¿Nave espacial de propulsión mecánica?

¿Es posible tener algún tipo de nave espacial que básicamente funcione con electricidad y se "patee" hacia adelante? ¿O se detendría porque cada fuerza tiene una fuerza igual en la dirección opuesta?

La única forma de propulsión espacial que conocemos actualmente requiere la eyección de una masa de reacción. ¿Esta nave espacial "patea a tope" contra qué? grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/conmo.html
@JacobKrall actualmente ya no está de moda decir que los fotones tienen masa. También se puede desviar el viento solar y empujar contra los campos magnéticos. En esos casos hay una masa de reacción, pero no realmente "eyección" de la misma.
Lo imaginé con algún tipo de resorte en la parte posterior y una mano mecánica que puede patearlo y luego el resorte transferiría esa energía a la nave.
@ Dangz1, su pregunta es sobre la conservación del impulso, y también lo será la respuesta. No está relacionado con la exploración espacial, solo física básica. ¡Y sospecho que en realidad ya sabes la respuesta también! :)
@uhoh Sí, la respuesta está en la pregunta y tiene que ver con la física normal, nada especial sobre el espacio. Por otro lado, si el autor de la pregunta desea saber si es posible "empujar contra el vacío" de alguna manera, debe consultar nuestras publicaciones sobre el disco EM teniendo en cuenta que parece desafiar nuestra comprensión actual de la física y puede que no. ser una forma válida de propulsión (aún no está probado).
En caso de que el barco "expulse" la "mano" después... ¿Un cañón de riel como motor de cohete? Si el EDO-1 yugoslavo realmente alcanzara los 4500 m/s de velocidad de salida, sería un respetable 450 de Impulso Específico. Los otros (como los 3 km / s del ejército de los EE. UU.) No son tan respetables: un cohete muy por debajo del promedio puede hacer 300 en el vacío y con una masa seca mucho menos necesaria.
Vale la pena señalar que la conservación del momento está profundamente arraigada en la física moderna: según el teorema de Noether, es equivalente a que las leyes de la física sean invariantes en la traducción, es decir, iguales en todas partes.
Los impulsores sin reacción violan las leyes de la física, pero los impulsores sin masa de reacción no . ¿Consideraría que una asistencia por gravedad (sobrevuelo) sea propulsada mecánicamente?
@gerrit, ¿quién dice que una asistencia de gravedad no reacciona? estás "expulsando" toda la masa del planeta, a muy baja velocidad. No existe una regla de que el propulsor debe comenzar unido a la nave espacial, pero tiene que existir, en alguna parte.
@PcMan Una asistencia de gravedad no es sin reacción, pero sí sin reacción. No se expulsa masa de la nave espacial. Creo que es un poco exagerado considerar esto como expulsar toda la masa del planeta, pero si quieres llamarlo así, adelante.
@gerrit, todo el planeta es empujado hacia atrás, su órbita cambia (en una cantidad mínima, debido a la relación de masa, por supuesto).
@PcMan Lo hace, pero no lo llamaría masa de reacción, por lo que entendería una masa transportada en la nave espacial. No es un propulsor.
@gerrit, entonces tendría que descartar una gran cantidad de posibles unidades. Velas solares, tirachinas de gravedad, impulsores magnéticos, incluso impulsores de fotones (¡como si tuviéramos una fuente de energía adecuada para eso!). todos estos todavía funcionan por conservación del impulso, empujando una pieza de masa hacia atrás para que el resto del cohete sea empujado hacia adelante.

Respuestas (3)

Se detendría debido a la regla de la fuerza igual y opuesta (también conocida como conservación del impulso).

En la superficie de la tierra, es posible tener una máquina autopropulsada para patear traseros al tener una fase lenta de "manivela" que se alterna con una "patada" abrupta. Durante la cuerda, la fricción estática con la superficie del suelo mantiene el vehículo en su lugar, pero la fase de patada puede romper el umbral de fricción. Sin embargo, el impulso del sistema de (tierra + vehículo) permanece conservado, y en última instancia utiliza la gran masa de la Tierra como un "sumidero de impulso".

