¿Es posible navegar en viajes espaciales sin computadora?

Desde el lanzamiento hasta la tierra, ¿podría una persona viajar en el espacio solo con dispositivos mecánicos como un sextante? Con suficiente experiencia, ¿cuáles serían los dispositivos mínimos necesarios? ¿Qué vehículo actualmente sería más fácil de volar de esta manera?

¿Solo un sextante? ¿Sin cohete? ¡Entonces no! :). Bromas aparte, creo que depende de la precisión que necesites. No creo que los sextantes realmente ayuden mucho en el despegue o el aterrizaje, y solo pueden ser útiles en órbita. ¡Además del sextante, un reloj realmente preciso sería extremadamente útil!
¿Su pregunta permite que el control de la misión en la Tierra use una computadora?
@DrSheldon: Podría estar equivocado, pero parece que desea saber qué instrumentos analógicos se requieren para navegar manualmente una nave espacial sin ningún tipo de asistencia informática. Aunque es factible con lápiz y papel, creo que una calculadora manual (tal vez incluso una con funciones trigonométricas) facilitaría mucho la vida del navegante manual. Si una calculadora cae o no dentro de la definición de 'computadora' del OP queda a su discreción.
Creo que la respuesta es sí, pero la falta de precisión resultaría en un uso elevado de combustible.
@Paul una calculadora es una computadora, pero se permiten hojas de trucos
Creo que su pregunta está bien sin la nueva última oración, que en realidad es una pregunta diferente . Su pregunta es sobre navegación, instrumentación y pilotaje humano. Preguntar sobre el vehículo requeriría una respuesta diferente, por lo que debe hacerse por separado.
¿No funciona un sextante sólo en la tierra,
La órbita de @uhoh es diferente al viaje interplanetario. Lo que quise decir con "en la Tierra" quise decir dentro de su sistema de coordenadas esféricas del cual la órbita todavía es parte. Pero en el espacio ese sistema de coordenadas relativas se pierde.
@anon ese es un muy buen punto! Esas aplicaciones usaban características en la Tierra o la Luna, o sus terminadores como puntos de referencia locales. En el espacio profundo, pero dentro del sistema solar, aún podría usar un sextante para medir el ángulo entre cuerpos distantes (Tierra vs Luna, Tierra vs Sol). Lejos del sistema solar, podría estimar aproximadamente la posición solo usando una imagen telescópica del sistema solar, e incluso más lejos que eso, no tiene suerte. Eso también podría ser una nueva pregunta interesante.
La navegación en los océanos de la Tierra requería un reloj muy preciso junto con el sextante. La determinación de la longitud no era posible sin un reloj preciso. Por lo tanto, se debe usar un sextante y un reloj en el espacio.
Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Esta pregunta tuvo una buena acogida, pero diría rápidamente que incluso si pudiera, no significa que deba hacerlo. Dicho esto, esperaría que este tipo de preguntas se hicieran en WorldBuilding SE .

Respuestas (5)

Depende de a qué llamemos "computadora". ¿Contaría una regla de cálculo ? Este dispositivo portátil extremadamente simple puede hacer multiplicaciones, divisiones y también funciones como exponentes, raíces, logaritmos y trigonometría. Algunos incluían características especializadas para aviadores. ¿O puedo llevar mi Curta a la nave espacial? También ha sido muy favorecido por pilotos comerciales y de aviación general. Dispositivos mecánicos tan simples harían que el trabajo de los humanos fuera mucho más fácil y, creo, posible.

Cuando el tiempo es crítico, a menudo puede ser posible utilizar planes preparados y tablas calculadas previamente para el ajuste. Cuando los errores son críticos, tres o más humanos pueden trabajar en paralelo, eligiendo el resultado que coincida.

Aparte de la velocidad de los cálculos, no hay fundamentalmente nada en las matemáticas que la computadora pueda hacer y el humano no.

Una computadora como calculadora es más rápida que un humano, pero no más precisa. Sin embargo, una computadora como piloto puede ser mucho más precisa en el momento y la duración de las correcciones de rumbo. Una nave controlada por computadora podría realizar maniobras que un humano tendría grandes dificultades para replicar, incluso con instrucciones perfectas.
Seguramente, también se requiere algún tipo de reloj/cronómetro y para mayor precisión podría conectarse a los controles de naves espaciales para disparar motores en el momento y la duración necesarios. Pero sospecho que una segunda precisión que un humano puede lograr fácilmente puede ser suficiente para acciones sin retroalimentación. Donde hay una retroalimentación como mantener el rumbo o la orientación, los humanos no son lentos.

