En el libro The Three Body Problem 2: The Dark Forest, el escritor Liu Qixin detalla una especie de líquido rico en oxígeno que entraría en los pulmones de una persona y así minimizaría los efectos de la aceleración. Si asumimos que este líquido ha inundado el barco y que la tripulación está entrenada para soportar situaciones de alta g, podemos estimar que la tripulación podría soportar casi 50 g de presión constante, mientras que dentro del líquido se sentiría como 1,5 g. Un repaso rápido de las matemáticas sugiere que tanto la aceleración como la desaceleración tomarían alrededor de 17 horas. Si se requieren 2 horas adicionales tanto para el lanzamiento como para la recepción de las cápsulas, la operación completa podría demorar alrededor de 72 horas o 3 días sin causar ningún daño físico a la tripulación.

Si vuelves a Newton, entonces$t_0-t_1=t_2-t_f$((de)aceleración) = 30 días,$t_2-t_1$(reversa) = 55-60 días (60 horas de +0,8 g no ahorrarían mucho tiempo, pero se pueden usar para corregir el curso de intercepción). El total es de unos 4 meses (necesitamos tiempo para maniobrar y descansar). Dado que el factor gamma máximo es solo$\sqrt{1-0.01} = 1-0.005$, los efectos relativistas le darían menos de medio día de dilatación y podemos mantener estos números clásicos: el error sería menor que las aproximaciones que tomamos.

Así puedes hacer hasta 3 trabajos en un año

¡1g es una gran aceleración!

PS a bajas velocidades relativistas a veces es más sencillo calcular en clásico y luego aplicar correcciones relativistas. Que se puede calcular fácilmente usando la fórmula de aproximación$\sqrt{1-x} = 1-x/2$

ksbes respondió la parte central de la pregunta, pero me gustaría reformularla un poco para mostrar cuán terrible es la idea.

Tus tirones, masa$m_t$necesidad de empujar una barcaza, masa$m_b$hasta .1c, y desacelerar una segunda barcaza desde .1c. También necesitan invertir su vector de velocidad en el medio, ralentizando su propia masa a una velocidad de 0 en relación con su punto de partida y luego volver a subir a .1c nuevamente. Si el remolcador hiciera el viaje solo, necesitaría un$\Delta_v$de 0.4c. En términos generales, usted no quiere un$\Delta_v$muy por encima de la velocidad de escape de su cohete, y lo único con una velocidad de escape tan alta es un cohete de antimateria con núcleo de haz (ignoraremos la inverosimilitud de tal cohete por ahora) con un$v_e$de alrededor de 0.33c.

Trabajando hacia atrás, el frenado$\Delta_v$será 0.1c, con una masa de$m_t + m_b$.

Ahora, un caballero llamado Robert Frisbee hizo un artículo interesante sobre naves estelares impulsadas por núcleo de haz ( Cómo construir un cohete de antimateria para misiones interestelares ) donde observa que las ecuaciones delta-V normales no se aplican a los cohetes de antimateria, porque una carga de la masa simplemente se desvanece (o más bien, se convierte en rayos gamma mortales, pero un problema a la vez). En su lugar, debe usar una ecuación diferente para calcular la relación de masa de su barco:

dónde$a$es la proporción de masa que sale volando por la parte trasera de su cohete en comparación con la que entra en la cámara de reacción... El cohete de antimateria de Frisbee tenía$a=0.22$. De todos modos, esto da una relación de masa entre las fases de impulso y frenado de 2,55 (por ejemplo, la masa de combustible es 2,55 veces la masa seca del remolcador y la barcaza). La ecuación de la relación de masa no viga-núcleo daría más de 1,35, por lo que ya puede ver que las cosas comienzan a ponerse incómodas.

La fase de frenado necesita una masa propulsora de$m_{p3} = 1.55(m_t + m_b)$. La fase de recuperación necesita un$\Delta_v$de 0,2c, por lo que una relación de masas de 4,44. También necesita empujar el propulsor utilizado para la fase de frenado, dando una masa propulsora de$m_{p2} = 3.44(m_t + m_{p3})$. La fase de impulso necesita un$\Delta_v$de 0.1c, y necesita empujar la barcaza y el resto de su combustible, dando una masa propulsora de$m_{p1} = 1.55(m_t + m_b + m_{p2})$. Esto da una relación de masa inicial requerida de$16.1466m_t + 10.8146m_b$. Digamos que el remolcador es 100 veces más pequeño que la barcaza. Esto significa que por cada tonelada que pesa la barcaza, se necesitan casi cinco toneladas y media de antimateria pura . ¡Y eso ni siquiera es por tonelada de carga, porque está el casco de la barcaza, el blindaje, la navegación, los sistemas de maniobra y atraque y todo lo demás! Ah, y construir una nave con una relación de masa tan alta es una tarea de ingeniería complicada adicional, ¡ especialmente cuando se trata de confinamiento de antimateria!

Esto es peor que simplemente amarrar un cohete de antimateria adecuado a la barcaza y dejar que se impulse y frene solo, porque estás desperdiciando combustible en tu remolcador. El$\Delta_v$solo para la barcaza sería solo 0,2c, y con una relación de masa de 4,44, ¡solo necesitarías alrededor de 1,72 toneladas de antimateria por tonelada de barcaza!

Si usó un solo cohete de antimateria para hacer el impulso, y una combinación de paracaídas magnético , vela solar, viga de vela u otro sistema de frenado no basado en cohetes, inmediatamente reduce su costo por lanzamiento de propulsor a un poco más de tres cuartos de tonelada de antimateria por tonelada de barcaza, más cualesquiera que sean las necesidades de potencia del sistema de frenado (que puede hacerse con energía solar o de fusión, según parezca adecuado, que será más barato, más sencillo y más seguro). Demonios, tal vez ahora también puedas usar tu rayo para la fase de impulso y evitar todo el peligroso asunto de jugar con la antimateria.

Ahora no hay remolcadores, no hay necesidad de que las tripulaciones humanas pasen meses y meses en una pequeña caja de hojalata a velocidades peligrosas sujetas a muchas, muchas toneladas de un propulsor horriblemente inestable donde cualquiera de miles de pequeños problemas los evaporará en un instante. Sin mantenimiento de remolcadores. No hay necesidad de operaciones de rescate para recuperar a la tripulación si algo sale mal (ibas a hacer eso, ¿verdad?).

Más de siete veces más barato por lanzamiento (o más, si tiene un lanzamiento de haz), mucho más seguro, sin tripulación miserable. ¿Que es no gustar? E incluso si no te gusta, corres el riesgo de que alguien más instale esta alternativa barata y segura en tu lugar, y luego, ¿dónde estarás?