En el espacio, sin suelo contra el que apoyarse, la máquina de patear traseros no va a ninguna parte.

Se ha intentado: en.wikipedia.org/wiki/Dean_drive pero esas malditas leyes de la física se interponen en el camino.
Entonces, ¿el documental de Queen sobre lo que hace que el mundo gire estuvo cerca, pero un poco inexacto?
Estoy tratando de imaginar esta máquina: una masa (el trasero) está "de pie" y la otra masa (el pateador) sobresale hacia un lado; cuando se juntan, todo se mueve en la dirección del pateador y no en la dirección de la patada? Esto suena de alguna manera familiar, ¿ya hay algo que hace esto, un juguete, un animal o algo así?
No estaba pensando en ninguna implementación del mundo real en particular. Si levantara lentamente una "bota" de péndulo rígido y luego la soltara para balancearse contra el "trasero" que descansa en el suelo, creo que el movimiento neto sería en la dirección de patada.
Esta es la explicación newtoniana, pero se equivoca en escalas más exóticas. Creo que se reduce a: ¿Es la gravedad más débil que la electricidad?
Ya veo, estaba usando un resorte, ¡estás usando la gravedad! Ahora quiero construir o al menos animar ambos. Si solo tuviera un poco de talento, el motor de Física en Blender podría hacer esto inteligentemente.
@DigitalDesignDj: ¿quién es "él" (¿Russell?) y por qué está equivocado en escalas más exóticas? La conservación del momento es equivalente a la invariancia bajo traslaciones en el espacio. (Es decir, si las leyes de la física son las mismas en todas partes, el impulso se conserva en todas partes). Esta es una propiedad matemática fundamental (teorema de Noether), y las "escalas exóticas" no entran en juego. Si bien esas escalas afectan las leyes de la física en sí mismas, no las hace dependientes de la ubicación.
Siempre estoy un poco desconcertado cuando una pregunta sobre máquinas eléctricas para patear traseros obtiene respuestas sobre cables de miles de millones de millas o cilindros que giran relativísticamente, yo mismo.

Si usó 1.000.000 de metros cúbicos de acero para crear un cable de 1 mm² que abarque una gran distancia de 1000 millones de km, podría arrastrar una nave espacial a lo largo de él.

Sin embargo, no es muy práctico y el cable puede ser inestable o romperse. Sin embargo, SI funcionara y pudiera obtener algo así como 70 000 N (~ 70 kg en la Tierra), eso sería bastante bueno.

Siempre necesitaría tener una nave espacial en ambos sentidos para mantenerla estable y cada nave tendría que compartir la carga máxima con todas las demás.

¿Como un telesilla espacial?
No parece ni cerca de ser práctico: 70.000 N no acelerarán ese billón de kilómetros de cable a una velocidad medible, y mucho menos la nave espacial unida al final.
El cable orbitaría alrededor del sol. El barco tiraría del cable usando, digamos, un par de ruedas. No digo que funcione, solo mi mejor suposición para la propulsión mecánica. Creo que es muy similar/igual que las ataduras espaciales. Por cierto, 70000 N es mucho en el espacio cuando se aplica durante muchos días.

Dependiendo de lo que cuente como 'mecánico', podría considerar el Proyecto Orión. (Técnicamente, una bomba nuclear usa energía nuclear, no mecánica, pero sería 'empujada' por la explosión)

Básicamente, detona una bomba nuclear y úsala para propulsarte. Así que una patada muy caliente en el trasero.

http://99percentinvisible.org/article/retro-rockets-nuclear-explosion-powered-spaceships-atomic-age/

No utiliza electricidad para la propulsión, y expulsa una columna de escape muy caliente, muy radiactiva y de movimiento muy rápido detrás de él en pulsos. Esencialmente, es solo un tipo inusual de cohete, en lugar del modo único que describe el OP.
¿A qué te refieres con "No usa electricidad para propulsarse"? Y esa es una evaluación justa de esta respuesta.
El hecho de que, a lo sumo, utilice la electricidad para una cosa muy menor (posicionar las cargas nucleares), no es la fuerza motriz primaria. La propulsión propiamente dicha es totalmente nuclear-térmica.
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