¡Sí! ¡Y lo haré violando totalmente el espíritu de baja tecnología de su pregunta!

La mayor parte del desafío es tu deseo de ir a Marte. Marte está muy lejos. Si fueras a la luna desde la Tierra, entonces estoy bastante seguro de que estarías bien. ¿Pero un viaje tan lejos, con este tipo de desafío? ¡No atrae!

Aquí está la clave: ¡sin electricidad no significa que no haya comodidades! Déjame llevarte a los viejos tiempos de la ciencia ficción, cuando los cálculos se hacían a mano porque no había computadoras ni paneles solares. Heinlein clásico. ¡Cohetes atómicos!

Lo que quieres es un cohete nuclear bimodal . Los reactores nucleares en realidad no necesitan electricidad para funcionar. Claro, facilitan las cosas, pero en realidad puedes mover las barras de control hacia adentro y hacia afuera con mecanismos manuales. Los cohetes nucleares son tecnología con décadas de antigüedad; casi tan antiguo como los propios reactores nucleares, que son anteriores a los sistemas de control electrónico.

Un cohete nuclear te dará un empuje excelente (necesario para mover toda la basura estúpida que necesitas en lugar de usar equipos eléctricos y electrónicos) y un buen impulso específico (por lo que no necesitarás demasiado combustible y no necesitarás tomar un viaje largo, aburrido, lento y probablemente fatal). Realmente, simplemente giras un poco las barras de control, y giras un poco la válvula de flujo de combustible, y woosh . Necesitará un buen cronómetro, un buen sextante espacial y probablemente una o dos reglas de cálculo. El control cuidadoso de la temperatura central (¡no necesita componentes electrónicos!) y la sincronización de las quemas del motor cuidadosamente precalibradas lo llevarán a donde necesita ir. Heinlein estaría muy orgulloso de ti.

Sin embargo, un simple cohete nuclear no llegará hasta Marte. Estarás haciendo dos quemados... inyección en tu órbita de transferencia e inyección en la órbita marciana. Tal vez una corrección a mitad de camino porque estás volando por el asiento de tus pantalones y no afinaste tu inyección inicial lo suficientemente bien. El resto del tiempo su cohete permanecerá inactivo, por lo que también puede traer un cohete nuclear que pueda reconfigurarse para operar como un viejo reactor nuclear térmico cuando no esté generando empuje y hacer uso de todo ese uranio.

Dado un suministro de refrigerante caliente de su reactor, de repente tiene acceso a procesos químicos que requieren cantidades decentes de calor. Uno de estos procesos es el lavado con dióxido de carbono , mediante el cual puede regenerar su medio absorbente de CO ₂ calentándolo mientras lo expone al vacío, lo que hace que todos los desechos absorbidos se desgasifiquen. ¡No se necesita fuerza muscular! Puede generar vapor caliente a alta presión para usar en un sistema de control de reacción . Demonios, si realmente quisieras ir todo gonzo steampunk, puedes usar un motor impulsado por vapor para hacer girar una centrífuga de gravedad artificial.

Tiene un suministro de calor listo para cocinar y esterilizar cosas o destilar y recuperar agua de sus productos de desecho biológico.

La iluminación tiene fácil solución: ¡el sol! Tu barco estará a plena luz del sol durante casi todo el viaje. Puede instalar grandes paneles reflectantes de Mylar en el exterior, enfocando la luz a través de las ventanas del casco. Será lo suficientemente brillante para todas tus necesidades... de hecho, necesitarás traer algunos postigos o cortinas porque querrás algunos lugares oscuros para dormir bien. Para emergencias, y para cualquier ocasión de salida o llegada en la que un planeta le proteja del sol, considere las luces beta . Durarán más que lo suficiente para su vuelo, y se pueden hacer en una variedad de colores y tamaños, y se ajustan al tema nuclear.

