¿Qué altitud necesitaría alcanzar un vuelo suborbital que cruza el océano?

Entonces, ahorremos algo de tiempo de viaje y lancemos una nave espacial, en lugar de un avión, a través del océano Atlántico o Pacífico en una trayectoria balística. ¿Qué tan alto tendría que ir? ¿Hasta dónde llegan realmente los misiles balísticos intercontinentales del fin del mundo? ¿Hasta dónde llegaría la nave espacial de Virgin Galactic?

Escuché que la altitud requerida es ridícula, y los números que obtengo cuando pongo algunos números en algunas ecuaciones que he encontrado, también son ridículos. ¿El vuelo suborbital de cruce oceánico balístico realmente necesita poner a los pasajeros a través del cinturón van Allen?

Depende del océano / distancia. ¿Te refieres a la llamada Ruta Canguro desde el Reino Unido a Australia que Virgin Galactic planeó para SpaceShipThree? Vea la respuesta de HopDavid a ¿Un vuelo espacial suborbital punto a punto tendría un perigeo "negativo"? Para la Ruta Canguro calcula un apogeo de 665 km con un vuelo balístico punto a punto entre Sidney y Londres.
@TidalWave Sí, exactamente, y parece razonable al cruzar todo el planeta. Pero cuando se mueven los focos para hacer un viaje regional (cruce del océano), se forma una gran protuberancia sobre la superficie. El vuelo suborbital parece implicar una mayor altitud que desde el Apolo. Superorbital, de verdad.
Suborbital y Superorbital no se trata de elevación sino de la velocidad perpendicular al radio de la Tierra. Si ignoramos otros cuerpos que se atraen en el universo, uno puede ir arbitrariamente alto sin alcanzar la órbita.
No responde la pregunta exactamente, pero quizás la hace menos crítica: no hay una razón práctica por la que el transporte suborbital no pueda comenzar con una altitud 'no ridícula' fuera de la atmósfera, costar cerca de ese punto y acelerar más para moverse. el punto de entrada alrededor del mundo sin descargar demasiada energía en la altitud.

Respuestas (2)

Las altitudes no son lo que yo llamaría ridículas. Aunque pareces propenso a usar superlativos injustificados en tus preguntas.

La subórbita de velocidad de inyección óptima, es decir, mínima, fue proporcionada por HopDavid en esta respuesta . Con alguna manipulación, obtienes que la altitud máxima de la trayectoria óptima es:

r 2 ( pecado ⁡ α 2 + porque ⁡ α 2 − 1 )

dónde r es el radio de la inyección y α es el ángulo central de la poligonal. Las suborbitas óptimas se ven así:

animación de suborbitas

Las líneas verdes muestran el ángulo central recorrido y la curva naranja continua es la trayectoria. La curva naranja punteada completa el resto de la suborbita.

La altitud máxima está en una travesía de π / 2 , o una cuarta parte de la vuelta al planeta, aproximadamente la distancia entre Los Ángeles y Moscú (ya que estamos hablando de misiles balísticos intercontinentales). Esa altura máxima es:

r 2 ( 2 − 1 )

o sobre 0.207 r . Consideraría que una altitud de inyección razonable es de 50 km, por lo que esto da una altitud máxima de ICBM de 1330 km. Eso mellaría la parte inferior del cinturón interior de van Allen, que comienza alrededor de 0.2 r . Para la mayoría de los ángulos transversales, estará más abajo y debería perder el cinturón. (Aunque tenga cuidado con la Anomalía del Atlántico Sur si va, digamos, de Los Ángeles a Port Elizabeth, Sudáfrica).

Si acepta una penalización en la velocidad de inyección, puede bajar la altitud máxima. Por ejemplo, para reducir la altitud máxima de un π / 2 recorrer por un factor de dos a 665 km, necesitaría aumentar la velocidad de inyección de 7,17 km/s a 7,29 km/s.

Teóricamente, no se requiere altura en absoluto. Por supuesto, la atmósfera hace que eso sea poco práctico. Diría que la mayoría de los vuelos estarán por encima de la atmósfera la mayor parte del tiempo, así que probablemente alrededor de 30 millas como mínimo. 100 o más es probable también.

Si no hubiera atmósfera y la tierra fuera plana, uno podría orbitar justo por encima de la superficie. Balística sería cualquier cosa por debajo de esa velocidad.
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