¿La velocidad terminal juega un papel importante cuando se lanza desde la Tierra?

Como se mencionó en la pregunta ¿ Subir a velocidad terminal minimiza las pérdidas? ¿Pero por qué? ¿Y "de qué"? La velocidad terminal es importante cuando se lanzan naves espaciales desde Kerbal (Game Kerbal Space Program ) . La pregunta tiene una respuesta que sugiere "Sí, sí importa", pero las matemáticas están por encima de mi cabeza y no hace referencia a ningún lanzamiento desde la Tierra.

¿Los lanzamientos desde la Tierra intentan acelerar a la velocidad terminal o cerca de ella? ¿Qué tipo de impacto en la vida real tiene el consumo de combustible?

Respuestas (2)

No, los lanzamientos no apuntan específicamente a la velocidad terminal. Apuntan a una trayectoria optimizada que minimiza el propulsor total requerido para contrarrestar tanto la resistencia atmosférica como las pérdidas de gravedad en el camino a la órbita.

Si su único objetivo fuera ganar altitud, iría directamente hacia arriba y, aunque la resistencia es importante, intentaría rastrear su velocidad terminal en la densidad actual. Sin embargo, si está tratando de llegar a la órbita, la ganancia de altitud es una parte relativamente pequeña de su problema. Un cohete pequeño llevará una carga útil dada a la altitud orbital (y luego volverá a caer).

irás al espacio hoy, y luego regresarás rápidamente

Necesitará un cohete mucho, mucho más grande para llevar esa misma carga útil a la velocidad orbital también. Un vehículo de lanzamiento comenzará a cabecear casi inmediatamente después de despejar la torre para comenzar a ganar velocidad horizontal, momento en el cual la optimización de la velocidad terminal es irrelevante.

La mecánica orbital tuvo mucho más sentido cuando me di cuenta de que se trataba de ir rápido y no de ir alto .
@corsiKa Me encanta este "qué pasaría si" xkcd: what-if.xkcd.com/58
Gracias por el enlace. Ahora estoy obligado a incluir una caricatura.
¿La proporción de propulsor que se destina a superar la resistencia atmosférica es un número típico?
Estoy seguro de que tal número podría derivarse, pero no sé cuál es. Dependería de la relación peso-empuje del vehículo de lanzamiento y su coeficiente balístico. Necesita alrededor de 9,1 a 9,5 km/s de espacio libre equivalente Δ V para llegar a una órbita de 7,8 km/s. Entonces, los 1,3 a 1,7 km/s adicionales son para cubrir la pérdida de gravedad, el arrastre de la atmósfera y la ganancia de altitud.

La trayectoria más eficiente (que incluye un perfil de velocidad) depende de muchos factores. Pasar el menor tiempo posible luchando contra el arrastre de la gravedad es generalmente algo bueno, pero hay límites. Arrastrar es uno de esos límites.

La resistencia aumenta con el cuadrado de la velocidad. Entonces, en algún momento, ir más rápido será menos eficiente que ir más lento. Esto depende de muchos factores y probablemente no sea la velocidad terminal.

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