(Podrías hacer doble trampa si usas un reflector grande como heliógrafo y un telescopio para vigilar la tierra en busca de señales de retorno de láser intermitentes. Comunícate a través de Morse, haz que el control de tierra haga tus cálculos por ti. No es esencial, pero, ya sabes , ¡siento que tengo que señalar oportunidades adicionales para romper el espíritu de las reglas!)

Sí

Puedes reemplazar todo con una reacción química o fuerza muscular.

• Ventilación: músculos

• Depuradores de CO ₂ : músculos + química

• Oxy: más tanques.

• Calor: química

• Luces: química

• Computadoras: máquinas Babbage + sextantes (aunque este es mucho más difícil de tragar, probablemente podrías hacerlo)

¿Por qué diablos querrías hacerlo?

Jack Ryan : ¿Podrías lanzar un ICBM horizontalmente?

Skip Tyler : Claro. ¿Por qué querrías?

( La caza del Octubre Rojo )

¿Tienes toda la tecnología moderna pero quieres una nave que sea equivalente a un Kon Tiki interplanetario ? ¿Por qué? ¿Por qué, por qué, por qué, por qué? Sería más fácil justificar un sistema de generación de energía de manivela que esto. Incluso Benjamin Sisko tenía energía solar . Supongo que podrías escribir "¡Los adolescentes salvan el mundo otra vez!" historia sobre algunos niños que descubren cómo entrar en órbita y llegar a Marte sin la ayuda de la electricidad (o adultos educados/experimentados), pero ¿por qué?

En realidad, no creo que sea posible construir el barco sin electricidad. No creo que se pueda fabricar ni siquiera el revestimiento del casco con las especificaciones requeridas para un vuelo espacial seguro sin electricidad. O los trajes espaciales. O los tanques de oxígeno. O algo más. Pero, técnicamente, eso no es lo que preguntaste.

Sin embargo, creo que el peso requerido para reemplazar todas las cosas que requieren electricidad sería astronómico. Debe transportar los productos químicos que se utilizan para la iluminación, el calor, la ignición, etc. Esos productos químicos se consumen. Eso significa peso, y mucho, al comienzo de la misión. Y había que sacar todo ese peso del pozo de gravedad de la Tierra.

Y tendría que ser un viaje muy lento porque sin computadoras decentes tienes que resolver todo a mano. Incluso una máquina Babbage (¡muy pesada!) no puede hacer mucho, tan rápido (¡manivela manual!). Eso significa correcciones de curso lentas y suaves. El cielo te ayude cuando llegue el momento de bajar a Marte. Pero supongo que podrías tirar de un Felix Baumgartner y lanzar todo en paracaídas desde una órbita baja (órbita muy baja... como en "no te dejes golpear por la nave espacial en llamas en tu camino hacia abajo" en órbita baja).

Y considerando lo que se necesita para hacer las cosas de espacio limitado que hacemos hoy (con electricidad), espero que sus pasajeros sean las personas más afortunadas de la historia y buenas personas que asisten a la Iglesia.

¿Por qué diablos harías esto?

Oh, sí... algún idiota con más dinero que el sentido común quiere ganar una apuesta. Increíble. Apuesto a que la apuesta fue por un dólar entero .

EDITAR: Por cierto, creo que el verdadero problema es si su traje espacial tiene suficiente oxígeno para caminar entre el lugar donde aterrizó en Marte y el lugar donde aterrizó su equipo.

Es posible

y ni siquiera necesita ingeniería especial o nueva.

No tendré en cuenta:

• cómo pones tu vehículo en órbita alrededor de la tierra
• cuál es el propósito/motivación de esta misión
• la financiación
• si se utilizó electricidad para fabricar el vehículo

Motor de cohete:

Puede utilizar el principio básico de cualquier motor de cohete que se utilice actualmente. Solo sería necesario cambiar las electroválvulas eléctricas por unas mecánicas/hidráulicas. El sistema hidráulico de su nave espacial puede ser alimentado por reacción química (el combustible de su cohete) o puramente mecánico.

