¿Por qué el Proyecto Orión no es la nueva carrera espacial? [cerrado]

Con una nave enorme y robusta podrías ir a buscar un esteroide de hielo. Con una masa de reacción efectivamente ilimitada, las trayectorias finamente equilibradas se vuelven innecesarias y las ventanas de lanzamiento son cosa del pasado.

Un lanzamiento nuclear pulsado provocaría furor político, pero la ventaja militar de ser el primero en tener una nave robusta y una masa de reacción sustancial es incalculable. Sería tremendamente favorable tanto desde la perspectiva militar como industrial. En particular, permitiría evitar que cualquier otra persona adquiera la capacidad.

Entonces, ¿por qué las superpotencias no están en una carrera frenética para adquirir un asteroide de hielo?

Cosas que erróneamente pensé que eran obvias:

  • La bomba nuclear pulsada es solo para poner en órbita una nave grande y pesada e ir a buscar el hielo.
  • Una vez que tienes el hielo, el calor de un reactor produce vapor para los propulsores de vapor.
  • No lo llevas todo en un solo barco, si lo hicieras tendrías que usar una cantidad ridícula para moverte. Estacionas reservas de planetas en órbita y puntos de LaGrange.
  • Lo congelas alrededor de los barcos como armadura ablativa, protección contra la radiación y masa térmica, y haces girar el barco bastante rápido para que el hielo amortigüe la distribución de la gravedad y la temperatura.
  • Para una aceleración alta repentina, podría usar vapor para arrojar un trozo de hielo. Esto también sería una buena arma cuando otros intenten convertirse en poderes espaciales.
  • No sé más lejos, pero entre la Tierra y el sol, la radiación ultravioleta con catalizadores de platino puede dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Con suministros listos de oxígeno fresco, simplemente puede descargar el exceso de CO2 hasta que haya una demanda industrial para recuperarlo.
¿Qué superpoderes? Solo hay uno de estos días, y no está muy interesado en las carreras. De hecho, parece que la mayoría de los políticos solo están interesados ​​en cosas relacionadas con el espacio como una forma de llevar carne de cerdo a sus distritos. Entonces también, ¿sabemos que en realidad hay cosas como 'esteroides de hielo' más cerca que la Nube de Oort? Los datos de Rosetta parecen sugerir que la mayor parte de ese cometa es polvo, no volátiles.
Tenía la impresión de que gran parte de los escombros del sistema solar eran agua o hielo de metano. Si este no es el caso, o no se sabe con certeza que sea el caso, eso explicaría la aparente falta de interés.
El Tratado del Espacio Exterior es algo relevante.
Directamente relacionado: Viabilidad del Proyecto Orión .
@ andy256: parte de mi punto es que los tratados solo son vinculantes cuando existe un equilibrio de poder, y ser la primera potencia espacial inclinaría tanto el campo de juego que podría abandonar incluso la pretensión de la diplomacia.
@Peter Equivocado. Los tratados son vinculantes. Por eso los tenemos. No tienen nada que ver con el equilibrio de poder. Léalo. Se trata de proporcionar y permitir el acceso pacífico al espacio para todos. Dejar los problemas nacionalistas de la Tierra en la Tierra puede no ser fácil, pero da cierta esperanza de que la especie sobreviva.
"Ser el primero en el espacio" no inclinaría nada. Hasta ahora no hemos descubierto ningún recurso en asteroides u otros planetas que valga la pena el esfuerzo de extraerlo y traerlo de vuelta a la Tierra por razones económicas. ¿Hielo y metano? Tenemos más que suficiente de eso aquí en la tierra.
@andy256 cualquier parte de un tratado puede romperlo en cualquier momento que lo desee. entonces se convierte en una violación de dicho tratado. los socios de un tratado tienen que hacerlo cumplir. en ausencia de su voluntad/capacidad, no hay otro poder vinculante, excepto la buena voluntad (del presunto infractor).
La nave espacial @Philipp Orion-class habilitaría el arma de las barras espaciales. Esto definitivamente inclinaría drásticamente el equilibrio de poder.
@WillNess Ya tenemos suficientes armas nucleares para destruir el mundo, así que dudo que realmente importe geopolíticamente.
@Philipp: los poderes fabrican misiles que se fragmentan en muchas ojivas sobre la base de que, si bien ambos pueden derribar la mayoría de las armas del otro, solo necesitan un par de golpes. Pero si usted es la única nación que puede cubrir fácilmente el globo con hardware orbital pesado, las probabilidades de que el otro tipo aterrice con una ojiva son mucho menores. Además, eres el único que tiene un lugar al que ir después de llenar el planeta.