Puede viajar en el espacio sin ningún dispositivo de navegación o computadora, estableciendo el vuelo suborbital y el vuelo orbital lo realiza el cohete, lo que importa es la precisión allí y los primeros cohetes tripulados no tenían computadoras. La salida de órbita es una cuestión de configurar la nave espacial en la actitud correcta para el fuego retro, lo que se puede hacer a ojo si es necesario, las primeras naves espaciales usaban giroscopios para eso con una copia de seguridad manual.

Si desea llegar a un lugar específico en el espacio, debe ser preciso. Una nave espacial debe mantenerse en una posición específica y los motores deben encenderse exactamente en el momento correcto y durante el tiempo correcto. Los giroscopios y los temporizadores pueden brindarle una buena cantidad de precisión, por lo que no necesita una computadora para eso (aunque realmente ayuda).

El mayor desafío sin una computadora serían los cálculos matemáticos, que se pueden hacer a mano siempre que tenga una sala llena de computadoras humanas para respaldarlo. Solo le tomará más tiempo realizar algunos cálculos de lo que valen; para cuando tenga la respuesta, ya habrá pasado el punto en que los necesitaba.

Si usa un sextante, un cronómetro y las tablas náuticas para determinar la posición de un velero, su posición puede haber cambiado aproximadamente una milla náutica cuando haya terminado con los cálculos. Pero una nave espacial es mucho más rápida, entre 3000 y 10000 veces.
@Uwe, Re, "... su posición puede haber cambiado..." No sé acerca de esta era moderna de navegación por satélite, pero en el pasado, los navegantes eran muy conscientes de ese hecho. La navegación hora a hora del barco siempre se hacía por estima. Y eso se corrigió ocasionalmente obteniendo "arreglos" (miras de estrellas, búsqueda de dirección de radio, etc.). Si cree que está siguiendo una determinada línea de rumbo en la carta, pero calcula que hace diez minutos pasó por un punto que no está en esa línea, dibuje una línea paralela a través del punto "fijo" y mueva su posición estimada a la nueva linea

Sí, siempre y cuando no te importe dónde termines.

Las primeras naves espaciales usaban controles eléctricos, pero no tenían computadoras:

  • Seis Vostok llevaron cada uno a una persona a la órbita. El primer vuelo llevó al primer hombre y el último vuelo llevó a la primera mujer al espacio.
  • Seis vuelos de Mercury llevaron cada uno a un astronauta estadounidense al espacio, cuatro de ellos en órbita. Aunque los vehículos no tenían computadoras, estaban respaldados por computadoras IBM 701 en tierra (control fuera de línea y no en tiempo real).
  • Voskhod realizó dos vuelos no tripulados y dos tripulados. El primer vuelo tripulado llevó a tres cosmonautas. El segundo vuelo tripulado llevó a dos cosmonautas para la primera caminata espacial.

Ninguno de estos vuelos tenía una ubicación de destino precisa, ya sea en el espacio (sin encuentro con una estación espacial, módulo lunar o satélite) o en el reingreso (sin pista ni plataforma de aterrizaje). Mientras aterrices en algún lugar de Siberia o el Pacífico, todo un ejército o una flota de barcos te encontrarán.

La primera computadora en el espacio fue para el Proyecto Gemini . Su computadora de vuelo podía realizar cuatro funciones:

Ascenso: sirve como un sistema de guía de respaldo. El cambio es controlado manualmente por los astronautas.

Vuelo orbital: proporciona una capacidad de navegación a los astronautas para determinar el momento del retrodisparo y seleccionar el lugar de aterrizaje para un reingreso seguro en caso de una emergencia. (en misiones extendidas, los datos terrestres pueden no estar disponibles cuando la red de datos terrestres gira fuera del plano orbital).

Rendezvous: sirve como referencia principal al proporcionar información de orientación a los astronautas. Los parámetros de la órbita están determinados por el seguimiento en tierra que luego se envía a la nave espacial; la computadora de guía fue responsable de procesar la información junto con la actitud detectada de la nave espacial. La información se presentó a los astronautas en términos de coordenadas de la nave espacial.

Reingreso: envía comandos directamente al sistema de control de reingreso para el reingreso automático o proporciona información de orientación a los astronautas para el reingreso manual.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gemini_Guidance_Computer

La mayoría de estos no eran estrictamente necesarios para las misiones Gemini, sino para probar la tecnología para que pudiera usarse para Apolo. Sin embargo,

  • Gemini tenía un sistema de radar, que esencialmente necesita una computadora para ser útil. Esto se usó para practicar encuentros y acoplamientos, que serían necesarios en las misiones Apolo entre el CSM y el LEM. Apolo también usó radar para medir la distancia a la superficie lunar; de lo contrario, probablemente se habría estrellado.
  • Rendezvous es casi imposible sin una computadora. Casi todas las misiones tripuladas ahora usan el encuentro con otra nave espacial de alguna manera.
  • Si desea aterrizar en un área precisa (por ejemplo, la pista de aterrizaje del transbordador, la plataforma de aterrizaje de SpaceX), necesita el control de la computadora.

