Solo una teoría tonta para ilustrar mi pregunta. Si tuviéramos que construir un globo (o una pista separada, podría ser cualquier estructura siempre que dé la vuelta a la Tierra y se encuentre en ambos extremos) alrededor de la Tierra, que viaja a 17500 millas por hora. Desde allí lanzamos transbordadores espaciales, ¿significa esto que podrían entrar en órbita a una velocidad y coste reducidos? Ya que tienen una velocidad inicial de 17500 millas por hora. ¿Y la altura del globo (en relación con la tierra) importa?
Una estructura como esa reduciría la cantidad de energía necesaria para llegar a la órbita. Pero:
La implementación más práctica de lo que estás describiendo es un ascensor espacial : una estructura vertical unida a la Tierra. Si escalas esta estructura a 36.000 km de altura, tu velocidad será la velocidad orbital. Puedes bajar del ascensor y estar en órbita.
Su pregunta básica parece ser si podemos construir megaestructuras que utilicen el impulso pasivo y otras características orbitales para simplificar la entrada en órbita. Podemos, pero el ejemplo específico no es muy bueno: usa demasiado material y tiene un método de uso poco claro.
Un mejor ejemplo es el ascensor espacial clásico. Esto utiliza el principio de que la velocidad orbital requerida disminuye cada vez más a altitudes más altas, junto con el aumento de la velocidad con una velocidad angular fija, para producir una fuerza hacia arriba en ciertas altitudes que coincide con la atracción hacia abajo de la gravedad en las más bajas. De esta forma, el peso de un solo cable continuo en su mitad inferior es soportado por su "peso negativo" en su mitad superior. Y, en principio, uno puede simplemente conectar una carga al cable y ponerlo en marcha con energía solar, energía transmitida desde la tierra o algo similar, y cuando alcanza la altura suficiente, automáticamente se pone en órbita. Desafortunadamente, hay muchos problemas muy serios con la ciencia básica requerida para hacer un ascensor espacial .
También es posible hacer skyhooks, que funcionan de manera similar y tienen la mayoría de los mismos desafíos, pero se pueden hacer para orbitar a altitudes más bajas y velocidades más altas, sacrificando la facilidad de conexión por una infraestructura mucho más barata. También se pueden hacer para que giren en sentido contrario para permitir que se conecten más tiempo y menos energía. Todos los Skyhooks necesitan alguna forma de equilibrar el impulso perdido al acelerar sus cargas útiles; esto puede ser masas desaceleradas que vuelven a entrar en la dirección opuesta, o motores de iones de bajo empuje de alta eficiencia o similares, que tienen una potencia demasiado baja para ser de alguna utilidad en el lanzamiento de cohetes convencionales.
Por último, está el bucle de lanzamiento, que parte de la premisa básica de que algonecesita moverse más rápido que la velocidad orbital y usa la levitación magnética para separarlo de su contenedor, que es la única parte que debe estar unida al planeta y soportar directamente las cargas útiles. Específicamente, la idea del bucle de lanzamiento es un bucle muy largo de tubos de vacío guiados magnéticamente y sostenidos por una cadena de cilindros de hierro que se mueven considerablemente más rápido que la velocidad orbital normal. Los dos lados del bucle serían paralelos en la mayor parte de su longitud, que sería del orden de 3000 km, y usarían amarres desde el suelo para mantenerse a una altitud de 100 km más o menos (lo suficientemente bajo como para evitar la mayoría de los escombros, pero lo suficientemente alto como para ignorar el calentamiento del ariete incluso a velocidades orbitales). Las cargas útiles utilizarían la inducción magnética para transferir el impulso de la cadena circulante a sí mismas a medida que se desplazaban por la vía principal elegida. y la cadena se volvería a acelerar en los bucles finales para compensar la pérdida de velocidad e irradiar el calor adicional de la inducción a lo largo de toda su longitud. La idea del bucle de lanzamiento tiene varias ventajas considerables:
Sin embargo, es innegable que todavía es muy costoso (decenas de miles de millones de dólares, muy probablemente) y algo difícil de colocar y asegurar (presumiblemente en algún lugar del océano, en el ecuador).
Para alcanzar una órbita determinada, cualquier cosa que comience en la superficie (presumiblemente comenzando a una velocidad cero en relación con la superficie) debe acelerarse hasta la misma velocidad final, independientemente del método utilizado. Ya sea que tenga que acelerarse a sí mismo (como lo hacen los cohetes) o que se suba a algo que ya se está moviendo tan rápido, esa aceleración tiene que ocurrir de alguna manera. Algunos métodos (como los cohetes) son más eficientes cuando aplican una fuerte patada para llevar la carga útil por encima de la atmósfera y alcanzar rápidamente la velocidad orbital. Cualquiera que sea el método, generalmente algo malo es viajar a la velocidad orbital o cerca de ella dentro de cualquier atmósfera sustancial. Por un lado, puede ser ineficiente debido a la resistencia que produce: desperdiciar energía. El otro es calor; toda esa energía perdida en la resistencia atmosférica se convierte en calor que tiene que ir a alguna parte, como a la piel del vehículo.
Los ascensores espaciales eluden algunos de los problemas. Una órbita geoestacionaria aún requiere aceleración, pero a una velocidad final más baja, aunque requiere la entrada de más energía total que una órbita terrestre baja. El elevador agrega esta energía principalmente levantando la carga útil e imparte la aceleración requerida manteniendo la carga útil alineada con el cable. La mayor parte de la aceleración orbital requerida tiene lugar a lo largo de la parte del cable que está por encima de la atmósfera (que es la mayor parte).
Los cañones de riel, por otro lado, enfrentan el problema de la resistencia atmosférica de frente. La carga útil se acelera a una velocidad extrema y, tan pronto como sale del arma, se vuelve balística, excepto que encuentra resistencia atmosférica, lo que la ralentiza de inmediato.
Cualquier otro método tendría que lidiar con la resistencia hipersónica, levantar la carga útil fuera de la atmósfera antes de acelerar, o simultáneamente acelerar la carga útil y elevarla fuera de la atmósfera mientras se mantiene encerrada en el vacío.
marca adler
GDD
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