Respuestas (2)

Comencemos por los conceptos erróneos en su pregunta:

  • "Masa de reacción ilimitada": no hay una masa de reacción ilimitada en la propulsión nuclear pulsada; puede llegar hasta donde dure su suministro de bombas, pero no más. En concreto, no se pueden fabricar dispositivos nucleares a bordo.
  • "Ventaja militar de obtener un esteroide de hielo": no se obtiene ninguna ventaja capturando agua fuera del mundo, militar o comercial. Lo único que se puede hacer con los asteroides de hielo es la exploración/extracción in situ de agua para el soporte vital, o hidrógeno/oxígeno para la propulsión. Si quieres destruir a alguien con un asteroide, puedes hacerlo mejor y más barato con armas nucleares. Tampoco puedes usar la nave Orion para luchar contra terroristas/insurgentes/lo que sea.
  • "Evitar que otros desarrollen la capacidad": es exactamente lo contrario. Una vez que los planos están disponibles, es más fácil robarlos que desarrollarlos de nuevo.
  • "Superpoderes": como se indica en los comentarios, un término anticuado y ligeramente incorrecto.

De lo contrario, la pregunta tiene dos partes:

  • por qué nadie parece estar en una carrera por un lanzador muy pesado,
  • y por qué el Proyecto Orión está suspendido.

Hay buenas respuestas a la primera parte en otras partes del sitio, y se le ha señalado los Tratados de Prohibición de Pruebas y Espacio Exterior. Sólo voy a resumir las dos objeciones principales:

  • un lanzador muy pesado es antieconómico debido a los costos fijos extremadamente altos de I+D y mantenimiento de la infraestructura y lanzamientos muy poco frecuentes (no hay cargas útiles comerciales o militares que deban lanzarse a LEO);

  • existen tecnologías de propulsión de alto impulso específico que no requieren el enorme peso muerto de la placa de empuje (como los cohetes térmicos nucleares).

Para una solución de lanzamiento de alto empuje, todavía estamos obligados a pensar en evaluaciones de impacto ambiental, y aunque los cohetes químicos no son animales lindos y esponjosos debido al agotamiento del ozono y (para los sólidos) grandes penachos de partículas no realmente saludables, son mejores que inyectando lluvia radiactiva y plutonio sin quemar en la estratosfera para su transporte (in)oportuno a millones de civiles en todo el mundo mediante corrientes en chorro.

Una referencia obligada al sitio de Winchell Chung: Proyecto Rho .

Varias interpretaciones erróneas en su respuesta. En sí misma, la propulsión nuclear pulsada no proporcionaría una masa de reacción ilimitada. Sin embargo, si pudiera traer de vuelta asteroides de hielo, tendríamos mucha masa de reacción a nuestra disposición. También parece pensar que el único uso militar de los asteroides de hielo serían las armas cinéticas para matar. Existen posibles usos militares para el propulsor de hidrógeno/oxígeno.
@HopDavid ¿Te gusta...? No es que el agua sea rara.
@cpast Hay mucha agua en el fondo de un pozo de gravedad de 11,2 km/s y debajo de una capa de aire de ~100 kilómetros. ¿No has escuchado la ecuación del cohete de Tsiolkovsky? ¿Delta V?
Realmente no llamaría a los cohetes térmicos nucleares de núcleo sólido de "alto impulso específico", especialmente dado su pobre empuje-peso. En el mejor de los casos, son "mediocres" en comparación con los "abismales" de los productos químicos. La diferencia de rendimiento entre la propulsión por pulsos nucleares y la NTR es como la noche y el día.

Llevar asteroides ricos en combustible al vecindario de la Tierra y la Luna es una idea interesante. Hay una serie de entidades que persiguen esto.

Sin embargo, la mayoría de las propuestas sugieren motores de cohetes de iones alimentados por energía solar para la recuperación de asteroides en lugar de un vehículo impulsado por una serie de explosiones nucleares contra una placa de empuje.

Estados Unidos está pensando en desarrollar un vehículo de recuperación de asteroides alimentado por energía solar. Sería parte de la Misión de redirección de asteroides (ARM). Se espera que el vehículo ARM se modele según el vehículo descrito en el Informe Keck .

Sin embargo, ARM no se vende como un habilitador para usar recursos de asteroides. La misión se promociona como un paso intermedio a Marte (un argumento de venta tonto, en mi opinión).

Los críticos dirán que los políticos adoptan ARM porque SLS lo puede hacer y quieren justificar el programa de barriles de cerdo de SLS que mantiene a la gente empleada en ciertos distritos del Congreso. Además, sostienen que las misiones SLS a un asteroide en órbita lunar hacen poco para acercarnos a Marte. Creo que los críticos tienen razón. Pero lo que los políticos y los críticos extrañan es la utilidad potencial del vehículo ARM SEP.

Planetary Resources ha hecho un buen video que da una explicación sencilla de la ecuación del cohete de Tsiolkovsky y los presupuestos delta V:

Los asteroides no son la única fuente posible de propulsor extraterrestre. Paul Spudis es un defensor del uso del agua lunar como fuente de propulsión. Puede haber grandes depósitos de hielo en los polos lunares. Otro defensor del propulsor lunar es Bill Stone de Shackleton Energy Company .

