¿Cuál es la fuerza de impacto de un ascensor espacial defectuoso dadas las siguientes condiciones?

La especie inteligente local en un planeta relativamente parecido a la Tierra ha construido un ascensor espacial. Está anclado a lo largo del ecuador. Debido a circunstancias desafortunadas (y potencialmente a la intervención divina), el contrapeso del ascensor (presumiblemente todavía conectado de alguna manera a la correa) cae hacia el planeta, golpeando una capa de hielo en el polo norte.

Más específicamente, me gustaría saber qué tan fuerte golpearía al planeta . La información sobre cuáles serían las consecuencias de tal impacto (es decir, si provocaría tsunamis u ondas de choque de cualquier tipo) estaría bien, pero no es necesaria. Entiendo que el contrapeso de un ascensor espacial que cae de regreso al planeta es poco probable en la realidad; Estoy interesado específicamente en el impacto en sí mismo, no necesariamente en los eventos que lo ponen en marcha.

Puede modificar algunos de los números y detalles sobre el tamaño/composición exactos del ascensor según sea necesario. Supongo que el ancla está situada directamente en el ecuador de un planeta con la masa de la Tierra, con el contrapeso a unas 62.000 millas sobre la superficie del planeta. El contrapeso y la correa están construidos con un enrejado biomecánico de material orgánico y cables inorgánicos, lo suficientemente fuertes como para soportar las tensiones que se les imponen. El contrapeso en sí es un muelle espacial parcialmente hueco destinado a lanzar naves espaciales más allá del planeta. Lamentablemente, no puedo encontrar ninguna fuente sobre cuál se espera que sea la masa del contrapeso de un ascensor espacial, pero se supone que el planeta que está orbitando es más o menos el mismo que la Tierra (misma masa, misma velocidad de rotación, misma composición, etc. .)

EDITAR: Actualizado con más detalles sobre el ascensor.

¿Cuán inteligentes son las especies que construyeron un ascensor espacial en el Polo Norte y esperaban que se mantuviera a flote?
@Alexander El ascensor no está atado al polo norte, el contrapeso simplemente cayó al polo norte.
¿Qué fuerza se suponía que mantendría el contrapeso en el espacio?
Honestamente, todavía no me he decidido por eso. El punto es sobre lo que sucedería si un ascensor espacial golpeara el polo norte, no cómo se construyó o mantuvo el ascensor espacial hasta ese punto. @Alejandro
Cuando rompes un Ascensor Espacial, el contrapeso no cae al planeta. El contrapeso termina en una órbita elíptica con el periápside en el lugar donde estaba el contrapeso cuando ocurre la ruptura. Tienes que trabajar duro para que el contrapeso golpee el planeta. Es menos trabajo hacerlo funcionar hasta la velocidad de escape.
@notovny no existen órbitas geoestacionarias directamente sobre el Polo Norte. Es un misterio cómo construirías el ascensor allí, pero si lo hicieras, el contrapeso no estaría en órbita (si hubiera funcionado como un ascensor espacial y permaneciera estacionario en relación con la estación terrestre del ascensor).
@JBH Ah, está bien. Reescribiré la pregunta.
La pregunta es un poco amplia: para que haya algún tipo de efecto global apreciable, necesitaríamos saber qué tan grande es la cosa que cae a la superficie. ¿De qué altura está cayendo? ¿Es sólido como un meteorito o "abierto" como un muelle espacial/instalación espacial?
También tenga en cuenta que los ascensores espaciales (según WP) están anclados al ecuador, y dada la forma en que se mueve el contrapeso, no es probable que se estrelle contra el polo norte. Probablemente golpeará en algún lugar a lo largo del ecuador.
@JBH He actualizado un poco la pregunta. Espero que esto sea un poco mejor? Lamentablemente, aún no he desarrollado muchos de los números adecuados para el ascensor, así que tuve que modificar algunos detalles.
@ MUSE-42 ¿Cuál es la masa del contrapeso? ¿Qué tan rápido lo lanza el dios, está diseñado para un reingreso incontrolado?
He votado para reabrir. Es necesario elegir una masa para el contrapeso. El contrapeso en un ascensor suele ser aproximadamente el peso de la cabina + 0,5 de la carga máxima. Las reglas son un poco diferentes para un ascensor espacial, pero probablemente no sean un problema. Entonces, elija su peso máximo, luego digamos que el automóvil es el 5% de ese máximo, entonces 0.55 * carga máxima. Edite su pregunta con eso y, en mi opinión, hay suficiente para responder la pregunta.
Acuerdo con JBH. La pregunta no puede responderse a menos que haya una masa para el contrapeso. Literalmente, todas las matemáticas físicas para el impacto se basan en ese número. Votaré por reabrir, pero si no obtiene un número pronto, no durará mucho.
No votaré para reabrir a menos que haya masas disponibles, porque de lo contrario, "qué difícil" no tiene sentido.

