¿Son factibles los barcos de salto? (No unidades de salto, sino barcos que saltan)

Como se mencionó anteriormente, no se trata de unidades de salto, se trata de naves que saltan físicamente.

Escribo ciencia ficción, tratando de no agitar demasiado las manos , así que quiero comprobar si esta es una tecnología factible.

Los saltadores de órbitas son naves que se utilizan en planetas pequeños con gravedades <1 y/o asteroides lo suficientemente grandes como para ejercer una atracción gravitacional. Esencialmente, tienen patas electromagnéticas que acumulan energía cinética y la liberan de una sola vez, extendiendo la pierna con forma de pistón hacia el suelo. Similar a un cañón de riel en diseño, pero con mucha menos potencia. Una vez fuera de órbita, se utilizan propulsores omnidireccionales para maniobrar.

es posible?

Editar: ¡Gracias por las respuestas a todos! Parece que tendré que abandonar la idea de mi barco. Afortunadamente, no es una parte integral de la historia, simplemente no había visto nada parecido antes, pero ahora sé por qué. Jajaja

No podemos responder a su segunda pregunta. La suspensión de la incredulidad depende de qué tan bien se cuenta una historia y los hechos se presentan, no de cuán realistas son esos hechos. Una de mis naves espaciales favoritas en la memoria reciente es un árbol que se enciende quemando objetos mágicos.
Muy cierto. Gracias, editaré.
¿Tienes tecnología/magia de amortiguación inercial? Sin él, no veo que esta sea una solución útil sin piernas muy largas.
Recomiendo encarecidamente jugar un poco de Kerbal Space Program si quieres escribir sobre mecánica orbital de manera realista. Es bastante loco cuánto puede cambiar tu intuición simplemente jugando un poco con las manos. Por ejemplo, una de las cosas que aprendes muy pronto en ese juego es que subir no es suficiente; orbitar significa ir de LADO muy, muy rápido. Una pierna simplemente no va a tener suficiente tracción para dispararte de lado lo suficientemente rápido. (Luego, además, está la resistencia del aire y el hecho de que si su órbita comienza desde el suelo, vuelve a tocar el suelo una órbita más tarde).
Tal vez si vivieras en el planeta del Principito , donde el diámetro es solo unas 3 veces la altura de una persona... Por supuesto, probablemente no tendría suficiente gravedad para pararte sin entrar constantemente en órbita cuando viajas. una roca. O si lo hiciera, sería básicamente una estrella de neutrones y no propiciaría exactamente que los príncipes vivieran en ella...
@ BeeWadd46290 ya que mencionas asteroides, entonces es totalmente posible (aunque no para nada con una gravedad lo suficientemente fuerte como para caminar). Consulte el procedimiento de muestra del subsuelo de Hayabusa2 que ocurrió en 2019 en.wikipedia.org/wiki/Hayabusa2
@DanielWagner No estoy de acuerdo: puede alcanzar la órbita baja de Kerbin con una gran patada vertical (tendrá que hacer gran parte de ella por encima de la atmósfera) y una quemadura muy pequeña, es simplemente lenta e ineficiente. Arde hacia arriba hasta que tu apoapsis esté justo debajo de la Esfera de la Colina, luego deslízate. En el apoapsis, ajuste su periapsis a 60 km (el borde de la atmósfera de Kerbin es de 70 km). Espere hasta que su apoapsis caiga a la altitud deseada y luego circule. En la práctica, no puedes saltar a través de la atmósfera, pero este truco requiere una atmósfera para liberar tu energía extra.
@LorenPechtel Ganar altitud para reducir el uso de combustible es lo segundo que aprendes. Tal vez alguien aprendió esas lecciones en el otro orden, pero apostaría fácilmente que el 99% no lo hace. ^_^
@DanielWagner El punto es que si tiene suficiente altitud, puede obtener su velocidad horizontal con una pequeña quemadura, no necesita las enormes quemaduras que hacen los cohetes. La idea era qué pasaría con un lanzamiento de catapulta si pudiera sortear la resistencia en el camino hacia arriba. Si la NASA pudiera intercambiar 9 km/seg de encendido de cohetes por 18 km/seg de lanzamiento de catapulta, estarían extasiados. Tenga en cuenta que, incluso sin aerofrenado, si tiene un lanzador de naves espaciales, es más barato lanzarlo lejos y usar sus cohetes para reducir el apoapsis que simplemente quemarlo hasta la órbita.
La mayoría de las respuestas a continuación parecen ignorar el hecho de que su planeta tiene mucha menos gravedad que la Tierra....

