¿Podemos establecer un transportador en órbita entre la Tierra y la Luna?

Daré un ejemplo con la luna.

Si alguna nave espacial se pone en órbita alrededor de la Tierra y la Luna o en una órbita altamente excéntrica que se cruza con la órbita de la Luna, otra nave espacial puede acoplarse a ella y "montarla" hasta la Luna.

Un problema será acoplarse con naves mucho más rápidas en una órbita diferente y también disminuir la velocidad de esta nave con el tiempo, pero puede ganar velocidad con las hondas gravitatorias de la luna, o puede reactivarse con combustible barato de la luna, por ejemplo.

Ligeramente relacionado: youtube.com/watch?v=-lW1LiIcT28

Respuestas (4)

Este tipo de nave espacial se conoce como "cycler" .

Encontró el problema con él: tiene que hacer coincidir su trayectoria/velocidad exactamente para acoplarse con él, por lo que si puede alcanzar el ciclador, ya podría llegar al destino del ciclador.

No hay ralentización de la cicladora por la misma razón. En principio, si se conectara al ciclador con una correa muy elástica, podría tomar prestada la velocidad, pero eso es completamente impráctico.

La ventaja potencial de la cicladora es que puede proporcionar espacio y comodidades no consumibles para el viaje, ahorrando así masa en el transbordador que viaja en la cicladora. Eso no es una gran victoria para el vuelo translunar, donde es solo un viaje de 3 a 5 días en cada sentido, pero, por ejemplo, para vuelos de rutina entre la Tierra y Marte, es más atractivo. La nave nodriza Hermes en "The Martian" actúa como un ciclador Tierra-Marte, aunque ese no era el diseño original de su misión.

Me pregunto cómo es esto necesario y por qué alguien no piensa en algún sistema mecánico para capturar naves espaciales en órbitas diferentes. Además, cuando veo atracar siempre me pregunto por qué no disparan algunos ganchos o brazos mecánicos en los últimos metros, pero esta es otra pregunta...
Además, creo que esto podría ser incorrecto sobre "The Martian".
No creo que capturar otra nave con una diferencia de velocidad de varios km/s funcione bien y no mate a los pasajeros.
@Nigel: supongo que Hermes no fue diseñado para ser un ciclador desde el principio, pero está actuando como un ciclador dentro de la historia, ya que va de Marte a la Tierra, de regreso a Marte y de regreso a la Tierra sin entrar en órbitas de estacionamiento. Editado para que quede más claro.
Es posible capturar a una gran diferencia de velocidad si la nave está girando y es muy larga, similar al concepto de lanzamiento de skyhook.
@patstew Me encantaría ver algunas matemáticas de la parte posterior del sobre para un gancho de ciclador giratorio que pueda administrar, digamos, una velocidad de captura de 1 km / s. La velocidad Tierra-Luna o Tierra-Marte es > 3 km/s; ahorrar menos de 1 km/s parece que no vale la pena el esfuerzo.
@Nigel El sistema de atraque común utilizado en la ISS utiliza un brazo mecánico para completar los últimos metros de acoplamiento, pero comienza desde una velocidad relativa cero. Arponear una nave espacial que llega sería intrínsecamente inseguro. Cualquier método propuesto para capturar una nave espacial en una órbita diferente tiene que cancelar la diferencia de velocidad de alguna manera (¿muchas cuerdas elásticas?), y cualquier método seguro de hacerlo superará con creces la opción sencilla de llevar suficiente propulsor para igualar las velocidades.
El artículo de @RussellBorogove Wiki sobre las correas de intercambio de impulso vincula esto, que no es diferente: tethers.com/papers/LEO2Lunar%2792.pdf

El problema es que cuando te encuentras con ese ciclador (y posiblemente atracas) ya estás en la misma órbita y tuviste que gastar el combustible para llegar a la Luna. Entonces, en su mayoría, no necesita la segunda nave para nada.

Para el viaje a la Luna eso no tiene mucho sentido. Por otro lado, los cicladores a menudo se sugieren para los viajes a Marte: cuando coloca un ciclador grande en el circuito Tierra-Marte, posiblemente pueda usar naves mucho más pequeñas en cada planeta para mover personas y suministros (con suerte, necesitando menos propulsor) pero puede disfrutar el gran barco en el largo viaje.

Puede valer la pena mencionar que un ciclador no ahorra energía en general : toda la masa que va a Marte o donde sea tuvo que acelerarse en algún momento para que coincida con la trayectoria adecuada. Sin embargo, ahorra energía para vuelos específicos porque todos los suministros podrían acelerarse de antemano (y ponerse en el ciclador) en un horario arbitrario, potencialmente más conveniente. En cierto modo, una cicladora es como el banco de energía que llevas para tu teléfono en viajes largos ;-).
Bueno, podría ahorrar la energía que de otro modo sería necesaria para acelerar varias veces una nave interplanetaria mucho más grande. Pero la cantidad que se usaría poniendo el ciclador en su lugar y el mantenimiento es otra cosa.
Verdadero. deja que la gran masa circule.

Sí. Este concepto se conoce como Lunar Cycler . Especialmente interesante es el Backflip Lunar Cycler , que se encuentra con la Luna una vez al mes y con la Tierra dos veces al mes. Una búsqueda de 'ciclador lunar' traerá varios artículos.

Acabo de investigar un poco y encontré el artículo de Wikipedia. Sin embargo, obtuve la idea de Skott Manley haciendo algo similar en Kerbal Space Program.
@Nigel: Ya que mencionó KSP, es posible que desee intentar hacer una o dos maniobras de acoplamiento en KSP sin primero hacer coincidir las órbitas con precisión. Descubrirá por qué no es tan práctico. :P (Si realmente quiere intentar hacer un ciclador en KSP que haga algo útil, le sugiero que instale un mod de soporte vital y/o colonización de algún tipo. Sin uno, no tiene mucho sentido un ciclador, cuando los Kerbals son feliz de sentarse durante años en su equivalente a una cápsula Mercury).
Si intenta esto en KSP, envíeme un enlace al video resultante. Me gustan las explosiones :-P (Si no se superponen entre sí, eso es)

Además de los ciclistas, una razón para tener vehículos dedicados para ir de órbita en órbita es poder utilizar el mejor diseño de vehículo para cada etapa del viaje. Uno puede imaginar un transbordador alado que lleva a la gente desde la Tierra a un orbitador. Luego, el orbitador pasa de la órbita terrestre baja a la órbita lunar. Allí, las personas se trasladan a un módulo de aterrizaje lunar para llegar a la colonia lunar en la superficie. El orbitador nunca aterriza y el módulo de aterrizaje lunar nunca va más allá de la órbita lunar. El orbitador podría tener propulsión eléctrica de bajo empuje y blindaje pesado. El módulo de aterrizaje lunar tendría patas y motores de mayor empuje. Además, el combustible y el equipo no se transportan innecesariamente durante un tramo del viaje para el que no son necesarios. El orbitador no necesita llevar el módulo de aterrizaje ni el combustible para ello.

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