¿Es posible un cañón de riel en Olympus Mons?

Sé que la atmósfera de la Tierra es un obstáculo para el lanzamiento de cañones de riel para orbitar desde la superficie de la Tierra.

Los entusiastas lunares citan a menudo el vacío de la luna y señalan que los controladores de masa lunar podrían proporcionar una gran cantidad de delta V.

Pero, ¿qué tal un tren hasta Olympus Mons? A .02 k gramo / metro 3 La atmósfera de la superficie de Marte ya está enrarecida. Y a 22 km, Olympus Mons es una montaña muy alta. A 3,5 km/s, la velocidad orbital de Marte es un poco menos de la mitad de la de la Tierra.

¿Es el aire en la parte superior de Olympus Mons lo suficientemente delgado como para permitir que los lanzamientos de cañones de riel estén en órbita?

Respuestas (1)

Me he estado preguntando esto durante años, sin saber cómo abordar el problema.

Luego, en un hilo de NasaSpaceFlight, un cartel que se hace llamar R7 me habló sobre la presión dinámica , también conocida como q.

q = .5 ρ v 2

q se mide en pascales. R7 me dijo que la expresión Max-Q es la presión dinámica máxima que soporta una nave espacial durante su vuelo.

La página 109 de Introducción a la ciencia e ingeniería de cohetes de Travis S. Taylor dice que el Max-Q del transbordador estaba a una altitud de 11 km a una velocidad de 442 m/s. Max-Q era de unos 35.000 pascales.

¿Cuál es la densidad del aire marciano en la cima de Olympus Mons? Según la Hoja informativa de Marte , la densidad de la atmósfera de la superficie de Marte es .02 k gramo / metro 3 y la altura de escala es de 11,1 km. Dado que Olympus Mons tiene 22 km de altura, me parece que la densidad en la cima de la montaña sería mi 22 / 11.1 .02 k gramo / metro 3 donde e es el número de Euler, aproximadamente 2,72. Eso da una densidad de aproximadamente .0028 k gramo / metro 3 . La velocidad orbital de Marte a 22 km de altitud es de unos 3540 m/s. Introduciendo estos números en

q = .5 ρ v 2

Obtengo una presión dinámica de aproximadamente 17,268 pascales, o aproximadamente la mitad del Max-Q del transbordador.

Entonces, en este punto, creo que la atmósfera de Marte no sería un obstáculo para un cañón de riel Olympus Mons.

La presión dinámica se relaciona con el tamaño de sus problemas estructurales (las cargas de aceleración en el controlador de masa probablemente serán una preocupación mayor que la carga aerodinámica en la boca). El otro parámetro clave a tener en cuenta es la temperatura de estancamiento , para evaluar la magnitud de tus problemas térmicos.
@DanielChisholm Olympus Mons tiene unos 600 km de diámetro. Suponiendo una pista de 300 km, obtengo un poco más de 2 g en 3 minutos para alcanzar los 3,5 km/s. Seguí el enlace pero todavía no sé qué significa temperatura de estancamiento.
Deberá agregar otro factor: la velocidad adicional que necesita para compensar la resistencia atmosférica en el camino hacia arriba.