Respuestas (6)

Si no puedes sobrevivir a un aterrizaje forzoso desde el espacio, no puedes sobrevivir a un salto al espacio.

Una propiedad interesante y útil de las trayectorias orbitales es que son reversibles en el tiempo. Si desea comenzar desde el suelo y lanzarse al espacio con un impulso repentino, eso es esencialmente lo mismo que una versión invertida en el tiempo de comenzar desde el espacio y detenerse en el suelo con un impulso repentino, es decir, un aterrizaje forzoso. La viabilidad de un salto al espacio con supervivencia es básicamente la misma que la posibilidad de un aterrizaje forzoso con supervivencia desde el espacio (ignorando los efectos de arrastre).

En cuerpos con una gravedad similar a la de la Tierra, eso requerirá velocidades de varios km/s al saltar/chocar, lo que no permitirá sobrevivir a menos que tenga un brazo de pistón absurdamente largo para distribuir la aceleración con el tiempo. Esto solo sería realmente factible en cuerpos muy pequeños con baja gravedad y sin atmósfera, donde la velocidad de despegue requerida se mide en m/s en lugar de km/s. El factor limitante es la aceleración de supervivencia de la tripulación. Puede trabajar hacia atrás a partir de los valores de aceleración de supervivencia y el tiempo de extensión del pistón para estimar su velocidad máxima de despegue; si esta velocidad no es mayor que la velocidad de escape del cuerpo que está dejando, regresará de inmediato. Las naves de drones que no tienen que proteger las bolsas de carne blandas podrían manejar aceleraciones mucho más altas y serían más adecuadas para un diseño de lanzamiento de este tipo, aunque

Por supuesto, si tiene una atmósfera apreciable, el aterrizaje forzoso de manera segura se vuelve bastante factible, mientras que el aterrizaje forzoso inverso se vuelve aún más imposible.
Solo para calcular esto: la aceleración récord mundial experimentada por humanos es 46Gs, o ~460m/s^2. Plutón tiene una velocidad de escape de 1,21 km/s, o 1210 m/s. Lo que significa que necesitas acelerar durante 3 segundos con 46G, recorriendo una distancia de 460*1,5=700m. Pistón absurdamente largo es lamentablemente preciso.
En algo como Phobos, saltar es bastante factible, al menos desde una perspectiva puramente mecánica. El problema es el tiempo de suspensión: un simple salto impulsado por piernas humanas te enviará un kilómetro más o menos, con media hora más o menos para disfrutar del paisaje antes de que tengas que averiguar cómo aterrizar.

No, no sin hacer astronauta-salsa

La velocidad de escape de la Tierra es de alrededor de 11 kilómetros por segundo. Esto es increíblemente rápido.

Para calcular la aceleración que sería necesaria para alcanzar esa velocidad en un solo salto, puedes usar una fórmula cinemática:

v 2 2 Δ X = a

Dónde v es la velocidad objetivo y Δ X es la longitud de las "Patas de Salto" en su nave espacial. Si conectamos números para un ascenso fuera del pozo de gravedad de la Tierra y usamos una longitud de pierna de, digamos, 100 metros, obtenemos una aceleración necesaria de alrededor de 60000G ( la LD50 humana instantánea es de alrededor de 75G). Esto mataría a cualquier humano a bordo y probablemente también rompería la nave; es más que una experiencia de balas cuando se dispara con un arma. Además, la fricción atmosférica sería extrema, lo que probablemente convertiría toda la nave en un fino polvo quemado.

Incluso si el planeta desde el que está "saltando" no tiene atmósfera y es varias veces más pequeño que la Tierra, no hay una configuración en la que algo se considere un "planeta" y tenga aceleraciones de lanzamiento de supervivencia.

Cuando se trata de espacio, todo se reduce a delta V, cuánta capacidad tiene algo para cambiar su velocidad. Por ejemplo, se necesitan aproximadamente 9,4 km/s de delta V para llegar a la órbita terrestre baja desde la Tierra. Llegar a la luna requerirá aproximadamente otros 6 km/s de delta V. Si fueras a saltar de la tierra a la luna, tendrías que dejar el suelo a 15 km/s desde un punto muerto. Esto ignora toda la energía que perdería debido a la resistencia del aire, que aumenta exponencialmente según la velocidad.

Entonces, cualquier cosa cercana a la gravedad terrestre, o con una atmósfera, definitivamente está descartada.

