¿Hay alguna ventaja de los vehículos ferroviarios en el espacio? [cerrado]

En mi mundo, la humanidad ha recurrido al espacio como fuente de recursos. Por supuesto, todo eso tiene que ser transportado de regreso de alguna manera. En la Tierra, eso generalmente se hace con barcos de navegación o vehículos ferroviarios.

¿Hay alguna razón por la que alguien elegiría transportar materiales sólidos a través de vehículos ferroviarios (es decir, vehículos, generalmente varias unidades unidas, conectadas a un riel fijo) en lugar de barcos que viajan libremente?

Si pensamos en un ascensor espacial como un "riel espacial", entonces tiene algunas ventajas definitivas.
No estoy seguro de entender: ¿Estás preguntando sobre la instalación de redes ferroviarias en el lado del planeta o sobre la instalación de rieles espaciales mágicos entre planetas?
¿De qué lugar del espacio estamos hablando? ¿Y este tren espacial sería una red interconectada como un tren real, o solo un tronco principal (es decir, un ascensor espacial)?
Suena obvio, pero todos los lugares que podrías querer interconectar en el espacio se están moviendo . Podrías tener un ferrocarril en un cuerpo no terrestre, pero no puedes tener un ferrocarril entre cuerpos astrales.
Los cañones de riel tendrían mucho sentido si pudieras construirlos. Como en, un ascensor espacial extendido en el espacio. Podría usar su velocidad de rotación para acelerar vehículos a grandes velocidades de forma económica.
No querer comprometerme con una respuesta porque no tengo tiempo para analizarla por completo: si las velas impulsadas por láser no están muy lejos y un láser podría considerarse un "riel", entonces no creo que sea demasiado. un tramo para imaginar una nave que se mueve a lo largo de un riel láser en lugar de ser empujada por uno.
Los ferrocarriles están diseñados específicamente para superar varios problemas (como la formación de surcos) que solo les ocurren a los vehículos pesados ​​y frecuentes que cruzan el suelo. Cualquier otro tipo de transporte por cualquier otro medio tendrá diferentes problemas a resolver
Aunque esta pregunta puede abarcar múltiples temas, no creo que quede poco claro. Si se requiere más información para juzgar una respuesta, ¿quizás eso podría solicitarse y aclararse en esta sección de comentarios para el OP en lugar de una votación en espera? He votado para reabrir ya que creo que es una pregunta válida y relevante para aquellos que puedan estar interesados ​​en este tema.
@flox, ¿puede resolver mi comentario pidiendo una aclaración?
No entiendo el VTC debido a la falta de claridad. Son "trenes espaciales" que corren sobre rieles versus "barcos espaciales" que navegan básicamente sin ataduras. VTR
Frenado. En el espacio flotante libre, es muy intensivo en energía reducir la velocidad.

Respuestas (4)

¡Una consulta interesante!

Yo diría que la respuesta es:

NO

  1. Las redes ferroviarias son excelentes en distancias continentales: exactamente el tipo de red de transporte que dices que está en funcionamiento en tu mundo.
  2. Las redes ferroviarias requieren muchas piezas móviles: interruptores, señales, apartaderos, múltiples vías para manejar más de un tren a la vez.
  3. Las redes ferroviarias requieren mantenimiento constante y acceso directo a cada centímetro del sistema para mantenimiento de rutina, reparaciones de emergencia, recuperación de vehículos descarrilados y similares.

Esto en cuanto a las redes del lado del planeta.

  1. El espacio es grande. Muy grande. Todas las redes ferroviarias de la Tierra abarcan alrededor de un millón y medio de kilómetros. La Luna está a unos 380.000 km de distancia. Eso es concebible. Pero la distancia a Ceres es algo así como 400 millones de km. Eso no es concebible.
  2. Los viajes en tren por el espacio serán extremadamente lentos en comparación incluso con un cohete típico. Considere que una red ferroviaria necesitará vehículos que tengan ruedas de algún tipo. Creo que solo la fricción de las ruedas que giran hará que las ruedas se desintegren, se sobrecalienten y se agarroten o simplemente se deshagan debido a la gran distancia que se recorre y no hay depósitos de mantenimiento en el camino.
  3. Carril endeble. Al no haber tierra para anclar o soportar la infraestructura, creo que el movimiento de los vehículos haría que la vía se doblara, se balanceara y se rompiera.
  4. Viaje lento. Incluso un tipo de vehículo de levitación magnética será mucho más lento que cualquier tipo de nave espacial ordinaria que vuele por la misma ruta.
  5. La gravedad y la rotación pasan factura. Por último, todos los planetas del sistema solar están en constante movimiento alrededor de otra cosa, e incluso el propio sistema solar está en movimiento. Incluso si pudieras anclar la pista a la Tierra, no se alinearía con nada en el espacio. La Luna se mueve a una velocidad diferente, por lo que una pista anclada allí también se rompería. Lo mismo ocurre con una pista anclada a la Tierra y Ceres.

