¿Sería posible ir más allá de Júpiter sin hacer ninguna honda?

Se dice que no tenemos una tecnología tan avanzada para enviar una nave espacial fuera del sistema solar. (Fuente: Todo el mundo alrededor )

Cuando una nave espacial se lanza desde la Tierra y tiene como objetivo abandonar el sistema solar, se ralentiza debido a la atracción gravitatoria del Sol. Y en algún momento, tendrá una velocidad de 0 y comenzará a caer hacia el Sol (si solo usa combustible para impulsarse).

Pero si un objeto viaja más rápido que la velocidad de escape en ese lugar determinado, terminaría escapando de la atracción gravitacional en algún punto, pero su velocidad se reduciría. v ∞ = V 2 − v mi 2

Las velocidades orbitales de los planetas del sistema solar se utilizan para ganar velocidad en los viajes interestelares. Los viajeros son buenos ejemplos, ambos usaron a Júpiter como una honda para poder aumentar su velocidad para superar la velocidad de escape en ese lugar determinado y poder abandonar el sistema solar. (Fuente: NASA )

La mayoría de las naves interestelares (hasta ahora) utilizan a Júpiter como tirachinas gravitacional. ¿Serían capaces los humanos de lanzar una nave espacial y hacerla ir más allá de Júpiter o, si es posible, dejar el sistema solar sin hacer ninguna asistencia gravitacional?

Dicha nave espacial tiene una masa de lanzamiento IMPORTANTE, no es como New Horizons, que pesaba unos 500 kg. Un gran cohete como el Apolo 11 tiene una masa de lanzamiento de 45.000 kg. (Fuente: Apollo11 )

¿Hasta dónde iría más allá de Júpiter, podría llegar a Saturno o ir aún más lejos?

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@Matthew Puede ver el recuento de votos cuando alcanza las 750 repeticiones. ( Fuente )
"Todos alrededor" está simplemente mal. Es absolutamente posible lanzar una nave espacial de cualquier tamaño práctico (es decir, más pequeña que, digamos, un asteroide pequeño) con la tecnología actual. Simplemente diséñelo en, por ejemplo, piezas del tamaño de un Falcon 9, póngalas en órbita, ensámblelas allí y arranque el motor. Pero si hace una o dos asistencias por gravedad, puede usar menos lanzamientos para la carga útil deseada, lo que ayuda con el presupuesto :-)
@Matthew: Definitivamente tenemos tecnología. Tenemos tres sondas saliendo del sistema. No tenemos tecnología para viajar a otros sistemas.

Respuestas (2)

Es absolutamente posible, solo que no se recomienda. New Horizons se lanzó a la velocidad de escape del sistema solar , lo que significa que podría haber visitado cualquier lugar más allá de la Tierra sin detenerse. Sin embargo, visitó Júpiter, eso fue para permitirle irse aún más rápido, la parada de Júpiter era puramente opcional.

En cuanto a la cuestión de las naves espaciales con capacidad humana, nuevamente, podría hacerse, si uno está dispuesto a usar un cohete lo suficientemente grande. El BFR propuesto ciertamente podría lanzar un satélite a la órbita terrestre que podría abandonar el sistema solar sin necesidad de asistencia por gravedad. Los requisitos de Delta V para tales se pueden ver en la etapa de Wikipedia de Delta-V Budget . Requiere 8,8 km/s desde la órbita terrestre para sobrevolar Júpiter. Requiere 12,3 km/s para escapar de la gravedad del Sol. Por lo tanto, ahorra bastante delta-V, lo que permite más carga útil y/o tiempos más rápidos, pero en general se puede hacer. Pero apenas tiene sentido hablar de naves espaciales tripuladas del sistema solar exterior cuando ni siquiera hemos enviado una misión tripulada a Marte.