Lo que es mucho más probable es que, en lugar de que cada nave contenga todos los mecanismos necesarios para saltar a la velocidad adecuada (que también deberá acelerarse a la velocidad objetivo), use un lanzador fijo para "saltar" para el buques. Esta es efectivamente la idea detrás del uso de impulsores de masa en la luna para enviar material extraído de regreso a la tierra.

Posible si. Factible No.

Similar a un cañón de riel en diseño, pero con mucha menos potencia.

Exactamente. Usted ha respondido principalmente a su propia pregunta.

También tomando esto para aplicar a lugares con gravedad por debajo de 1/3g

Análogo al lanzamiento de armas.

Esencialmente, la pregunta es la viabilidad de un sistema de lanzamiento de armas. O un cohete que solo tiene una explosión.

Para ser máximamente efectivo, dicho sistema tendría fuerzas muy altas en el despegue/lanzamiento. Las personas realmente no manejan fuerzas prolongadas de más de 20 g en sus cuerpos. Este es un problema conocido con estos sistemas, por lo que la solución habitual es aumentar la longitud del cañón, aumentar el tiempo de aceleración.

La mayor parte del tiempo en el espacio es solo un lastre.

Pero una vez que la nave se aleja del cuerpo espacial, esas piernas son un peso muerto. No ayudan con la propulsión. Pero deben trasladarse al siguiente destino del barco. Costará combustible trasladarlos a un lugar donde vuelvan a ser útiles.

Escenario posible/viable

Unidad de exploración no tripulada que saltaría alrededor de una luna o algún otro planetoide de baja masa. Quizás más versátil que las ruedas. Menos costoso que las piernas. Tal sistema saltaría de un lugar a otro mientras exploraba. Los saltos permitirían vistas desde la elevación y permitirían el cruce de terreno accidentado. Ese es el salto sería el principal modo de transporte.

Si tienes las piernas muy largas, sí. Repartir la fuerza a lo largo de una larga distancia significa que necesita menos energía (y tendrá menos v 3 resistencia del aire.

Si quisiera patas cortas, tendrían que ser telescópicas, pero luego tendría que llenarlas con gas a medida que se extienden, lo que generaría fricción en el punto de entrada. Podría aspirar aire en la parte superior a través de una abertura amplia y luego expulsarlo en la parte inferior a través de una abertura tan pequeña como las piernas se contraen.

Por supuesto, la energía involucrada implica una gran cantidad de gasto de calor. ¿De dónde sacas esta energía? Si puede eliminar eso manualmente y fabricar secciones telescópicas que sean muy delgadas y livianas, entonces esto podría ser factible.

Podría funcionar mejor como asistencia de lanzamiento, para liberar una embarcación que puede volar el resto del camino con menores requisitos de combustible. Las patas telescópicas regresarían al suelo después del lanzamiento y permanecerían conectadas al suelo durante la extensión para que puedan ser impulsadas por una central eléctrica local.

OPCIÓN 1: HONDAS GRAVITACIONALES

Potencialmente, podría tener una nave que use la fuerza centrífuga y la atracción gravitacional de un planeta para lanzarse alrededor de un planeta. Esta maniobra ha sido realizada antes por naves interestelares del mundo real.

OPCIÓN 2: UN ARMA GRANDE

Si no tiene miedo de hacer que su novela parezca realmente extravagante y cómica, podría tener algún tipo de enorme cañón de propulsión electromagnética que lance una especie de 'buque' sin propulsión a velocidades increíblemente altas fuera de la gravedad del planeta hacia un objetivo distante y le permita dulce, dulce inercia hace el resto. Los problemas con esto podrían incluir pequeñas cantidades de fricción que se acumulan en viajes increíblemente largos y que ralentizan el progreso a paso de tortuga y meteoritos y campos de gravedad que desvían la cápsula o la destruyen.

Sin embargo, ambas opciones son increíblemente lentas sin alguna forma de lograr FTL. Podría llevar miles de millones de años llegar a un planeta o estrella distante. Podrías compensar esto con algún tipo de estasis o con naves de generación.

Tenga en cuenta que la honda gravitatoria solo funciona si ya no está orbitando el cuerpo en cuestión. En realidad, no puedes salir disparado de la órbita; aceleras a medida que te acercas al planeta exactamente en la misma cantidad para desacelerar al salir del planeta, y terminas a la misma velocidad y altitud a la que comenzaste. Además, las naves "interestelares" del mundo real no existen. Apenas hemos dejado nuestra propia heliopausa. Aunque eso no es realmente relevante.
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