Supongo que no es una pregunta muy educada, pero nunca entendí por qué las naves espaciales tienen que dispararse y no pueden alcanzar el espacio simplemente continuando un ascenso hacia arriba como un avión.
Las aeronaves dependen de la sustentación generada al interactuar con la atmósfera y del uso del oxígeno atmosférico para quemar el combustible que transportan.
Las órbitas no son estables hasta que estás lo suficientemente alto como para que no haya suficiente atmósfera con la que interactuar, y mucho antes de que el contenido de oxígeno sea demasiado bajo para ser útil.
Entonces, para llegar a una órbita estable, eventualmente necesitarás cohetes. Los tipos de aeroespacio siguen buscando híbridos (respiración de aire, generación de sustentación mientras se está abajo y luego se cambia a cohetes cuando se llega realmente alto) porque parece una buena idea, pero hasta ahora la complejidad adicional no ha dado resultado. O bien el equipo de conmutación pesa demasiado, o el equipo adicional agrega demasiado riesgo de falla.
Quizás en el futuro.
Por si sirve de algo, a pesar de que un cohete comienza su vuelo hacia arriba, una vez que ha viajado a través de la mayor parte de la atmósfera, pronto comienza a cambiar su dirección, de modo que pasa la mayor parte de su vuelo acelerando en la dirección "alrededor de la tierra" ( es decir, básicamente horizontales).
Además, para alcanzar la órbita, un vehículo tiene que alcanzar una velocidad lo suficientemente alta, o una altitud lo suficientemente alta, o una combinación lo suficientemente alta de velocidad y altitud. Un arma que dispare una bala horizontalmente a 20,000 mph sería suficiente. O dejar caer una pelota desde 20,000 millas de altitud también funcionaría. Ninguna de estas son combinaciones prácticas de altitud/velocidad.
A tu pregunta. No hay ninguna razón física fundamental por la que un "avión" no pueda volar al espacio. Una definición relevante aquí de "avión" sería un vehículo que:
Tenga en cuenta que tanto un avión como un cohete generan su empuje exactamente a partir del mismo principio físico: acelerando y expulsando algo de masa.
Las razones por las que no ve un vehículo similar a un avión acelerar y ascender hacia el espacio son razones prácticas de ingeniería, no limitaciones físicas fundamentales. Aquí hay un concepto hipotético de "avión a órbita" que las leyes de la física permitirían:
Ahora, estos son algunos de los impedimentos prácticos para que esto realmente sea un vehículo construible:
EDITAR para agregar: se pueden encontrar discusiones más avanzadas en el blog "Selenian Boondocks"; Comience con la publicación "Parte I: Air Launched SSTO" en la sección Metodologías de acceso orbital .
http://en.wikipedia.org/wiki/Pegasus_(rocket)
El Pegasus es un sistema híbrido de avión-cohete actualmente en uso.
Busqué este clip de Disney un tanto cursi de la década de 1950. Presenta una idea de avión espacial, pero, por desgracia, el avión despega como un cohete.
http://www.youtube.com/watch?v=rBgkrhnThek
Hay algunas razones por las que generalmente desea un vuelo en cohete. En un ascenso vertical despejas rápidamente la atmósfera. Dentro de los 90 segundos de vuelo del cohete, estás por encima del 90% del aire. El aire tiene fricción y generalmente no es de mucha ayuda para levantarte mucho. Los aviones pueden volar a un máximo de unos 30.000 m, y para el vuelo orbital hay que ir mucho más allá.
Es posible que se puedan colocar ramjets o scramjets en un cohete. Una vez que alcanza el nivel supersónico, estos podrían activarse y proporcionar empuje sin la necesidad de llevar un oxidante hasta llegar a unos 50.000 m. Las envolventes de vuelo de los aviones de combate modernos reflejan el límite de seguridad. Si enciende los quemadores posteriores y se acerca a la vertical, llegará al "borde del espacio". Por supuesto, los motores se apagarán y tu descenso será violento y mortal.
El negocio de los aviones espaciales es en gran parte una carga de BS. Estas ideas siguen surgiendo de vez en cuando y, afortunadamente, aún no hemos gastado miles de millones en un programa tan inútil.
Es porque las naves espaciales generalmente no están diseñadas para comenzar a regresar inmediatamente a la Tierra una vez que se agota el combustible, sino para haber alcanzado la velocidad de escape de 11,2 kilómetros por segundo en este punto. Entonces es capaz de orbitar la Tierra continuamente sin tener que usar más combustible en el caso ideal, por ejemplo.
