De todos los dispositivos de propulsión que podrían alcanzar velocidades cercanas a C, ¿cuál es el más cercano/más práctico?

Incluso con el combustible químico más eficiente que tenemos para alcanzar Alpha Centauri (el sistema estelar más cercano al nuestro) en una vida humana, necesitarías un tanque de combustible de millones de años luz de diámetro. Así que tenemos que ir mucho más rápido si queremos escapar de la diminuta burbuja de 200 UA (deteniéndonos en el choque de terminación) que es nuestro sistema solar. Hay muchas ideas, pero todas contienen mucha ciencia ficción. Los cohetes de fisión, aunque no están mal (principalmente) para llevarnos alrededor de nuestras SS, son demasiado lentos para alejarnos a años luz, considerando también que son bastante ineficientes (según los estándares universales, no según los estándares humanos). La fusión está al menos a varios años de distancia, y mucho más, antes de que podamos usarla efectivamente como un método de propulsión. Y ni siquiera me hagas empezar con la antimateria y los motores warp. Propulsión de antimateria/cohetes Pion, si bien se ha demostrado que funcionan, es una quimera en el mejor de los casos. Apenas podemos fabricar unos cuantos antiprotones en aceleradores de partículas, y necesitaríamos kilogramos de ellos, por no hablar de mantenerlo controlado hasta que queramos que se aniquile con la materia. Los impulsos warp apenas están fuera del ámbito de la hipótesis, y ni siquiera sabemos si tienen algún potencial en principio, y mucho menos en la práctica.

Hasta ahora, ¿cuál es el diseño más práctico para un sistema de propulsión cercano a la velocidad de la luz, que tal vez podría poner el viaje interestelar sobre la mesa por primera vez?

Hay muchos dispositivos de este tipo en la ciencia ficción. Actualmente no existe tal dispositivo en la realidad científica.
Creo que has respondido tu propia pregunta aquí.
No hay ninguno.
Lo más cercano a la aplicación práctica real es... Star Trek Warp Drive. Como en, es tan improbable que funcione como cualquiera de los otros esquemas, y hay más páginas de documentación sobre él que sobre cualquiera de los otros.
La única otra forma de responder a esta pregunta sería aceptar versiones muy, muy, muy relajadas de la palabra "cerca" en "velocidades cercanas a C". Al sumergirse efectivamente en el Sol, Parker Solar Probe puede alcanzar 1/1500 de la velocidad de la luz.
@DavidHammen (también se aplica a GremlinWranger y Organic Marble) ¿Alguna vez pregunté "¿qué estamos cerca de construir en la práctica?" Pregunté, "¿cuáles estamos más cerca de construir en la práctica?" Sé que todos tienen aspectos de ciencia ficción, pero ¿cuál tiene menos ciencia ficción?
Todavía estamos cubriendo nuestras apuestas investigando múltiples tecnologías al mismo tiempo sin que ninguna sea la más cercana. Supongo que has leído el artículo de Wikipedia sobre esto que ofrece una gran lista de candidatos para viajes interestelares. Parece que nos está pidiendo que elijamos un elemento de esa lista como "más cercano a la construcción en la práctica" y "menos ciencia ficción". Pero, ¿puede sugerir una forma de evaluar objetivamente "lo más cercano a construir en la práctica"? Todas esas técnicas son actualmente poco prácticas de una forma u otra, pero muchas merecen una mayor investigación.
El concepto más rápido, hasta donde yo sé, es detonar una bomba nuclear cerca de un paso cercano del perihelio del Sol, seguido del despliegue de una vela solar que podría tener una pequeña carga útil de hasta algo así como 0,2 c, creo...

Respuestas (4)

La propulsión nuclear pulsada del Proyecto Orión es probablemente lo más práctico posible con la tecnología actual (originalmente se concibió con la tecnología de 1950). Podría llegar a tal vez 0.1c.

¿Pero el proyecto de Orión no implicaba la detonación de armas nucleares detrás de su nave espacial? 1: ¿cómo vas a proteger tu nave espacial y 2: cómo vas a reducir la velocidad?
Reduzca la velocidad volteando la nave espacial y detonando armas nucleares frente a ella. Proteger la nave espacial es "fácil": tienes una gran placa de metal con amortiguadores del tamaño de rascacielos. Es proteger todo lo demás que es difícil.
@Gregory, los dispositivos sugeridos eran (relativamente) de bajo rendimiento (entre 0,5 y 5 kilotones) y habrían detonado a cierta distancia de la nave. Orión no habría sido literalmente empujado por explosiones nucleares, esas fueron solo la fuente de energía para convertir un medio en plasma, que luego empujó contra la placa de empuje. AFAIK, nadie dudaba del principio, el desafío de ingeniería sin resolver sería que nada en el compartimiento de carga útil fuera aplastado en pedazos por sacudidas repentinas de aceleración.
Vale la pena señalar que la propulsión (hipotética) de Orion no iba a ser necesariamente tan simple como ser empujado por las ondas de choque esféricas de las armas nucleares de bajo rendimiento. Estudiaron detonaciones nucleares dirigidas: en.wikipedia.org/wiki/Casaba-Howitzer