Ninguna de estas cosas me parece que permita una red ferroviaria viable en el espacio.

XKCD relacionado sobre cómo unir dos cuerpos celestes con un cable y viajar: what-if.xkcd.com/157 . Se muestran exactamente todos los problemas en esta respuesta.
Creo que lo que hace que los rieles en el espacio sean más prohibitivos es que las distancias entre los objetos varían en el tiempo, ya que los planetas, las lunas y los asteroides están en constante movimiento. Entonces, cualquier objeto sólido que conecte dos de estos se rompería y deformaría. Pero digamos que alguien inventa un riel espacial extensible, ¿qué sucede cuando, digamos, la Tierra y Marte están en lados opuestos de sus órbitas y el sol está justo entre ellos?
Estoy de acuerdo en que una red ferroviaria en el espacio sería una tarea difícil, ¡pero definitivamente no sería lenta! Un cohete necesita masa de reacción para propulsarse... esta masa tarde o temprano desaparece. Por lo tanto, es necesario planificar cuándo y cuánto disparar el cohete. Si tuviera un riel (que es lo suficientemente "rígido"), entonces podría (como un tren de levitación magnética...) acelerar sobre él durante la primera mitad del viaje y desacelerar durante la segunda mitad; el riel actuaría como " masa de reacción" y también podría suministrar la energía necesaria para propulsar vehículos a lo largo de ella.
@RealSubtle: Pfffttt... El espacio es 3D, simplemente conviértalo en un riel espacial curvo extensible (tan curvo que pueda llegar por encima o por debajo del Sol en las excentricidades máximas opuestas de la Tierra y Marte). Quiero decir, el riel espacial que se extiende y reorienta ya es mágico, entonces, ¿por qué no hacerlo también autocurvado?

Sí, en nuestra Megaestructura para nuestra futura Civilización Avanzada

ingrese la descripción de la imagen aquí

Un enjambre de dyson es una serie de hábitats espaciales interconectados (o satélites artificiales) que orbitan una estrella, capturan su energía y la utilizan para sustentar una civilización. Tal enjambre es para una civilización avanzada, posiblemente usando IA y robots autorreplicantes para crear grandes estructuras.

Es fácil ver que la creación de tal megaestructura puede requerir el transporte de materias primas en forma orbital sin el uso constante de cohetes y propulsores, tanto para su fabricación como para su mantenimiento.

Los cohetes podrían ser problemáticos. Si se necesita acelerar y desacelerar mucho material usando propulsor, después de transportar una cantidad tan masiva de material, los gases propulsores y la energía requerida serían enormes.

Por el contrario, un anillo o cable en órbita (es decir, su tren) podría usarse para transportar mercancías y materiales mediante la aceleración y desaceleración del material (es decir, su tren) sin gasto de gases combustibles. El anillo estaría en un camino orbital, por lo que habría poca o ninguna fuerza lateral sobre él. El movimiento de personas, alimentos, material de construcción y otros artículos podría transportarse en contenedores y moverse a lo largo del riel entre los hábitats de los satélites. Los contenedores que se mueven en un anillo en direcciones opuestas evitarían que el riel gire.

Con el tiempo, es posible que los mismos rieles se conviertan en áreas habitables ideales.

Los rieles también podrían superponerse para crear una estructura de anillo tridimensional, como esta:ingrese la descripción de la imagen aquí

Tal estructura en realidad podría aprovechar por completo la energía de una estrella y proporcionar una red internodal compleja de vagones y trenes que se cruzan, sin el uso constante e insostenible de propulsor desechable.

Si creas una historia en un entorno así, ¡definitivamente la leería!

Sí,

Una forma simple es que los vehículos ferroviarios no necesitan tener motores o propulsores o personas reales en ellos. En lugar de tener un transbordador espacial que necesita todo ese espacio adicional, un vehículo ferroviario solo necesita tener 1 compartimento dedicado al control, y si desea avanzar más, puede eliminar incluso eso.

La forma en que lo imagino no es tanto un vehículo ferroviario, sino más bien como contenedores de envío que se pueden unir a un riel. El riel usa electroimanes para acelerar el contenedor, lanzándolo a lo largo de un camino establecido a otra estación más adelante (sin rieles intermedios, solo al principio y al final). Todos los controles y la potencia se utilizan en los rieles y se ajustan con precisión la trayectoria y la cantidad de aceleración. El vehículo ferroviario, como lo llamas, transporta mercancías de un lugar a otro. No contiene nada excepto lo que necesitan los bienes en su interior. (Piense en ello como un contenedor de envío en el espacio en lugar de un tren).

