nosotros! No estoy sugiriendo que nuestro empresario construya su propio ascensor, ¡pero el uso de uno sería el equivalente a una factura de energía extremadamente alta!

Velas solares: si puede construir una superficie lo suficientemente grande, las velas solares son una excelente manera de llegar a su destino sin llevar combustible. La masa de la vela suele ser razonablemente pequeña, pero la masa de soporte a menudo puede ser significativa. Sin embargo, en un mundo en el que tenemos un ascensor espacial, probablemente podamos construir una vela muy grande para poca masa.

Ahora, cuando llegues a Marte, 10.000 kg de cualquier cosa van a volver a entrar con mucho impulso, pero quién puede decir que no tenemos un ascensor espacial marciano también. De hecho, un ascensor espacial marciano es mucho más alcanzable ya que Marte tiene una gravedad más baja.

Voy a editar la pregunta para reducir el alcance de LEO a LMO.
No tengo idea de cómo funcionan los números, pero la propulsión impulsada por rayos parece una muy buena posibilidad. ​ ​
El problema con la propulsión impulsada por haz es que todavía se requiere la masa de propulsor
@ThePlanMan: Ah, no. El punto de la propulsión impulsada por haz es que la fuente de energía no se acelera: utiliza fotones como transmisión de fuerza a lo largo de la distancia desde el lanzamiento hasta el destino. No hay ecuación de cohete involucrada.
@NathanTuggy Bueno, depende del tipo de propulsión impulsada por haz. Sí, en una vela ligera solo está utilizando los fotones directamente, sin embargo, la eficiencia de conversión es muy baja ya que los fotones no tienen mucho impulso. Se necesita un láser masivo y una vela masiva para mover una pequeña carga. Hay otras propulsiones de haz propuestas en las que el haz proporciona la energía para un sistema de propulsión térmica o eléctrica. Todavía puede haber ahorros de masa significativos porque reduce potencialmente hasta en un 50% el peso total de propulsión (motor, planta motriz y combustible).
¿Cuál es la forma más barata de enviar 10.000 kg a Marte?
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