Viabilidad de las estaciones espaciales de "vendedor viajero" propulsadas balísticamente

En realidad, está proponiendo una versión modificada del " Aldrin Cycler ", que es esencialmente una estación espacial que se mueve en una órbita continua entre la Tierra y Marte. La principal ventaja es que el ciclador puede ser lo suficientemente grande como para transportar un blindaje pesado contra la radiación, sistemas de soporte vital (como granjas hidropónicas) y otros equipos pesados ​​que requerirían mucha energía para acelerar o desacelerar.

Ir y venir del ciclador es relativamente fácil, una nave espacial pequeña y liviana aceleró con fuerza desde la Tierra o Marte para alcanzar al ciclador, mientras que otras naves espaciales pequeñas y livianas desaceleraron para entrar en la órbita de la Tierra o Marte. Dado que las naves no tienen que transportar gran cantidad de protección contra la radiación, soporte vital o incluso suministros durante más de unos pocos días, pueden ser mucho más pequeñas y livianas que un sorbo diseñado para recorrer todo el camino entre la Tierra y Marte.

Una vez que lee la descripción, se da cuenta de la diferencia entre la propuesta de Cycler y OP. Dado que el OP quiere atrapar y entregar cápsulas de carga acelerándolas o decelerándolas contra la nave, se cambiará la órbita del Cycler, mientras que la propuesta original de Aldrin usa cohetes autopropulsados ​​para hacer el viaje, por lo tanto, poca o ninguna transferencia de impulso al ciclador. .

Trayectoria orbital de un ciclador

Entonces, como primer paso, funcionaría un ciclador simple que usa transbordadores para tomar o entregar carga en la Tierra y Marte.

La propuesta del OP podría funcionar, sin embargo, dadas algunas condiciones muy estrictas. Al capturar elementos disparados desde la Tierra o Marte, la nave espacial está operando esencialmente como un " controlador de masa híbrido ".", por lo que la nave puede ganar o perder energía capturando y entregando masa desde puntos fijos en la Tierra y Marte. El ciclador debe seguir una órbita trazada con mucho cuidado para mantener su camino entre los planetas, por lo que la cantidad de energía ( masa X velocidad ^ 2) ya sea recibido por el ciclador o entregado en forma de paquetes debe limitarse estrictamente a cantidades que no cambien negativamente los parámetros orbitales. Además, el ciclador debe equilibrar la recepción y el gasto de energía (tomando en cuenta pérdidas en cuenta) para evitar perturbaciones a largo plazo en su trayectoria orbital. En otras palabras, si un marciano cancela su pedido de Amazon.earth, seguirá recibiendo su paquete independientemente. sacará rápidamente al ciclador de su órbita.

Zio, me encanta la idea, pero espero que necesite alguna modificación para que la ciencia funcione (la historia, sin embargo... ¡Me encanta la idea de una historia!)

Ignorando los detalles y simplificando demasiado por un momento, si desea que una estación espacial de masa M se mueva a una velocidad V, entonces necesita enviar un cargamento de masa M a una velocidad de 2V para compensar el hecho de que, al capturar el cargamento, acaba de duplicar el masa. A medida que disminuye la masa de la carga, la velocidad del envío debe aumentar para adaptarse a la diferencia. Básicamente, si envía una carga con una masa de 0,05 M (5 % de la masa de la estación), debe enviarla con una velocidad de 21 V (recuerde, realmente estoy simplificando las matemáticas. Nuestros físicos contribuyentes probablemente se estén ahogando con su sobremesa). mentas en este momento Pero esto es lo básico de las colisiones no elásticas, como recuerdo de mis recuerdos universitarios de décadas). Mi punto es, si quieres mover una estación espacial de la Tierra a Marte en un tiempo razonable (como un mes),

Para empeorar las cosas, siempre hay una pérdida de energía al transformar un tipo de energía en otro. Supongamos que está utilizando tecnología de tipo cañón de riel para acelerar un bote, cuyo contenido es su carga. La electricidad se utiliza para generar magnetismo (energía perdida) que genera fuerza cinética (energía perdida) que debe superar las condiciones atmosféricas (energía perdida) hasta llegar al espacio. Su estación espacial no puede simplemente "atrapar" la bala, ya que la fuerza involucrada desgarraría la estación... así que estamos creando un campo magnético inverso para convertir la energía cinética nuevamente en electricidad (pérdida + pérdida). Es esa nueva electricidad la que se está utilizando para proporcionar propulsión a la estación (a menos que usemos unobtanium para atrapar la bala... pero el contenido es polvo después de la captura...).

Por supuesto, la estación espacial puede usar frenado orbital e incluso atmosférico para entrar en órbita alrededor de un planeta, lo que reduce la necesidad de usar los aceleradores para las maniobras de frenado, pero no creo que eso haga que la solución sea lo suficientemente viable.

Por lo tanto, usar envíos de carga para contribuir a la eficiencia energética/combustible de las estaciones espaciales es una gran idea, pero por sí mismos, los envíos (a) no pueden producir eficientemente la energía necesaria para mover la estación o (b) lo hacen con tanta pérdida de energía que sería económicamente más eficiente poner un motor en la estación.

Al final, aunque adoro la idea de los vendedores ambulantes en estaciones espaciales ambulantes, me temo que debo concluir que la solución de propulsión no es viable. Sin embargo, mantendría la idea de mover carga... solo necesitas agregar motores a las estaciones espaciales. Y podría usar aceleradores lineales del lado del planeta y aceleradores de bucle (como colisionadores parciales) en las estaciones para transbordar la carga.

¡Maldita sea! ¡Me encanta la idea!