Control de dirección:

La maniobra es fácil. La vectorización de empuje, impulsada por su sistema hidráulico, será su mecanismo de dirección grueso con propulsores de gas frío (gas comprimido) para ajustes finos. Así es como lo hacen la mayoría de las naves espaciales/cohetes en la actualidad.

Encendiendo

Su fuente principal probablemente será la luz del sol, con reflectores simples para iluminar ciertas áreas. Si el sol tiene un día libre y decide no emitir luz puedes usar reacciones químicas/algas/fosforescencia.

Soporte vital aéreo

Los depuradores de carbono necesitan calor que se puede producir con reacciones químicas o utilizar el calor residual de otros componentes de la nave, por ejemplo, el motor de un cohete.

Deposito de basura

Solo tíralo, no hay reglas sobre tirar basura fuera de la órbita terrestre.

Alimento:

Puede tener alimentos no perecederos, pero también puede usar un refrigerador. Hay frigoríficos de gas para acampar bastante baratos que puedes comprar en Amazon, ¿por qué no uno de esos en tu nave espacial?

Agua:

La filtración del agua se puede hacer por destilación y filtros que solo necesitan calor o presión. La presión puede ser creada por la fuerza mecánica bruta.

Navegación

Muchos gráficos de búsqueda para la mayoría de las situaciones/maniobras posibles y una calculadora mecánica/computadora para cálculos manuales.

Comunicación

Pero, ¿por qué molestarse en hacer matemáticas? Tus astronautas Amish son geniales para eso. Puede usar haces de luz enfocados y código Morse (o un lenguaje más especializado en misiones) para comunicarse con alguien (en la tierra/en órbita terrestre) que le proporcione información. Y ten en cuenta que tu rico loco probablemente quiera estar en contacto con la nave espacial para saber cómo va todo.

Información general:

• Tu nave espacial será pesada y grande porque necesitarás llevar mucho combustible adicional para reemplazar la electricidad.
• La potencia mecánica se puede crear fácilmente con una máquina de vapor (impulsada por combustible para cohetes) o un motor esterlina que puede usar calor para generar potencia mecánica.
• Los sistemas mecánicos son más propensos a desgastarse, ¿así que tal vez tenga algunos repuestos?
• la mayoría de los sistemas/componentes eléctricos tienen una alternativa/precursora mecánica directa, pero en la mayoría de los casos son más grandes y menos eficientes.
• Incluso puede automatizar todo su sistema con un reloj preciso y disparadores mecánicos como cuerdas/cables.
• Si solo desea entrar en cualquier órbita alrededor de Marte, ni siquiera necesita ser tan preciso con sus maniobras.
• Su nave espacial se ensamblará a partir de múltiples módulos (debido al tamaño y peso) si desea utilizar cualquiera de los lanzadores actualmente disponibles (y planificados). (Poner las cosas en órbita es más difícil que llegar a otra órbita)

Control de dirección del motor de cohete

Ambos son procesos químicos. Si bien usamos la electrónica para controlarlos, no hay ninguna razón por la que no pueda usar cosas mecánicas como válvulas. El resultado podría sonrojar a Rube Goldberg, pero no es imposible.

Encendiendo

Hay una gran planta de fusión en el centro del Sistema Solar que produce luz constantemente. Si quieres luz, puedes usar ventanas y espejos (para concentrar la luz donde la necesitas).

Además, las lámparas de combustibles fósiles funcionan.

Soporte vital aéreo

De la misma manera que lo maneja ahora, solo que sin controles eléctricos. Esto podría inclinarse más hacia el uso de plantas, ya que las ventanas las mantendrán produciendo oxígeno las veinticuatro horas del día. Pero podrías usar productos químicos en su lugar.

Deposito de basura

Compóstelo o incinere. Tal vez incinerar y luego compostarlo.

Alimento

Plantas en un invernadero. Tal vez algunos animales. Congelar seco o puede rellenar. Tenga en cuenta que si el material comienza frío y luego se expone al espacio, permanecerá frío. Tire de él según sea necesario.