Básicamente, hace que los viajes masivos y la entrega de mercancías sean baratos. Si desea transportar personas, solo necesita dejar espacio para el almacenamiento de oxígeno, alimentos y desechos, sin espacio para combustible, propulsores y un sistema de control. Si desea entregar acero, puede colocarlo en el contenedor de inmediato. Si desea ofrecer más, puede incluso vincularlos y enviarlos de una sola vez.

Por supuesto, técnicamente hay un gran margen de error en una escala interplanetaria y superior, a la que agregaría propulsores, combustible y un sistema de control, pero elimina efectivamente todo el combustible adicional que necesita para la aceleración y desaceleración.

Quito el riel en el medio porque es espacio. El espacio es enorme y viajarás en línea recta si nada te molesta. Lo más probable es que todo lo que pueda molestarlo sea rastreado, monitoreado y tenido en cuenta en las ecuaciones. Entonces, para ahorrar en materiales, elimina el medio y se enfoca en el principio y el final.

La idea de lanzar contenedores de envío a través del espacio es interesante. Pero, ¿cómo responde esto a la pregunta? OP especifica que los vehículos ferroviarios, a los efectos de la consulta, son vehículos, generalmente varias unidades unidas, conectadas a un riel fijo, en lugar de barcos que viajan libremente . Eliminar los rieles anula el propósito de tener un transporte basado en rieles.
@elemtilas Supongo que si quiere criticar a los vehículos ferroviarios por tener ruedas y debe estar en contacto con un medio físico en todo momento, entonces seguro que no cuenta. Tampoco lo haría un tren de levitación magnética. Estoy proponiendo trenes espaciales. Es como un tren, pero por espacio.
Esta propuesta es, en el mejor de los casos, un cañón de riel. Según los requisitos del OP, debe estar "conectado a un riel fijo", que no es el caso aquí para la mayor parte del viaje (y tenga en cuenta que un maglev está conectado a un riel fijo, a pesar de no tocarlo - en su propuesta, no hay riel).
@Shadowzee: no era mi intención tanto ser quisquilloso como señalar lo que creo que es un defecto básico en la premisa, es decir, no hay rieles reales.
@Surpriser ¿Qué sucede si lo disparo con un riel adjunto? ¿De esa manera está conectado a un riel que está fijado a él? Puede imaginarlo como un cañón de riel, pero imagino un anillo de rieles flotando alrededor del planeta con muchas zonas de lanzamiento y llegada. Después de todo, se trata de un ferrocarril planetario, diseñado para adaptarse al tráfico interplanetario.
Siento que su idea es el método más práctico para pasar masa utilizando un sistema de transporte masivo, no es un ferrocarril, por lo que pierde puntos.

No

Considere la razón para tener redes ferroviarias en la tierra: ciertamente podríamos tratar de empujar vagones de mercancías por tierra sin vías fijas debajo de ellos (y hasta cierto punto, la gente lo hizo), pero esto sería increíblemente engorroso en el mejor de los casos e inviable en su parte. peor, debido a todas las obstrucciones y la fricción con el suelo.

Los raíles proporcionan una superficie lisa y continua que minimiza el esfuerzo necesario para mover objetos a lo largo de ellos (tenemos carreteras en lugar de conducir a campo traviesa por la misma razón).

En el espacio, no hay fricción y prácticamente no hay obstrucciones. Una vez que haya puesto algo en una determinada trayectoria, seguirá ese curso inevitablemente, afectado solo por la gravedad hasta que tome medidas deliberadas para cambiar el curso, por ejemplo, utilizando propulsores.

Los rieles son completamente innecesarios en ese entorno.

Esto ni siquiera toca las dificultades de ingeniería (¿imposibilidades?) que plantea tal construcción. Consulte la respuesta de elemtilas para ver algunos ejemplos.

Sí, para el transporte desde/hasta la órbita

Este concepto se llama Ascensor espacial . La idea básica es un cable que está anclado al suelo en un extremo y se extiende más allá de la órbita geoestacionaria. El extremo exterior se sostiene por la fuerza centrífuga, que también mantiene el cable bajo tensión. Los trepadores (que corresponden a los trenes, si vemos el cable como una especie de raíl) pueden ascender o descender por el cable, ganando/perdiendo velocidad horizontal a lo largo del recorrido.

Sin embargo, esto solo funciona para poner cosas en órbita alrededor del cuerpo al que está anclado, no como una conexión entre diferentes cuerpos.

Daniel Jour mencionó en un comentario que también podría soltar el cable a una altitud superior a la órbita geoestacionaria, lo que podría proporcionar una velocidad adicional lo suficientemente alta como para girar hacia otro cuerpo sin propulsión adicional. Incluso entonces, la mayor parte del viaje se realizaría lejos de los rieles de anclaje.

Si suelta un ascensor espacial a una altitud superior a la órbita geoestacionaria (para una base terrestre), entonces, por supuesto, puede abandonar la órbita terrestre y "girar" hacia otros cuerpos.
Es cierto, he editado mi respuesta en consecuencia.