Orion es bueno tecnológicamente, pero muy poco práctico considerando las regulaciones ambientales.

Sugiero que la mejor oportunidad que tenemos es el proyecto Breakthrough starshot : embarcaciones muy livianas con velas solares aceleradas por láser.

Necesitamos desarrollar nuevas tecnologías e ingeniería, pero parece factible.

Sí, los problemas para obtener suficiente almacenamiento de energía a bordo de la nave espacial con fisión o incluso fusión significan que un sistema alimentado por haces externos proyectados desde estaciones fijas tiene una enorme ventaja. Los sistemas láser no son triviales, pero son mucho más sencillos de escalar que las opciones basadas en antimateria, que son prácticamente la única otra forma en que puede acercarse a cualquier lugar. C .

El problema con muchos de los propulsores convencionales con isp extremadamente alto es su TWR, y con tanques de combustible de al menos kilómetros de largo, no puedo imaginar que los propulsores de iones vayan a ser suficientes. Como dijiste, los propulsores de fisión tienen un ISP relativamente bajo, así como un bajo peso, o al menos motores nucleares térmicos, que están limitados por la temperatura de fusión del núcleo del reactor, sin embargo, el cohete nuclear de agua salada evita este problema al contener el material fisible en una sal, como cloruro de plutonio, y disolverlo en agua o incluso en alguna otra masa de reacción. esta mezcla se almacena mucho más allá de la masa crítica, pero es inhibida por tanques de combustible revestidos de boro y varillas de boro. Tan pronto como el propulsor sale de las líneas de combustible revestidas de boro y entra en la boquilla, sin embargo, inmediatamente se fisiona, produciendo un ISP de 10.000 segundos y un TWR de 2000, lo que hace que todos los demás motores posibles parezcan anémicos en todos los aspectos. Para entenderlo intuitivamente, combina lo mejor de los reactores y bombas nucleares, o como un motor Orion revisado. Esta tecnología no está totalmente fuera del alcance de la posibilidad, y el único obstáculo real es la gestión del calor, que podría resolverse tirando lotesde hidrógeno líquido en las paredes de la tobera a través del enfriamiento de la película.

Sin embargo, esto no tiene en cuenta la política de la energía nuclear, que siempre es sombría.

Esto tampoco tiene en cuenta la psicología de la energía nuclear, casi tan sombría como la política. Aunque un motor nuclear es mucho más seguro que los cohetes tradicionales, la gente no lo sabe, y debo admitir que suena bastante peligroso (aunque no lo es)
@Gregory para los astronautas o el público? Creo que para esta pregunta casi hay que ignorar por completo los desafíos logísticos, excluyendo solo el flagrante de I + D. Pero sí, convencer al público me haría temer a Dios. por suerte esto es hipotético, al menos por ahora.
Los motores nucleares no son más seguros que los cohetes tradicionales, solo son mucho mejores. ¿Cómo planeabas volver a casa, con ese cohete caliente, a nuestra biosfera? Podemos construir reactores nucleares, pero no junto a los que podamos vivir durante años. ¿Cómo podríamos sacarte de un oficio así? ¿Qué pasa si tiene hipo, en la plataforma de aterrizaje, en el camino o de regreso a casa, con hombres atormentados por la enfermedad de la radiación al timón? ¿Qué blindaje usarás? Los problemas políticos no son los principales. ¿Cómo vas a dejar el barco sin quemarte con el motor?

Creo que la mejor manera sería usando la unidad de Alcubierre. Lo que pasa es que un cohete usaría materia negativa para que parezca que viaja más rápido que la luz, aunque no sea así. Incluso podría llegar a Alpha Centauri en menos de 4 años con este método. El único problema es que no sabemos cómo crear materia negativa, pero si se hace, probablemente sea el camino del futuro. Más información: https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive

De todos los dispositivos de propulsión que podrían alcanzar velocidades cercanas a C, ¿cuál es el más cercano/más práctico?
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