Albert Einstein fue coinventor de un refrigerador alimentado por calor . No tiene mucho sentido en nuestro mundo, pero fue diseñado para un mundo sin electricidad.

Agua

Mira los invernaderos de agua de mar . Estos utilizan la luz solar para evaporar el agua y luego condensar agua limpia del vapor. Este proceso no utiliza electricidad y se puede utilizar con aguas residuales en lugar de agua de mar.

Todo esto puede desperdiciar espacio más de lo que elegiríamos, pero hay mucho espacio. Con suficiente dinero y combustible, se puede mover cualquier cantidad de masa.

Si tiene un problema con el calor, puede irradiarlo. La conducción y la convección no funcionarán, pero la radiación sí. Esto sucederá naturalmente. Si eso no es lo suficientemente rápido, puede llevar hielo (fuera del barco) y llevarlo al barco para que se enfríe. Vierta el vapor caliente para deshacerse del calor inmediatamente.

Si tienes demasiado frío, quema combustibles fósiles. Estás en el espacio. Más problemas para obtener dióxido de carbono que para deshacerse de él.

Sí, pero solo si no se necesita una cita.

Rendezvous acerca dos naves espaciales en órbita, posición y velocidad. El acoplamiento es el contacto físico real entre dos naves espaciales. A menos que la nave espacial ya estuviera junta (p. ej., la maniobra Apollo TDE), debe reunirse antes de poder atracar.

¿Qué tan cerca necesitas llegar a la cita? Wikipedia afirma que la última fase antes del atraque es de 100-10 m. El primer hombre en realizar una cita exitosa, Wally Schirra, declaró:

Alguien dijo... cuando llegas a menos de tres millas (5 km), te has reunido. Si alguien piensa que ha logrado una cita a las tres millas (5 km), ¡diviértase! Fue entonces cuando empezamos a hacer nuestro trabajo. No creo que el encuentro termine hasta que te detengas, completamente detenido, sin movimiento relativo entre los dos vehículos, en un rango de aproximadamente 120 pies (37 m). ¡Esa es la cita! A partir de ahí, es el mantenimiento de la estación. Ahí es cuando puedes regresar y jugar el juego de conducir un automóvil o conducir un avión o empujar una patineta, es así de simple.

Aunque hay muchos ejemplos de acoplamiento manual , ningún encuentro ha tenido éxito sin una computadora electrónica avanzada . Los cálculos necesarios para la cita son tan complicados que Buzz Aldrin obtuvo su doctorado en el MIT en 1963 sobre el tema. Ni siquiera las computadoras a bordo de Apollo tenían el poder de procesamiento para realizar estos cálculos; en cambio, fueron realizados por mainframes de IBM en Houston, y luego los parámetros se transmitieron por radio a la nave espacial. Sin electricidad, no habrá computadoras centrales, ni radar, ni comunicación con la nave espacial. Ninguna "computadora de relojería" (o cálculos manuales) podrá realizar estos cálculos.

Evidencia de apoyo de que ninguna cita ha tenido éxito sin una computadora:

• Los soviéticos intentaron reunirse dos veces con Vostok y fracasaron. Vostok 3 y 4 fueron en 1962, y Vostok 5 y 6 fueron en 1963. Vostok carecía de propulsores de maniobra para ajustar su órbita para que coincidiera con la de su gemelo. Las distancias de separación iniciales estaban en el rango de 5 a 6,5 ​​kilómetros (3,1 a 4,0 millas) y divergieron lentamente a miles de kilómetros (más de mil millas) en el transcurso de las misiones.

• El astronauta estadounidense Jim McDivitt intentó maniobrar su nave Gemini 4 para encontrarse con la etapa superior del vehículo de lanzamiento Titan II gastado el 3 de junio de 1965. Aunque pudo hacer contacto visual con el objetivo, la cita falló. Estaba en órbita detrás del objetivo, y asumió que empujar hacia el objetivo los uniría. La mecánica orbital no funciona de esa manera, y empujar hacia el objetivo simplemente los hizo más separados.