En resumen: un cohete funciona intercambiando impulso, Y en la actualidad los aviones simplemente no tienen la capacidad de intercambiar suficiente impulso. En un cohete: tanto la masa del propulsor como la alta velocidad de su salida del sistema del motor le dan al cohete su impulso para impulsarse hacia el espacio. El propulsor (combustible) alcanza su velocidad quemándose con un oxidante en una cámara de alta presión que crea un escape de alta energía que luego se canaliza a través de una boquilla. Esta velocidad, junto con las propiedades de masa correctas del propulsor, proporciona la potencia o energía necesaria para llevar el vehículo al espacio. Un avión, por otro lado, requiere resistencia y sustentación del aire para impulsarse desde el suelo... y cuando la atmósfera se adelgaza... no puede intercambiar impulso.
La Fuerza Aérea de EE. UU. ha estado trabajando con aviones espaciales; sin embargo, debido al diseño, todavía necesitan un COHETE para llevarlos al espacio. Cosas bastante interesantes: si quieres leer un poco más...
No. La mayor parte de la energía cinética de un cohete es lateral (8 km/s) para permitir que la nave espacial entre en órbita. Entonces, si desea su avión orbital, necesita un motor que pueda alcanzar hasta Mach 25 dentro de la atmósfera (para que pueda usar motores de respiración de aire relativamente eficientes), necesita: 1: un motor de respiración de aire de alta velocidad (un scramjet) 2 : un sistema de protección térmica (para evitar que la nave se derrita) y 3: un pequeño motor de maniobra orbital. Si desea obtener hasta 8 km/s fuera de la atmósfera, necesita usar cohetes (relativamente ineficientes).
La altitud más alta registrada para un avión a reacción es de poco más de 100.000 pies en números redondos. Para alcanzar la órbita terrestre baja, necesitaría alcanzar unas 100 millas de altitud o aproximadamente 520,000 pies. Como puede ver, un jet solo lo llevaría aproximadamente 1/5 del camino hacia arriba y necesitaría cambiar a una propulsión de cohete debido a la falta de oxigeno. Mi conjetura es que cambiar de un avión / jet regular a propulsión por cohete es una complicación adicional que podría hacer que sea más costoso que solo usar la propulsión por cohete.
El problema tiene que ver con la presencia de aire. Los aviones necesitan el aire por 2 razones: oxidante para el combustible que transportan para generar empuje y arrastre en las alas para producir sustentación. Sin aire, sin empuje, sin sustentación, sin vuelo. Entonces, obviamente, solo puedes volar tan alto hasta que comienzas a quedarte sin aire. Los cohetes necesitan ir más alto que esto y, por lo tanto, están construidos para funcionar sin aire. Llevan su propia combinación de oxidante+combustible (en cualquier forma, sólida, líquida) y en realidad estos propulsores ocupan mucho volumen (vea los enormes tanques en el transbordador espacial). ¡Lo cual es un problema porque el cohete tiene que atravesar el aire denso y allí genera mucha resistencia y los cohetes no necesitan resistencia para volar! Entonces, el cohete quiere atravesar la espesa atmósfera lo más rápido posible, lo que significa dispararse.
Simple, el avión simplemente no está diseñado para usarse en un entorno donde el aire no existe. Está justo ahí en su nombre, AIRplane. El avión necesita aire para funcionar, para el oxidante, el ascensor, etc., sin él simplemente fallará.
Si puedes crear una nave que no necesite aire para funcionar y que pueda crear suficiente sustentación para vencer a la gravedad (ahora mismo solo tenemos cohetes), entonces consigue una nave espacial. Probablemente en el futuro podamos crear una nave espacial que funcione bien en la atmósfera y el espacio, al igual que Halo, Starcraft o Warhammer 40k, pero en este momento está más allá de nuestra tecnología actual.
Si el cohete funciona, ¿por qué no usarlo?, o mejor aún, mejorarlo.
Existe una forma alternativa a los vehículos de vuelo en general: mediante el establecimiento y uso de un ascensor espacial . Esencialmente, la carga útil adquiere su velocidad orbital necesaria gastando energía para escalar un cable que conecta el ancla terrestre y un satélite geosincrónico. No se requiere necesariamente combustión, y la tasa de ascenso de la carga útil (y, por lo tanto, la potencia) puede ser tan baja o tan alta como se desee.
Es un desafío de ingeniería increíble con un gran riesgo, pero el enfoque no se ha descartado como una perspectiva futura.
los cohetes usan la tercera ley de newton para despegar esta ley es que para cada acción la reacción es igual y opuesta. si el cohete despega como un avión, el empuje se agotará demasiado rápido y, además, cuando se agote el combustible, los tanques de oxígeno se caerán. por eso los cohetes no despegan como los aviones
olin lathrop