El propulsor extraterrestre, ya sea de origen asteroide o lunar, requeriría una importante infraestructura de minería y procesamiento. Esta es una barrera extremadamente costosa. Puede ser un obstáculo lo suficientemente grande como para que nunca utilicemos agua extraterrestre.

Hay quienes argumentan que las rocas capturadas no ofrecen ninguna ventaja militar. Es cierto que las armas cinéticas para matar serían horrendamente caras. Las bombas nucleares podrían acabar con una ciudad por una pequeña fracción del costo. Pero aquellos que usan este argumento tan obvio están atrapados en la ciencia ficción de los años 70. Hay otros usos militares posibles para los recursos espaciales además de lanzar piedras.

Lo que podría ofrecer el propulsor extraterrestre es el acceso de rutina a los activos orbitales en el espacio cislunar. Esto incluye satélites de vigilancia, GPS, satélites de comunicación y satélites meteorológicos. El fácil acceso a estos sería de hecho de un valor militar incalculable.

Como se sugirió, explicaré con más detalle lo que quiero decir con acceso de rutina. En la actualidad, una nave desde la superficie de la tierra hasta la LEO tiene un presupuesto delta V de 9 km/s. Regresar a la superficie terrestre implica soportar las condiciones extremas de un reingreso a 8 km/s a través de la atmósfera terrestre. Hasta ahora no se han realizado vehículos reutilizables económicos.

Por el contrario, los vehículos entre órbitas terrestres tendrían presupuestos delta V de 3 a 4 km/s. La mayoría no tendría que soportar las altas temperaturas y las presiones dinámicas del reingreso. Aquellos barcos con destinos LEO podrían usar aerofrenado para circular en LEO pero el aerofrenado sería mucho menos extremo que un reingreso a 8 km/s.

Con el paradigma actual la rutina es lanzar, usar y desechar. Con un transporte más barato entre órbitas, sería posible mejorar y mantener los activos existentes en lugar de dejarlos morir y aumentar la población de desechos orbitales. También sería posible recuperar satélites muertos.

Una pequeña corrección: la ficción se remonta a los años 80, no a los 70. Aún no entiendo el valor militar del espacio cislunar, esta sección podría ampliarse.
@DeerHunter ¿No comprende el valor militar de los satélites de vigilancia, GPS, satélites de comunicación y satélites meteorológicos?
¿De qué se benefician con los criopropulsores de los asteroides?
Acceso de rutina. En este momento, lanzamos un satélite, esperamos hasta que muera y luego, posiblemente, lanzamos un nuevo satélite. Con acceso de rutina, sería posible mantener y actualizar los satélites. También sería posible recuperar partes de satélites muertos como las antenas parabólicas de alta ganancia.
Votado a favor. Los comentarios deben incorporarse a la respuesta, en mi humilde opinión.
@HopDavid: Parecería mucho más eficiente usar motores iónicos (es decir, alto impulso específico/baja masa de reacción), que importar propulsores químicos del cinturón de asteroides o más allá. También parecería que la masa de reacción es el menor de sus problemas: se necesitaría una instalación de reparación en órbita, repuestos y mucho más.
El viaje del motor de iones desde la órbita terrestre baja hasta GEO llevaría meses, una lenta espiral a través de los cinturones de Van Allen. El balance delta V para estas espirales lentas es más alto que una elipse de Hohmann, generalmente alrededor de la diferencia en las velocidades de las órbitas de salida y destino. Para LEO a GEO alrededor de 4,6 km/s de subida y 4,6 km/s para volver a LEO. ¿Y qué hay del camión cisterna que entrega propulsor de xenón? 9 km/s subiendo y luego 8 km/s reingresando bajando.
@HopDavid: los motores de iones no tienen que usar xenón, pueden (al menos en teoría) usar casi cualquier cosa. Del mismo modo, el empuje es más una cuestión de potencia disponible. La misión DAWN (¿a la que pareces estar haciendo referencia?) funciona con energía solar, que por supuesto es aproximadamente 1/6 de la intensidad en Ceres que en la órbita terrestre.
@jamesqf No, no me refiero a la misión DAWN. Me refiero al Informe Keck (verifique mi respuesta). Si está interesado, puede seguir el hipervínculo que figura en mi respuesta.
Con un ISP alto viene un empuje bajo. Entonces, si desea una segunda velocidad de escape de 30 km / s, está atrapado en una espiral lenta. Xenón, agua, lo que sea, si el propulsor proviene de la superficie de la tierra, es muy difícil que el vehículo de entrega del propulsor sea reutilizable.
"El empuje es una cuestión de poder" Y las fuentes de poder toman masa. Franklin Chang Diaz imagina una fuente de energía que produce 2 kilovatios por cada kilogramo. Esto es todo lo que necesita para viajes VASIMR de 39 días a Marte. Lamentablemente, esta fuente de energía mágica es una ficción. Ver forum.nasaspaceflight.com/…
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