• El primer encuentro exitoso ocurrió el 15 de diciembre de 1965 cuando Schirra maniobró la nave espacial Gemini 6 a 1 pie (30 cm) de su nave hermana Gemini 7.

  Schirra puso la computadora de Gemini 6A a cargo de la cita.

• El primer encuentro con el acoplamiento fue Gemini 8. "A las 55 millas náuticas (102 km) le dieron a la computadora el control automático".

• El primer acoplamiento no tripulado fue el Cosmos 186/188 soviético y estaba automatizado.

• Soyuz 2/3 tenía el sistema de encuentro automatizado Igla. Intentó el acoplamiento manual y falló.

• Soyuz 4/5 también tenía el sistema de encuentro automatizado Igla. Tuvo éxito y dos cosmonautas intercambiaron vehículos.

• Durante los primeros años del desarrollo de Apolo, Von Braun y otros funcionarios impulsaron el enfoque "directo" con una sola nave espacial haciendo todo el viaje, argumentando que no había forma de que un módulo de aterrizaje que ascendiera desde la superficie lunar pudiera reunirse con una nave espacial en lunar. orbita. Citando una entrevista con Robert Gilruth , el primer director del MSC en Houston:

  DeVorkin: En el descenso directo necesitabas un enorme refuerzo. En el encuentro de la órbita terrestre, necesitabas dos lanzadores Saturno para encontrarte en órbita. En el encuentro con la órbita lunar, solo necesitabas un lanzador de Saturno, pero tenías que tener, corrígeme si me equivoco, habilidades extremadamente afinadas para hacer navegación celestial , porque el encuentro con la órbita lunar se estaba realizando a la mayor distancia, ¿ era el camino critico Lo más difícil de conquistar.

  Gilruth: Pero eso tenía navegación a bordo.

  DeVorkin: ¿Ya se había desarrollado? ¿Hasta qué punto estaban las computadoras listas y disponibles?

  Gilruth: Bueno, eso es cierto, nosotros fuimos las personas que creamos IBM. No hay duda al respecto. Adelantamos diez años la era de las computadoras con Apollo, porque realmente usamos IBM y las construimos para hacer este programa.

  ...

  DeVorkin: Volvamos atrás y hablemos de su comentario sobre IBM y cómo la NASA hizo de IBM lo que es hoy.

  Gilruth: Creo que diría que tenían mucho talento. Habrían tenido éxito sin importar qué, pero los ayudamos al darles un proyecto tan desafiante como lo fue Apollo, que requirió lo máximo en desarrollo de computadoras. No soy un experto en informática, aunque tuve muy buena gente en ese trabajo. Sin esas computadoras, nunca hubiéramos podido resolver todas esas ecuaciones en tan poco tiempo, que pudiéramos dirigir estas cosas a las órbitas adecuadas.

• La maniobra de transposición/acoplamiento/extracción (TDE) de Apolo comenzó con la nave espacial ya emparejada en posición y velocidad. La separación máxima era de solo 150 pies, por lo que no es una cita. Sin embargo, se hizo manualmente.

• La inyección translunar Apolo y la inyección trans-Tierra no son una cita (no hay una segunda nave). Además, sus parámetros fueron calculados por computadoras en el control de la misión, incluida la quema manual del Apolo 13 .

• La película Apolo 13 muestra algunos cálculos manuales. Esta fue una rotación de los dos sistemas de coordenadas de la nave espacial, por lo que los ángulos del cardán podrían transferirse de una nave espacial a otra. Los ejes X apuntan en direcciones opuestas, y los ejes Y/Z giran porque no pudieron alinear perfectamente los ángulos de balanceo de las dos naves espaciales al acoplarse. Estos cálculos no tenían nada que ver con calcular la trayectoria, el empuje o cualquier otra maniobra de la nave espacial. El hecho de que hayas visto a un montón de tipos haciendo cálculos con reglas de cálculo no implica que todos los cálculos de naves espaciales se puedan hacer de esa manera.

