Estaba leyendo el artículo Weather Balloon Space Probes que dice que puedes poner tu propia sonda de globo a 65,000 pies temporalmente.
¿Es remotamente posible elevar la sonda lo suficientemente alto usando globos y luego ponerla en órbita o escapar del campo usando un sistema de propulsión a bordo?
¿Se puede hacer con materiales fáciles de adquirir?
¿Cuánta masa se puede agregar para la instrumentación?
¿Cuánto combustible se requiere? ¿Que tipo?
Sé que es una pregunta un poco amplia, pero solo quiero saber una estimación aproximada.
Es un error que comete mucha gente; La altitud no es en lo que hay que concentrarse si se quiere entrar en órbita, sino en la velocidad . Lo más importante que hace un cohete con capacidad orbital es impulsar su carga a una velocidad de al menos 7,6 kilómetros por segundo . Esta velocidad también está orientada horizontalmente con respecto al suelo, no hacia arriba. Solo después de haber logrado eso, puede estar seguro de que la carga no volverá a caer al suelo.
Pero eso es sólo la órbita terrestre baja. Si quieres escapar por completo de la Tierra, tendrás que ir a 11 km/s. A medida que te alejas de la Tierra a esta tremenda velocidad (los astronautas del Apolo todavía tienen el récord de velocidad de las personas más rápidas de la historia), aún pierdes impulso, porque la atracción gravitacional de la Tierra no deja de existir repentinamente cuando estás en el espacio (¿por qué otra razón? ¿Se quedaría la Luna?). Entonces, después de pasar por la molestia de llegar a 11 km/s, te darás cuenta de que te queda una velocidad prácticamente nula con respecto a la Tierra cuando finalmente ingreses en una órbita independiente alrededor del Sol, lejos del sistema Tierra-Luna. Para escapar también del Sol, tendrás que añadir otros 14 km/s más o menos.
Las sondas espaciales interplanetarias son las cosas más rápidas que la humanidad haya creado jamás. Teniendo en cuenta los muchos miles de millones de dólares que normalmente se destinan a estas cosas, bueno, ahí está su estimación aproximada :)
En cuanto al empuje: cualquier cosa que empuje tanto como su propio peso simplemente permanecerá flotando en el aire. Teniendo en cuenta las velocidades que tendrás que alcanzar, tendrás que tener un empuje de muchas veces el peso del propio cohete.
Lanzar satélites desde globos es extremadamente complicado y costoso, y la ganancia en carga útil al espacio es, en el mejor de los casos , un pequeño porcentaje; realmente no vale la pena el esfuerzo. Los globos solo serán útiles para pequeños cohetes de sondeo y similares, que no alcanzarán la órbita pero que aún pueden hacer unos buenos minutos de investigación en un entorno espacial. Después de que haya pasado ese tiempo, simplemente vuelven a caer a la Tierra.
Puede calcular el empuje mínimo necesario para salir de la atmósfera encontrando la fuerza de gravedad en el punto de lanzamiento. Será un pequeño porcentaje menos de 1 gravedad estándar. Por supuesto, será mejor que tenga algo de empuje de sobra para lidiar con los efectos atmosféricos restantes.
Puede calcular el delta V total mínimo para llegar al "espacio profundo" encontrando el potencial gravitacional total entre lo que quiera decir con "espacio profundo" y la ubicación de lanzamiento . Será una gran fracción de la velocidad de escape a nivel del suelo de la Tierra (alrededor de 11 km/s) si quiere decir en órbita libre alrededor del sol o más de 50 km/s para escapar al espacio interestelar.
Como dije en mi comentario, la única victoria significativa que obtienes al comenzar desde un globo es estar por encima de una gran cantidad de atmósfera.
En resumen, necesitas un cohete bastante sustancial.
dmckee --- gatito ex-moderador