Una de las otras respuestas es incorrecta sobre Apolo. El CSM y el LEM tenían cada uno una computadora de guía, el LEM tenía una computadora de cancelación y el propulsor Saturno tenía otra computadora.

Entonces, si no le importa a dónde va la nave espacial, no necesita una computadora.

Gemini debería probar las maniobras de encuentro necesarias para la misión Apolo utilizando el LM. Por lo tanto, Gemini tenía un radar de encuentro.
Mercury tenía objetivos específicos para el reingreso; Se utilizaron computadoras y seguimiento del lado de la Tierra para elegir el momento adecuado para realizar las maniobras de retrodisparo. Los dos últimos vuelos tripulados de Mercury aterrizaron a menos de 10 km de sus objetivos, lo que fue muy bueno si se tiene en cuenta que no tenían capacidad de dirección una vez que llegaban a la atmósfera. (Sin embargo, cuanto menos se diga sobre MA-7, mejor).
-1No estoy de acuerdo con usted , siempre y cuando no le importe dónde termine el encabezado del tamaño de una pancarta. Esto implica que si a uno le importa , no sería posible, pero no respalda esa conclusión en absoluto en su respuesta. Creo que es un atractivo visual sin apoyo que atrae votos. ¿Sería posible agregar algún apoyo a esa conclusión? ¿O tal vez ajustar la redacción para que coincida con lo que respalda su respuesta?
Tres respuestas señalan que esto probablemente no sea imposible ( 1 , 2 , 3 ) y, por lo tanto, haré una pregunta de seguimiento sobre esto en breve.
Usar un sextante no te ayudará a atracar con otra nave espacial; o aterrizar en la luna, una pista o una pista de aterrizaje. Mantengo mi afirmación.
y entonces hice la pregunta de seguimiento. ¿ Los cálculos que los astronautas de Apolo fueron entrenados para hacer a mano si se pierde la computadora de guía y / o el enlace de datos y comunicaciones con la Tierra? Un sextante sin duda podría ayudar. En las respuestas de Stack Exchange, respaldar las afirmaciones es más que defenderlas. En referencia a la "inutilidad" de un sextante para el acoplamiento, acabo de preguntar ¿Cómo podría usarse un sextante para ayudar en un procedimiento de acoplamiento, hipotéticamente?
@uhoh Sheldon tiene razón porque simplemente no se hace de esa manera y necesitarías algunas modificaciones importantes en todo lo que tenemos, pero decir que es imposible. Un sextante lo ayudará a llegar al muelle y alinearse para ingresar desde allí, debe usar sus 5 sentidos y un bi telescopio, tal vez un gravímetro.

¿Es posible? Ciertamente, y se ha hecho como se ha dicho.

Simplemente se necesita mucho más tiempo para calcular sus quemaduras y trayectorias a mano que usando computadoras, y realizarlas a mano en lugar de relegar las cosas a un sistema de control de vuelo automatizado controlado por computadora requiere una mano muy firme y una sincronización excelente.

Tenga en cuenta que los cálculos no son ciencia espacial, y probablemente podrían enseñarse a cualquier persona con una aptitud decente para las matemáticas y la percepción espacial. Pero tampoco son triviales, tener algunas hojas de trabajo preimpresas para completar sus números y guiarlo a través de los cálculos aceleraría enormemente las cosas.

Dicho esto, usar computadoras es mucho más conveniente y confiable.

Robert A. Heinlein es un autor de ciencia ficción muy conocido por el uso de cálculos extremadamente precisos en el lanzamiento y vuelo de naves espaciales. Su novela The Rolling Stones se destaca particularmente por el uso de una regla de cálculo como medio para calcular la navegación espacial.

Ahora, extrañamente, este futuro ya estaba obsoleto en 1977. Las calculadoras se habían inventado, casi. Pero no me di cuenta de eso. Acabo de dar por sentada una regla de cálculo como algo futurista. Fuente; Pase la regla de cálculo: The Rolling Stones de Robert Heinlein

Trabajo ficticio o no, si Heinlein dice que puede calcular la navegación espacial con una regla de cálculo, entonces puede hacerlo.

Pregunta del sitio hermano relacionado Cálculos de la regla de cálculo de Heinlein

¿Es posible navegar en viajes espaciales sin computadora?
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