Otra nueva pregunta: ¿podríamos realmente lanzar una nave espacial tan rápido para que pueda abandonar el sistema solar sin hacer ningún tirachinas, pero con una tripulación humana?
La respuesta a esa pregunta es sí, pero ¿qué va a hacer la tripulación?
@ErinAnne Peso del nuevo horizonte <500 kg, una Soyuz está cerca de los 7000 kg. Sería posible, pero tal vez no con la tecnología actual.
¿Necesitas que haya humanos a bordo que sigan vivos cuando abandonen el sistema solar y te importa cuánto tiempo tardarán en irse?
Van a estar muertos de todos modos.
No hay razón por la que requiera una aceleración intensa o peligrosa; una vez en el espacio, puedes hacer un encendido más prolongado, y la ecuación del cohete determina tu velocidad final máxima en relación con el punto de lanzamiento. Sin embargo, no es una misión suicida muy popular.
@pjc50: wow, siendo el primero en no ver nada de interés con mis propios ojos... ¿Dónde puedo registrarme para esa misión?
Yo, por otro lado, me pregunto si sopesar los beneficios frente a los costos de la asistencia de New Horizons Jupiter. Llegaría a Plutón más tarde, pero moviéndose más lento, tardaría mucho más en acercarse más y podría enviar muchos más datos. Tal vez incluso una captura sería factible (¿usando la asistencia de Caronte?)
@Antzi Si pones a los humanos en una caja sin ninguno de esos sistemas de soporte vital innecesarios, entonces sería una carga útil más liviana que New Horizons ...
Si no le importa mantener viva a la tripulación durante un período de tiempo determinado o devolverlos a la tierra, entonces es solo ~ 100 kg de masa (permitiendo cierto margen) por persona como si fuera cualquier otra carga útil.
No noté el deseo humano por tal nave espacial. Agregué un poco más de información relevante.
@SF. Esa podría ser una excelente pregunta para el sitio principal ;-)

Con una nave espacial lo suficientemente ligera y cohetes lo suficientemente grandes, es posible alcanzar directamente la velocidad de escape solar. Actualmente esto solo se ha hecho con la sonda New Horizons . Entonces es posible, solo que muy difícil de hacer.

De ahí la órbita de la honda, que le brinda aceleración "libre" sin necesidad de combustible adicional para cohetes. No es que sea 100% necesario, simplemente que es la forma más práctica de hacerlo. Una analogía sería si eliges caminar por un sendero suave alrededor de la parte exterior de una montaña, o si vas por la cima: ambos te llevarán al mismo lugar, y el camino suave cubre una distancia más larga, pero hacerlo de la mejor manera. La manera difícil es más lenta y requiere mucho más esfuerzo.

En la superficie de la Tierra, la atracción gravitatoria del Sol es 0,0006 veces la gravedad de la Tierra. G=9.8N/kg, por lo que esto da una atracción gravitacional de aproximadamente 6mN/kg. Una nave espacial sin motor que no tiene velocidad de escape solar eventualmente sería atraída hacia el Sol a menos que hubiera otros factores que controlaran su trayectoria. No necesariamente caería "dentro" del Sol, pero probablemente terminaría en una órbita elíptica alrededor del Sol.

Sin embargo, la gravedad no es el único juego en la ciudad aquí. El Sol produce una presión de radiación que permite que las velas solares propulsen una nave espacial. Aunque esta presión de radiación disminuye con la distancia al Sol, disminuye con una característica de cuadrado inverso, al igual que la gravedad. Una vela solar que puede superar la gravedad en la órbita de la Tierra, por lo tanto, también superará la gravedad durante el resto de su viaje fuera del sistema solar, y la nave espacial siempre acelerará alejándose del Sol. Actualmente tenemos una nave de vela solar exitosa que demuestra que esta teoría realmente funciona en la práctica, pero aún no hemos tenido una nave espacial seria que use esto como medio principal de propulsión. Sin embargo, todavía vale la pena mencionarlo.

Esta respuesta está llena de falsedades. Encuentra más fuentes.
"No necesariamente caería" en "el Sol": rozar el sol requiere más delta-V que escapar del sistema solar. Es mucho menos probable que lo haga que escapar. " En la práctica, eso no es posible actualmente por razones económicas/prácticas". La respuesta de PearsonArtPhoto señala que New Horizons se lanzó directamente a la velocidad de escape. Hizo esto con un Atlas V en 2006, con la parte superior Centaur y una etapa de sustentación más. Este no es un lugar para editoriales. El hecho de que pienses que algo es difícil no significa que no se haya hecho.
Vale la pena señalar que NH era pequeño, y es el único objeto en la historia que se lanzó directamente desde la Tierra a una velocidad de escape del sistema solar, pero se ha hecho una vez, así que...
@ErinAnne Sin editorial: no sabía que NH tenía una velocidad de escape solar completa, y sabía que había usado una honda de Júpiter. Aclararé esa parte. Gracias por la corrección.
" Actualmente, esto solo se ha hecho con la sonda New Horizons. Así que es posible, pero muy difícil de hacer". Soy ingeniero aeroespacial. Trabajo en mecánica orbital (aunque principalmente LEO relnav, no trayectorias interplanetarias). El lanzamiento de New Horizons fue único porque, francamente, tenía una misión única. Ciertamente, hay límites de masa para la etapa Atlas 551 / Centaur / ATK Star, pero dado que tenemos los cohetes, es más fácil enviar una sonda para escapar de esa manera que planificar tirachinas y esperar las ventanas apropiadas. Da la casualidad de que somos bastante buenos con las hondas de todos modos.
¿Sería posible ir más allá de Júpiter sin hacer ninguna honda?
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