Respuestas (2)

Suposición: las condiciones de la Tierra también deberían ocurrir de manera similar en otros planetas.

  1. Se da por sentado: el contrapeso aterriza en el Polo Norte (inusual dado que la g del contrapeso está lejos de la Tierra, dominada por la fuerza centrífuga, para mantener el cable en tensión; el escenario más probable sería que el contrapeso se proyectara al espacio). Dado que el contrapeso estaba en una órbita ecuatorial, es muy probable que el impacto sea muy cercano a la tangencial (incidencia rasante: 5 grados más o menos). Lo que significa un tránsito más largo a través de la atmósfera, el impacto proyectará la mayoría de los eyectados en el espacio. Una proporción no trivial volverá a caer sobre la Tierra, ocurrirá una serie de eventos secundarios similares a los de Tunguska en magnitud, pero la mayor parte de la energía del impacto será arrastrada por la eyección. Un ejemplo de impacto oblicuo en la Luna es el cráter Messier

  2. la segunda cosa a recordar es el propio cable. A menos que alguien agite a mano un material de tracción de unobtainio (por lo tanto, delgado), el cable tendrá un grosor considerable (incluso cuando esté cónico) y una masa . Aún más, la longitud del cable será de 2,5 a 3 veces el diámetro del planeta, ya que debe llegar mucho más allá de la órbita geoestacionaria. Lo que significa que si todo el cable vuelve a caer sobre la Tierra, dará la vuelta a la Tierra durante cierto tiempo (y tiempo); espere velocidades hipersónicas hacia el final de la caída del cable; un látigo de miles de tonos surcando los cielos, quemando la atmósfera y dando unas 3 vueltas alrededor del mundo.

Una mejor pregunta sería CÓMO sucedería esto. Honestamente necesitas reelaborar toda tu situación.

Usaría la palabra desplomarse, no caer, porque no caería. Sin embargo, algunas cosas pueden desestabilizar su patrón de órbita y hacer que cambie de trayectoria sin control.

En particular, un objeto muy grande que pasa o una colisión podría arrojarlo en una fuerte inclinación (estamos hablando de algo del tamaño de una luna de tamaño mediano) y las ataduras de estabilización norte-sur podrían desviarse. Con suficiente fuerza, esto podría hacer que el ascensor se desestabilice lo suficiente como para ingresar a la atmósfera superior, donde rompería las ataduras restantes y entraría en una órbita de descomposición aerodinámica.

Esto tomaría de algunas semanas a algunos meses antes de que la órbita se descompusiera por completo, lo que resultaría en una colisión en cualquier parte del planeta.

Esto no es algo que sucedería de la noche a la mañana, y gran parte de la velocidad sería absorbida por la atmósfera, y como cualquier objeto que ingresa a la atmósfera a velocidad orbital, la mayor parte del contrapeso se quemaría. El impacto simplemente ocurriría a una alta velocidad terminal similar a la de un gran meteorito.

En aras de hacer que la situación funcione, suponga que el contrapeso está bien protegido y es muy grande. De lo contrario, simplemente se quemaría.

¡Ay, fascinante! El planeta tiene una luna bastante grande, aunque apostaría a que el ascensor se construyó teniendo en cuenta sus perturbaciones gravitacionales. ¡Lo tendré en cuenta mientras desarrollo la idea!
No estoy seguro de entender el escenario que estás describiendo. ¿Estás diciendo que la cuerda sería arrastrada a través de la atmósfera y que tiraría del contrapeso lo suficiente como para derribarla?
¿Cuál es la fuerza de impacto de un ascensor espacial defectuoso dadas las siguientes condiciones?
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