• Soyuz y el transbordador espacial usaron computadoras para reunirse con otras naves espaciales.

Otras respuestas han argumentado que los otros sistemas de la nave espacial son factibles. Sin embargo, ninguna computadora mecánica o cálculos manuales le permitirán encontrar dos naves espaciales. Por lo tanto, debe diseñar su nave espacial en consecuencia.

No tengo una respuesta completa, pero hay una cosa importante que la mayoría de las otras respuestas han pasado por alto:

Para comunicaciones / computación, estaba pensando en fotónica, también conocida como https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_computing , si podemos alimentar láseres sin electricidad. Quizás la desintegración radiactiva podría bombear átomos a un estado excitado, listos para la emisión estimulada. O luz brillante de una fuente térmica.

Otros problemas no resueltos: transductores para entrada y salida:

• dejar que la lógica fotónica controle los motores y otras cosas físicas directamente
• obtener la entrada del sensor

Los micrófonos deberían ser relativamente fáciles; suena y modula el ángulo o la posición de un espejo que cambia donde se refleja la luz, o cambia qué longitud de onda resuena en una cavidad óptica.

Recibir comunicaciones digitales por láser debería estar bien. Pero la imagen de la cámara es menos obvia.

Definitivamente, la parte más difícil son las salidas físicas, sin electricidad real para crear fuerzas eléctricas o magnéticas. La luz no tiene mucho impulso. Es posible que necesitemos humanos para presionar botones cuando ven luces.

Apuntar un láser de comunicación podría ser posible con algún tipo de técnica de matriz en fase en la que apuntar se basa en la fase de la luz, no en el movimiento físico de los componentes ópticos.

La luz es una onda electromagnética (y/o una partícula separada), pero si cuentas esto como "electricidad", creo que también tendrías que contar los campos eléctricos en los procesos químicos.

La fuerza electromagnética es una de las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza (frente a la gravedad y las fuerzas nucleares fuerte + débil), por lo que no es como si pudieras evitar tener algo que ver con ella, si quieres que la materia no pase a través de otra materia.

Vayamos realmente retro y propongamos una nave espacial impulsada por vapor. Una planta de energía nuclear genera vapor y el vapor se usa directamente para cosas como cocinar, indirectamente mediante turbinas giratorias para hacer circular el aire o a través de la transferencia de calor.

En cuanto a la iluminación, estás en el espacio y el sol siempre está visible. Asegúrate de que tu nave espacial tenga ventanas.

No

¿Por qué?
Porque necesita computadoras para controlar la nave, porque necesita mediciones precisas en tiempo real de la posición y orientación de la nave en el espacio, y porque necesita sincronización de alta precisión para disparar sus cohetes.

Cuando estás en la órbita terrestre baja, vas bastante rápido, aproximadamente una vuelta a la Tierra en 90 minutos. En otras palabras, te mueves por la superficie de la tierra a 4° por minuto, o 4 minutos de arco por segundo.

Desde esta órbita, debes entrar en una órbita de transferencia que te lleve hacia Marte. Esto se hace acelerando en el momento justo de tu órbita, haciéndola tan elíptica que se convierte en una parábola, o incluso en una hipérbola. Para llegar a Marte, necesitas una hipérbola dentro del sistema de referencia de la Tierra que se convierte en una elipse alrededor del Sol cuando dejas el campo gravitatorio de la Tierra. El punto más alejado del sol de esta elipse debe estar en la órbita de marte, y debes llegar a ese punto más lejano exactamente cuando lo hace marte. Así es, enciendes tu motor, obtienes tu dirección y luego flotas más de 500 millones de kilómetros a través del espacio durante más de medio año, y esperas llegar justo en el momento y lugar correctos.

