Teletransportar un objeto a una órbita geosincrónica

Suponiendo que se encontró un método para teletransportar objetos, y a gran distancia, si un objeto se teletransportó desde la superficie a un lugar a la altura correcta (Wikipedia dice aproximadamente 42,164 km desde el centro de gravedad de la tierra, si lo estoy leyendo correctamente ) y directamente sobre su punto de origen y manteniendo todo el impulso, ¿llegaría en una órbita geosincrónica? El impulso transferido desde su velocidad superficial debería ser exactamente la velocidad de un objeto en órbita geosincrónica, si mi comprensión de la mecánica orbital es correcta y, por lo tanto, debería estar en órbita geosincrónica.

Teletransportar el objeto a una ubicación más cercana a la Tierra debería dar como resultado que se encuentre en el apoapsis de una órbita elíptica y en su camino de regreso a la Tierra y, si se teletransporta lo suficientemente bajo, eventualmente colisionará. Teletransportar un objeto más lejos daría como resultado que se encuentre en el periápside de una órbita elíptica y, si se teletransporta lo suficientemente lejos, en realidad abandonaría la órbita terrestre.

La pregunta surge como resultado de pensar en los conceptos de diseño para un juego pesado de física que involucra viajes espaciales y, en última instancia, tecnología futura, y tratando de comprender cómo todos estos diversos tipos de tecnología de ciencia ficción interactuarían realmente con la mecánica orbital.

Astronomía y construcción del mundo
Teletransportar un objeto a cualquier órbita dada mientras se mantiene el impulso no es diferente a teletransportar tu objeto a una posición a unos pocos pies por encima de la cabeza del protagonista. ¿Qué pasa después? La gravedad se hace cargo.
@Saiboogu Tienes razón en que 'la gravedad se hace cargo', pero ten en cuenta que la órbita esencialmente cae pero falta constantemente. Si tu impulso de avance es suficiente, deberías 'caer' debido a la gravedad, pero aun así perderás y establecerás una órbita. Desafortunadamente, parece que la velocidad de la superficie de la Tierra es insuficiente para establecer una órbita circular dentro de su SOI, aunque es posible que pueda establecer una órbita elíptica. Todavía no estoy seguro.
Juega KSP durante al menos otro año primero. Haga clic en el indicador de velocidad para cambiar entre superficie, órbita y objetivo: velocidades relativas.
Al menos piensa un poco antes de intentar teletransportarte, y pregunta si no estás seguro ;-). La mayoría no lo hace, y es por eso que escuchamos tan poco al respecto.
¿Funcionará la combinación de teletransportarse lo suficientemente lejos (posiblemente a algún punto de Lagrange) y un motor lento pero de bajo consumo de combustible (como el impulso de iones) para obtener algo de aceleración adicional?
@PeterMasiar De cualquier manera, el principio de teletransportarse a una ubicación para ahorrar en el despegue Delta-V y el Delta-V necesario para alcanzar una órbita más alta sigue siendo válido. Si se teletransporta desde la superficie a un punto en el espacio desde la tierra, todavía te estás moviendo a ~ 460 m / s, por lo que podrías usar esto como punto de partida para establecer una órbita circular. Al cambiar los parámetros de su teletransporte, en realidad podría teletransportarse a una ubicación antes de su apoapsis para tener tiempo de circular.

Respuestas (3)

Me temo que estás equivocado. Un objeto en el ecuador de la Tierra tiene una velocidad de ~460 m/s. Un satélite en órbita geosíncrona tiene una velocidad de ~3000 m/s.

Puede que te confunda el hecho de que ambos objetos completan una "órbita" en 24 horas. Pero considere el hecho de que el satélite viaja una distancia significativamente mayor en ese tiempo.

