Me gustaría plantear una pregunta de verificación de hechos sobre este artículo, que trata sobre la idea de Musk/SpaceX de usar cohetes para viajar entre ubicaciones terrestres.
https://www.theverge.com/2017/9/29/16385026/elon-musk-spacex-rocket-transportation-punto-a-punto
“No se pueden volar humanos en ese mismo tipo de órbita”, dijo a The Verge Brian Weeden, director de planificación de programas de Secure World Foundation. “Por un lado, la aceleración y las fuerzas G tanto para el lanzamiento como para el reingreso matarían a la gente. No lo tengo justo frente a mí, pero es mucho más que las fuerzas G en un astronauta que vemos hoy subir al espacio y volver a bajar , y eso no es despreciable”.
Esta es una afirmación sorprendente, pero ¿es falsa? En primer lugar, ¿cuál es el mecanismo físico implícito que subyace al texto en negrita? Dado que comienzas con un cohete con capacidad orbital en primer lugar (como dice el argumento de Musk), ¿qué tan difícil sería mantener las fuerzas g dentro de un rango tolerable?
Reverso del sobre:
El transbordador mantuvo la aceleración de ascenso en o por debajo de aproximadamente 3 g, tolerable para la mayoría de las personas; otros lanzamientos con clasificación humana han ido más alto. Incluso bajo la restricción de 3g, la duración de la grabación en LEO es de solo unos 8 minutos. El período LEO es de unos 90 minutos. Lo más lejos que necesitaría viajar para llegar de cualquier lugar a cualquier lugar es equivalente a media órbita (45 minutos de costa). Suponga una aceleración de descenso similar a la de ascenso (no más de 3 g). Esto nos da un tiempo de viaje en el peor de los casos de aproximadamente 8+45+8 minutos o 61 minutos en total. El reclamo es llegar de cualquier lugar a cualquier lugar en no más de una hora, lo cual es razonable. Otro reclamo es que los viajes típicos pueden no durar más de 30 minutos (porque las distancias involucradas son considerablemente menores); esto también sería razonable.
El documento Great Expectations: Assessing the Potential for Suborbital Transportation dice
Los operadores de turismo suborbital esperan fuerzas g de +3 g al comienzo de la fase balística y de hasta +6 g durante el reingreso.
En base a esto, afirmar que las fuerzas matarían personas parece hiperbólico (para algunos valores de "personas").
Sin embargo, el documento continúa afirmando
parece razonable sugerir que el pasajero promedio no debería estar sujeto a cargas g superiores a 3,0 +Gx y 2,0 +Gz, y que el período de exposición a estas cargas g máximas no debería exceder los treinta minutos.
En realidad, considerando una aceleración de 3G, tardaría menos de 8 minutos en acelerar. En un enfoque más realista y por razones de "ingeniería", la etapa superior tiene aceleraciones más bajas.
Entonces, para simplificar lo que logré encontrar y algunos cálculos de la parte posterior del sobre, el pasajero recibiría alrededor de 1,5 G en el lanzamiento hasta 3G justo antes de la separación. Y en la segunda etapa 1G al principio a 2/3 G en la quema final.
Esta aceleración no es tan alta con el extremo superior en 3G, sin embargo, es una aceleración constante, por lo que alguien con "mala circulación" u otra deficiencia cardiocirculatoria podría tener problemas para llevar sangre a donde debería estar. Dicho esto, no es realmente una aceleración constante dada la vectorización y el tiempo de aceleración, la aceleración promedio debe ser de aproximadamente 1,5, 1,7G. sqrt((750/480)^2+1^2)*”Efecto de la gravedad terrestre”/”tiempo vertical”=1,6 (e/v) . Para obtener información, "e v" no debe ser más de 1 (y si alguien me dice que esta fórmula es incorrecta, sé que simplemente "simplifiqué esta última división", lo invito a hacer todo el cálculo, aunque eso tomaría hojas de cálculo de Excel o c ++ /java, etc. Soy perezoso justo después de los cálculos del sobre hoy.
Aún a modo de comparación, cuando saltas unos 2 pies de altura, el suelo recibe unos 300 kgf si tienes una altura media y unos 75 kg de peso. La aceleración del bady es de aproximadamente 4 g y la aceleración de la cabeza de la persona que salta debe ser la segunda parte más alta del cuerpo, por lo que supongo que al menos 5G. Cayendo desde 5 pies tal vez unos 6 ~ 8 G de desaceleración. Ambas son cosas que cualquiera puede hacer sin problema.
Por lo tanto, la aceleración máxima de un 3G debería estar bien.
Aproximadamente el tiempo que tomaría un viaje al punto más lejano del mundo con una aceleración de 8 minutos y considerando una aceleración constante y una desaceleración equivalente tomaría 45+8min. (45min de viaje más 8 minutos de acele + 8 minutos de calcomanía menos 8 minutos del viaje porque los 8 min de aceleración + 8 min de desaceleración = distancia recorrida igual a 8 min a velocidad máxima.
Por lo tanto, la aceleración debería estar bien para alguien saludable limitado a 3 G e incluso podrían cambiar un poco de delta v adicional por una aceleración más baja. Tiempo de viaje de 53 minutos para los confines más lejanos de la tierra (alcance más largo que cualquier avión comercial en aproximadamente un 45 % de 14000 km a 20000 km). Tiempo de viaje para los viajes más largos desde 14000 km a las 16 horas hasta 39,5 minutos.
Cualquier duda, pregunte. (Por cierto, no soy nativo de inglés, solo aprendí el idioma hace un par de años).
Esto todavía me había estado carcomiendo, porque sentía que todavía no era un problema completamente especificado. Creo que la gente asumió una trayectoria balística (parabólica/elíptica) o que el viaje comenzaría alcanzando la velocidad orbital completa. Las opciones no están restringidas a estas dos posibilidades.
Investigué una opción en la que se mantiene una pequeña cantidad de empuje constante hacia arriba durante la duración del viaje. Esto permite que el viaje se realice a una velocidad inferior a la velocidad orbital total... o al menos lo hace en algunos viajes.
https://medium.com/@AlanSE/suborbital-transit-with-hovering-a516dc8bc383
Descubrí que los viajes A->B que cubrían menos de 0,5 radianes de la Tierra podrían beneficiarse de algo de esto (lo llamo "flotar"). Distancias mayores que eso, aún necesitaría alcanzar básicamente la velocidad orbital completa. Da la casualidad de que, básicamente, todos los viajes posibles mencionados por Musk en la charla estaban más allá de este rango mínimo.
Siento que esto sigue siendo una consideración importante, aunque finalmente resulta ser irrelevante en la gran mayoría de los casos prácticos. Puede haber algunas otras opciones (en las que no he pensado) que reduzcan de manera similar el uso de propulsores (en relación con un viaje orbital), mientras mantienen las fuerzas g en el rango tolerable.
usuario20636
HopDavid
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