La dirección con la que abandonas la Tierra depende de cuándo enciendes tus motores dentro de tu órbita . Dispare un segundo demasiado tarde o demasiado temprano y su curso se desviará por 4 minutos de arco. Es decir, llegarás unos 4 minutos de arco a la órbita de Marte antes o después de que Marte esté en tu punto de encuentro. La órbita de Marte tiene un radio de 230 millones de kilómetros, por lo que son 4 minutos de arco$230\cdot10^9m \cdot 2\pi \cdot\frac{4}{360\cdot60} \approx 268\cdot10^6m$, es decir, te has perdido Marte aproximadamente por un segundo luz.

Del mismo modo, la orientación de la nave cuando se encienden los motores debe ser correcta en unos pocos segundos de arco como máximo, cuanto más precisa, mejor. Por supuesto, puede medir su orientación con medios manuales, pero mientras sus astronautas trabajarán para calcular el tiempo y la duración correctos del disparo, se moverán dentro de su nave e introducirán un error significativo en su orientación.

Las misiones apolo tenían dos computadoras de vuelo a bordo ( https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer ), una en el módulo de comando y otra en el módulo de aterrizaje. Cada una de estas bestias pesaba 32 kg, y no se incluyeron porque era muy moderno volar con guía electrónica, se incluyeron porque eran imprescindibles . Tienes que tener una muy buena razón para llevar 64 kg de masa inerte cuando haces un vuelo en cohete a la luna y de regreso. Y esa razón fue el control preciso de los motores de los cohetes para que los astronautas realmente llegaran a donde se suponía que debían ir.

Creo que la mayoría de los problemas relacionados con una nave espacial no eléctrica se han abordado... para casi todas las tecnologías eléctricas en uso en una nave espacial, existe una alternativa no eléctrica.

Sin embargo, debatiría que una calculadora basada en fotónica es una tecnología verdaderamente moderna. Cierto... Se han producido algunos módulos de circuitos fotónicos, pero no estoy de acuerdo con que la tecnología esté lista para su uso en el espacio a partir de ahora.

Entonces, si bien podemos tener sistemas de control químico y de luz reflejada, y mecánicos e hidráulicos/neumáticos, un procesador fotónico está yendo un paso más allá de la tecnología actual.

Sin embargo, no todo está perdido. Existe al menos una tecnología alternativa que puede sustituir: Rod Logoc y Fluidics. De los dos, la fluídica ya se ha utilizado para construir circuitos funcionales y también se ha demostrado que se puede reducir.

Una computadora fluídica es esencialmente un bloque de compuertas de forma especial, dentro de las cuales se bombea un fluido, como un líquido o un gas. La forma de las compuertas determina el comportamiento; además de la entrada y salida de datos y la bomba de fluido, no hay partes sólidas en movimiento, solo fluido en movimiento, por lo que la fluídica es muy confiable. También son mucho menos susceptibles a la interferencia electromagnética externa que la electrónica.

En cuanto a la bomba de fluido, podría ser de propulsión química, impulsada por un motor Stirling que opera entre los lados iluminados y sombreados de la nave espacial, o incluso con manivela.

Su problema se puede dividir en dos partes, llegar y sobrevivir al viaje.

Llegar allí

La mayoría de los sistemas de propulsión "exóticos" requieren mucha electrónica para su control, o simplemente se basan en efectos eléctricos. Siguiendo con el nivel tecnológico de 2019, lo que se usa hoy en día para las naves espaciales comerciales debería ser su mejor opción.

La mayoría de los barcos utilizan motores de cohetes de combustible líquido. Esos son eficientes para el largo alcance, pero tienen algunas advertencias para su misión: requieren un control fino de la quema si no quiere que exploten, y las cantidades masivas de combustible y oxidante requieren bombas bastante grandes, que necesitarán ser eléctrico en una nave espacial. El otro problema con este enfoque es que a este tipo de motor no le gustan los reencendidos, y probablemente necesitará hacer muchas correcciones durante el viaje.

