Viajes espaciales en convoy, ¿cuáles son los pros y los contras?

Esa es una idea interesante. Hay varias consideraciones a tener en cuenta aquí:

1. Capacidad para lanzar varios cohetes en el mismo plano en rápida sucesión. Muy caro: hay que doblar todo y más que doblar el control de calidad ya que se trabaja con márgenes más ajustados y en un ambiente digamos de prisas indebidas. Tendrá que pagar indemnizaciones por despido después del aumento que pone a prueba el presupuesto.

2. Órbita transmarciana Precisión de inserción: un segundo de retraso significaría que los módulos de tránsito no estarán cerca uno del otro cuando se apague el motor. Viajar entre los módulos no será fácil.

3. Pesadilla balística. En lugar de apuntar únicamente al punto de entrada, todas las correcciones a mitad de camino deberán mantener los módulos juntos a lo largo de la ruta.

4. Dificultades de entrada, descenso y aterrizaje: como dijiste, la colisión es una posibilidad real si deseas aterrizar los módulos dentro de una cierta distancia (20-30 metros) entre sí.

5. Falta de un requisito claro para mantener los módulos juntos. El tránsito es la fase menos riesgosa (a pesar de los rayos cósmicos galácticos y las erupciones solares), y los sistemas de soporte vital son más eficientes con tripulaciones más grandes. Si un módulo falla durante el vuelo, no hay capacidad disponible en otros módulos. Definitivamente quieres mantener a todos los miembros de la tripulación en una sola embarcación. Tampoco desea realizar cócteles para invitados de otros módulos.

6. Las cargas preposicionadas se pueden lanzar en trayectorias más eficientes, lo que reduce el costo total de la misión.

TL; DR: el tránsito de formación aumenta los costos y no reduce los riesgos.

Los "convoyes" espaciales, en mis mejores sueños, algún día serán extraordinariamente comunes. La razón tiene muy poco que ver con las ventajas tradicionales de viajar juntos, es decir, compañerismo, redundancia, etc. El acoplamiento de naves espaciales es lo suficientemente difícil como para que no sea práctico. En cambio, verá los convoyes como una consecuencia natural de la mecánica orbital.

Para ir de la Tierra a Marte o a cualquier otro planeta, probablemente utilizarás una órbita de transferencia de Hohmann .

Estas son órbitas altamente elípticas que se extienden mucho para que su afelio alcance la órbita del planeta objetivo. Perderse algo tan grande como un planeta es muy vergonzoso, por lo que planea una transferencia Hohmann para que el planeta llegue cerca de su afelio al mismo tiempo que la nave espacial. Las transferencias de Hohmann delta-V/empuje/combustible más bajas ocurren en un ciclo repetido de "ventana de transferencia" basado en las órbitas de los planetas de origen y destino.

Para Marte, la ventana de transferencia delta-v baja ocurre cada dos años. Para Venus, es cada 15 meses*.

Launch Window Planner de Alex Moon es una calculadora de ventana de lanzamiento para Kerbal Space Program que ilustra esto muy bien. Llegar de Kerbin a Duna puede tomar tan solo 1,7 km/s de delta-v o más de 10 veces eso para el mismo tiempo de viaje, todo dependiendo de cuándo realice la quema de inyección trans-Duna.

Si nos convertimos en una verdadera civilización espacial, espero que vea muchas naves que se lanzan a LEO en las semanas previas a una ventana de transferencia de colonias. Sacudirán cada nave, probando todas las perillas y widgets antes de su largo viaje. (Esperemos que también se llenen de combustible desde un depósito en órbita). Finalmente, a medida que se acerca el momento mágico, los verás apagarse uno por uno y desaparecer lentamente de tu ventana/pantalla/telescopio.

• Compruebe el valor de Venus antes de jurar por él.
• Todo esto es discutible si la tecnología EmDrive puede escalar unos pocos órdenes de magnitud.

Viajar por el espacio en una serie de vehículos relativamente juntos, en la misma trayectoria, es costoso e innecesario, como señala Deer Hunter.

Pero viajar a Marte, digamos, en una serie de naves separadas, tal vez muy ampliamente, podría tener sentido. Un vehículo podría transportar personas y los otros podrían transportar suministros o combustible. Podrían lanzarse desde varias plataformas diferentes en todo el mundo, lo que podría ser una forma de distribuir el costo. También podría permitirnos distribuir el costo a lo largo del tiempo. Podría permitirnos usar propulsores de cohetes existentes como Delta o Atlas en lugar de tener que desarrollar otros nuevos y más potentes (como el SLS planificado). La nave de suministro podría lanzarse con meses o incluso años de anticipación y tomar rutas lentas y económicas. mientras que el barco tripulado podría hacer el viaje más rápido posible, para minimizar la exposición de la tripulación a la radiación. Creo que ese es en realidad un escenario para un viaje tripulado a Marte. Los robots podrían llegar primero para construir el hábitat, probablemente bajo tierra, para que la gente pudiera llegar y mudarse rápidamente. Los robots también comenzarían a producir combustible, agua, oxígeno, tal vez incluso alimentos, para que no sea necesario transportarlo todo desde la Tierra. (Por otro lado, ¿por qué enviar personas?)

Ventanas de lanzamiento interplanetario

La eficiencia de los viajes interplanetarios (el combustible y el tiempo requerido) varía significativamente en el tiempo debido a la mecánica orbital. Esto significa que si asumimos un futuro lejano con un tráfico significativo entre, digamos, la Tierra y Marte, entonces esperaríamos ver la mayoría de las naves en una dirección siendo lanzadas en los mismos días donde el viaje es eficiente, y luego una pausa para muchos meses con viajes realizados solo si es absolutamente necesario, ya que requieren mucho más combustible y, por lo tanto, un barco diferente.

Un riesgo adicional de un convoy: si sufre un golpe desagradable, un convoy significa que es más probable que los escombros golpeen a otro barco.

Por otro lado, un convoy significa que tienes más posibilidades de rescatar a alguien de una nave espacial dañada.