¿Viajamos horizontalmente en el mismo plano o verticalmente mientras exploramos el espacio? [cerrado]

Este es el resultado de dos hechos físicos: que la gravedad, apuntando hacia el centro de la Tierra, es la única forma de definir "abajo", y que la mayor parte del Sistema Solar está bastante cerca de un solo plano geométrico , la eclíptica , que es como el rectángulo que describes. También se debe en parte a que la mayoría de nuestras comunicaciones son esencialmente bidimensionales, por lo que representar la naturaleza tridimensional real del espacio es bastante difícil.

El primero de esos hechos físicos es bastante sencillo. Debido a que "abajo" es siempre hacia el centro de la Tierra, para alejarnos de la Tierra tenemos que ir "arriba". Eso es realmente todo lo que hay que hacer. (Aunque, en la práctica, la mayoría de las naves espaciales tienen que alcanzar la órbita antes de abandonar la vecindad de la Tierra, y la órbita se mueve hacia los lados a velocidades muy altas mientras cae, de modo que la inercia de esa alta velocidad contrarresta la aceleración de la caída. Entonces, mientras que las naves espaciales necesitan ir hacia arriba, también necesitan ir hacia los lados comparativamente mucho más rápido hasta que estén bastante lejos de la Tierra: decenas, si no cientos de miles de kilómetros).

El segundo de estos es un poco más complicado. La órbita de un cuerpo siempre se encuentra en un solo plano (descontando los diversos efectos perturbadores que pueden desplazarlo ligeramente), por lo que si el Sol tuviera un solo planeta y nada más, sería, por definición, un sistema con el "rectángulo largo" efecto que describes. Pero, de hecho, nuestro Sistema Solar real está muy cerca de ser el mismo "rectángulo largo", a pesar de los numerosos cuerpos que contiene: los planetas orbitan a unos pocos grados del mismo plano, llamado eclíptica (que se define como el plano que la Tierra orbita adentro), y muchas de sus lunas no están mucho más lejos.

Dado que la mayoría de las veces está tan cerca de la verdad representar una trayectoria desde "arriba" de la eclíptica sin preocuparse de que suba o baje un poco, y dado que es mucho más difícil imprimir o mostrar una trayectoria orbital tridimensional completa , la mayoría de las publicaciones lo simplifican de la forma que has visto. Pero es necesario rastrear la inclinación real de las órbitas para las sondas interplanetarias, por supuesto, cualquiera de las cuales perdería esencialmente cualquier objetivo por millones de kilómetros, si no más, si simplemente asumieran que todo estaba en la eclíptica.

En el caso de las misiones interestelares, las cosas se complican más. Las estrellas no están distribuidas muy ordenadamente en relación con la eclíptica. Sin embargo, la exploración interestelar práctica, si alguna vez tenemos la tecnología para hacerlo, aún seguirá unun solo plano durante la mayor parte de la misión, o tan cerca como sea posible, y dado que la distancia entre las estrellas es mucho mayor que todo el Sistema Solar, los diagramas pueden representarlo simplemente como un punto en un lado de la página y mostrar un buen orden. línea larga ligeramente curva hasta un punto en el otro lado. La trayectoria real desde la Tierra puede parecer una serie de vueltas alrededor de la Tierra y el Sol antes de un camino que se endereza lentamente hacia el destino, pero puede entender por qué la vista desde el suelo no es muy práctica para poner en una sola imagen: no puede ves la nave espacial la mayor parte del tiempo, y cuando puedes, realmente no puedes ver lo que está haciendo.

Si alguna vez llegamos al punto de programar múltiples paradas en el sistema estelar en diferentes inclinaciones relativas al Sol en el mismo viaje, entonces las cosas finalmente deberán representarse con mayor precisión como una rutina. Pero eso es tan lejano en el futuro imprevisible que no tiene sentido preocuparse por eso.

Sin embargo, es justo mencionar que la nave espacial Voyager en particular tiene inclinaciones bastante altas en la actualidad; usaron sus últimas asistencias de gravedad (de Saturno y Neptuno respectivamente) para salir disparados en un ángulo bastante agudo de 36° y 79° respectivamente en relación con la eclíptica. Antes de eso, sus inclinaciones variaban dentro de los pocos grados normales de la eclíptica. Mostrar con precisión la trayectoria de la Voyager 1/2 desde 9,5 AU (Saturno) o 30 AU (Neptuno) hasta su posición actual (que, al menos en el caso de la Voyager 1, está a más de 100 AU del Sol) seguiría centrándose principalmente en la publicación -fase eclíptica, pero hay suficiente de antemano como para que un buen diagrama realmente necesite trabajar para mostrar la transición en tres dimensiones.

Un programa gratuito para visualizar el sistema solar puede ayudarte; Prueba Celestia , es bastante buena. Activa las visualizaciones de las órbitas y verás como están casi todas en el mismo plano. Como no hay arriba ni abajo en el espacio, no tiene sentido hablar de horizontal o vertical. Dado que el sistema solar está muy cerca de un plano, podríamos llamarlo plano, horizontal, también conocido como eclíptica, lo que sea, pero es algo arbitrario.

Un tipo de subida y bajada en el espacio es en términos de gravedad, y podemos subir y bajar el "pozo de gravedad" viajando más rápido o más lento. Imagine el espacio como una lámina de goma estirada, con cada planeta como un peso sobre la lámina, lo que hace que se doble hacia abajo. Para salir de la superficie de un planeta, no importa en qué dirección vayas, es cuesta arriba en todas las direcciones. El espacio es más o menos lo mismo. Con mucha energía puedes salir del pozo de gravedad del planeta, moverte a través de la hoja y eventualmente caer en una depresión diferente.

Si quisieras salir del sistema solar y tuvieras mucha energía (como un cohete masivo), podrías hacerlo en la dirección que quieras, apuntando a cualquier estrella. Solo necesitas suficiente energía para salir del pozo de gravedad. Pero en la práctica no tenemos ese tipo de energía, por lo que necesitamos que las sondas espaciales pasen por uno o dos planetas en una maniobra de tirachinas, lo que les da un impulso de velocidad. Esto significa que, para empezar, a menudo viajan en el plano "horizontal" de la eclíptica, ya que ahí es donde están los planetas.