Y en el segundo que leí la respuesta me di cuenta del error que cometí. Un objeto en órbita geosíncrona tiene una "velocidad superficial" de cero porque se mantiene sobre el mismo punto, pero la velocidad orbital sigue siendo mucho mayor. Teóricamente, si un objeto fuera teletransportado lo suficientemente alto, ¿entraría en órbita ya que los objetos en órbitas más altas tienen velocidades más lentas?
La velocidad orbital de la Luna es de aproximadamente 1000 m/s, por lo que, en teoría, puede haber una órbita de la Tierra más allá de esa con una velocidad de 460 m/s. Pero soy un tipo LEO... no sé a qué perturbaciones están sujetas órbitas tan altas.
Mi investigación en este momento indica que, en principio, un planeta que gira más rápido (o uno con más gravedad) podría permitir este fenómeno, pero según el SOI indicado de Wikipedia para la Tierra de 924,000 km y la órbita terrestre estimada de CalcTool para lograr una velocidad orbital de 460 m/s de alrededor de 1.870.000 km, esto no sería posible en la tierra, ya que estaría muy lejos de su SOI.
@Darinth sí, en órbita geoestacionaria, la velocidad superficial es 0, la velocidad orbital es mayor que en la superficie. La velocidad de la superficie es realmente solo un ∆ (rotacional) y tienen la misma velocidad de rotación, pero eso no se transfiere con su 'teletransporte'
@PeterCordes Creo que no tienes en cuenta que la velocidad orbital disminuye con la distancia. Un objeto puede moverse lo suficientemente rápido en la superficie de un planeta como para estar en una órbita estable si estuviera lo suficientemente alto, pero no en una órbita baja o lo suficientemente alto como para ser expulsado a la órbita. La luna solo tiene una velocidad orbital media de unos 1000 m/s, no lo suficiente para llegar a LEO pero lo suficiente para permanecer en una órbita estable más lejos.
@Darinth: oh, sí, lo soy. Empujar hacia adelante lo coloca en una órbita más alta, pero esa energía se convierte en PE gravitacional, no en la velocidad orbital KE. Estaba pensando que las órbitas más altas tenían una velocidad lineal un poco más rápida y solo una velocidad angular más lenta. Pero no, también tienen una velocidad lineal más lenta. Borré mi anterior. comentario.
Me pregunto si la órbita elíptica resultante es "estable", en el sentido de que no se cruza con la atmósfera.
Mientras el teletransporte "mantenga el impulso", también puede mantener la velocidad angular.

Como indica Organic Marble, tendrías una velocidad orbital insuficiente.

Sin embargo, incluso si no ha aumentado la velocidad orbital con su teletransporte, ha aumentado la energía orbital al aumentar la altitud.

Si su juego permite que el objeto sea teletransportado por segunda vez, aún puede lograr una órbita geosincrónica al permitir que el objeto caiga hacia la tierra hasta que su velocidad haya aumentado a alrededor de 3070 m/s, luego teletransportarlo nuevamente a 35,786 km sobre el ecuador en la fase correcta de modo que su velocidad sea tangencial a la órbita geosíncrona objetivo.

Alternativamente, considerando que esta máquina de teletransportación puede de alguna manera aumentar profundamente la energía potencial gravitacional de un objeto, no veo un argumento sólido (además de "la teletransportación no existe", que ya hemos suspendido) de que no podría aumentar también la energía cinética del objeto. y teletransportarse directamente a la órbita deseada con la velocidad necesaria.

Y este es un gran ejemplo de los tipos de juegos emergentes que serán fascinantes de ver. Un teletransporte para llegar al espacio, luego usar la gravedad para lanzar un objeto hasta la velocidad orbital y colocarlo en posición.

Para tener una velocidad de 460 metros/s en una órbita circular, un objeto necesitaría orbitar la tierra a una altitud de 1,9 millones de kilómetros. Que está fuera de la Esfera de la Colina de la Tierra, por lo que el sol la arrancaría de la influencia de la Tierra y estaría en una órbita heliocéntrica.

Si tiene un perigeo de 300 km, una órbita elíptica con un apogeo de 150 000 km se movería a unos 460 m/s en el apogeo.

¡Gracias! No estaba seguro de cómo calcular en qué apogeo/perigeo terminaría con diferentes velocidades y puntos de inicio. Así que parece factible establecer una órbita elíptica utilizando un único telepuerto a unos 150.000 km por encima de su punto de origen.
Teletransportar un objeto a una órbita geosincrónica
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