¿Es posible mover la Tierra en una dirección? [duplicar]

Para mostrar lo que se necesitaría para dejar que la Tierra caiga hacia el sol, sería más fácil ver a la Tierra como un cohete. Al usar esta simplificación, podría usar la ecuación del cohete Tsiolkovsky :

dónde$\Delta v$es el cambio de velocidad,$v_e$la velocidad efectiva de escape,$m_0$y$m_1$la masa inicial y final.

En caso de dejar que la Tierra caiga sobre el sol, esto significaría casi reducir a cero la velocidad orbital de la Tierra alrededor del sol, que es de aproximadamente 29,78 km/s . Pero este valor podría reducirse un poco si solo aplicara el cambio de velocidad en el afelio y solo de tal manera que la Tierra y el sol simplemente se "toquen" entre sí (el nuevo perihelio sería igual a la suma de los radios de la Tierra y el sol) , es decir, esto requeriría 27,29 km/s. Para$m_0$tendrías que usar la masa de la Tierra, que es 5.97219$\times$10${}^{24}$kg. Para saber cuanta masa se necesitaría expulsar como combustible ($m_f = m_0 - m_1$) para una velocidad de escape dada, puede reescribir la ecuación de la siguiente manera,

Valores para$v_e$será diferente para los diferentes tipos de propulsión. Por ejemplo, el valor más alto conocido que se logra con una reacción química es el litio y el flúor , que pueden alcanzar una velocidad de escape de 5320 m/s. Sin embargo, podría ser más realista usar un combustible más común, como hidrógeno y oxígeno (mediante la electrolización del agua), que tiene una velocidad de escape de 4462 m/s. Sin embargo, estas dos velocidades de escape requerirían casi toda la masa de la Tierra, es decir, 5,93684$\times$10${}^{24}$kg y 5,95901$\times$10${}^{24}$kg o 99,4082% y 99,7793% respectivamente. Sin embargo, la Tierra consiste en un 32,1% del elemento hierro, por lo que este tipo de métodos propulsores no podrán lograr esto.

Otra opción podría ser la propulsión nuclear , que tiene impulsos específicos en el rango de 6000 segundos, lo que equivale a una velocidad de escape de aproximadamente 59 km/s. Esto aún requeriría 2.21575$\times$10${}^{24}$kg o 37.1012% de la masa de la Tierra. Pero el artículo de Wikipedia establece que el impulso específico máximo teórico sería de 100.000 segundos, lo que equivale a una velocidad de escape de aproximadamente 980 km/s. Esto requeriría 1.63848$\times$10${}^{23}$kg o 2.74352% de la masa de la Tierra. Sin embargo, el problema seguirá siendo la cantidad de combustible disponible.

Espero que esto ilustre lo difícil que sería. También simplifiqué mi enfoque, ya que también debe tener en cuenta la energía potencial para escapar bien de la gravedad de la Tierra, cómo transportar los propulsores fuera de la atmósfera de la Tierra y nuestra luna también desempeñará un papel.

La Tierra gira alrededor del Sol con una velocidad de$29.78 km/s$. Para caer al sol, esa velocidad tendría que reducirse a aproximadamente cero. La razón por la que esta velocidad tendría que reducirse a cero es un balance de energía. Las órbitas equilibran constantemente la energía cinética con la energía potencial gravitacional, si disminuimos nuestra velocidad, caeremos ligeramente hacia el sol aumentando un poco la velocidad, lo que nos permitirá orbitar a nuestra nueva distancia del sol. las transferencias orbitales más eficientes aplican dos confianzas, una al principio para iniciar la transferencia a la nueva órbita y otra al final para estabilizarla. No necesitaríamos el que está al final, pero para obtener una transferencia orbital que se cruce con nuestro sol, nuestra velocidad tendría que caer a casi cero. Así que ese es el$\Delta V$para nuestra ecuación del cohete . Si usamos nuestros mejores cohetes, podemos obtener una velocidad de escape de aproximadamente$4.4 km/s$. Tendríamos que utilizar el 99,9% de la masa terrestre como combustible de reacción y el 0,1% restante de la tierra caería al sol. Si estuviéramos realmente dedicados a la causa, podríamos intentar usar nuestros propulsores de iones más avanzados con una velocidad de escape de alrededor de$210 km/s$. Esto reduciría nuestra masa de combustible a un 14% más razonable de la Tierra. Sin embargo, el lapso de tiempo requerido para consumir el 14% de la Tierra, un protón a la vez, sería enorme. Pero supongo que eso es bueno, porque la energía necesaria para hacerlo requeriría más que toda la energía química actual del planeta, por lo que probablemente tendríamos que usar energía solar y esperar a que llegara más energía del sol.

Entonces, en teoría, incluso si estuviéramos tratando de enviar la tierra al sol, tomaría un esfuerzo hercúleo y ni siquiera haríamos mella para cuando alguien que lea esto muera.