Tu siguiente opción es la hipergólica, es menos eficiente y también necesita bombeo, pero al menos el control es muy sencillo y se puede hacer por medios mecánicos. Puede hacer el bombeo haciendo que el gas comprimido empuje los líquidos; no servirá para la gran quema de inyección transmarciana y la captura, pero probablemente estaría bien para las quemas de corrección a lo largo del viaje.

Para la quema grande, iría con el más aterrador de todos: refuerzos sólidos. Esos pueden encenderse a través de una mezcla hipergólica, y una vez que comienzan a arder, no se necesita control porque no hay forma de controlarlos; se queman hasta que se agotan.

Entonces, utilizando un enfoque por etapas, tendría una primera etapa sólida para la inyección transmarciana, seguida de una segunda etapa hipergólica para correcciones a mitad de camino y una etapa sólida final para la captura de Marte.

Como no tendrá una computadora de control ni nada que pueda compensar la confianza asimétrica, deberá tener uno de cada uno, perfectamente alineado con el centro de su nave.

También deberá calcular sus quemaduras con la mayor precisión posible. El más crítico es el de inyección transmarciana, es el más largo y también el que tiene un mayor potencial para arruinar toda tu misión si se hace mal. Como comenzará por una órbita ya conocida alrededor de la Tierra, también es más fácil de calcular; incluso puede precalcularlo usando una computadora si las reglas lo permiten.

Sus motores deberán reducirse para que se quemen lentamente durante mucho tiempo. Un piloto sentado en la parte delantera de la nave utilizará un buscador óptico para alinear la nave con una estrella y dirigirla si se desvía de su rumbo; cuanto más lento sea el encendido, más fácil será alinear la nave.

Para el control de actitud, también podría tener propulsores hipergólicos como la mayoría de las naves espaciales, pero a menos que estén perfectamente equilibrados, también lo impulsarán fuera de curso. Un volante en un cardán es la opción perfecta. Sus 24 tripulantes pueden poner sus músculos a trabajar; oriente el flyweel en la dirección correcta, comience a girarlo y observe cómo su nave gira en sentido contrario hasta que encuentre la orientación correcta.

La navegación no debería ser tan difícil, pero necesitará mucho tiempo de regla deslizante. Observa los planetas, encuéntralos en tablas precalculadas y descubre qué tan bien lo estás haciendo. Corrija su curso en consecuencia.

Sobreviviente

Lo más fácil primero: no se moleste con un sistema de reciclaje, solo traiga suficiente agua y alimentos bajos en residuos para durar el viaje. Sin embargo, deberá mantenerlo a bordo. Cualquier cosa que expulses de la nave alterará tu rumbo si lo haces con un poco de fuerza, o simplemente se quedará si no lo haces, rodeándote de una nube de residuos que nublará tus ventanas y dificultará todas tus maniobras. También alteraría la masa de la nave de forma impredecible, así que será mejor que la lleve consigo.

Para calentarse, puede hacer lo mismo que Mark Watney y traer algunos gránulos de plutonio, que irradiarán suficiente calor para mantener su nave a una temperatura razonable. No querrás estar demasiado caliente para evitar que la gente sude, el agua se mantiene mejor dentro de sus cuerpos.

Otra consideración es la ropa. No podrás lavarlo así que harás como la ISS y traerás suficiente ropa limpia para toda la tripulación.

La calidad del aire será más complicada; puede hacer lo que hizo la antigua nave espacial y tener una atmósfera de O2 puro, pero necesitará deshacerse del exceso de CO2 y tener algo que lo haga de manera eficiente; Personalmente, no tengo idea de cómo hacerlo sin electricidad y evitando la desgasificación.

Finalmente, tendrá a 24 personas en cuartos abarrotados y malolientes durante 9 meses. Será mejor que descubras cómo mantenerlos entretenidos sin dispositivos electrónicos.