Estaba leyendo un hilo popular sobre el delta-v requerido para escapar del sistema solar en comparación con el delta-v requerido para chocar contra el sol. Lo entiendo: la propia tierra ya tiene una alta velocidad (29,7 km/s), así que solo tienes que seguir empujando para escapar. Pero necesitas perder toda la "velocidad terrestre" (de 29,7 a 0 km/s) para chocar contra el sol. Si comparas ambos, es "más barato" escapar del sistema solar.
La parte que no entiendo es: ¿por qué se necesita una velocidad de 0 km/s para chocar contra el sol? ¿No caerías inevitablemente en espiral hacia la superficie del Sol incluso si fueras más rápido que 0 km/s?
Realmente no necesita "caer en línea recta" (lo que requeriría, de hecho, 0 km / s), ¿ o sí?
¿No caería inevitablemente en espiral hacia la superficie del sol incluso si fuera más rápido que 0 km/s?
No. En escalas de tiempo razonables, una órbita tendrá una distancia fija de máxima aproximación, llamada "periapsis". (Estas escalas de tiempo se acortan si estás lo suficientemente cerca de lo que estás orbitando como para que una atmósfera pueda arrastrarte hacia abajo).
Realmente no necesita "caer en línea recta" (lo que requeriría, de hecho, 0 km / s), ¿o sí?
Verdadero. 0 km/s sería necesario para llegar al centro del sol. Podemos resolver la velocidad necesaria para bajar el periápside por debajo del radio del sol. Según Wikipedia , la primera quema para una transferencia Hohmann toma un delta-V de
Para la transferencia que estamos considerando
Conectando todo eso a Python, encuentro que necesitamos un delta-V de -26.9 km/s para rozar la superficie del sol. Suponiendo que su cifra de 29,7 km/s fuera correcta, hemos perdido el 90% de nuestra velocidad centrada en el sol para hacer esto.
Técnicamente, no es necesario reducir la velocidad exactamente a 0 m/s en relación con el Sol para chocar contra él. Calculemos la velocidad aproximada requerida para rozar la "superficie" del Sol. Esta es una excelente respuesta sobre cómo calcular la apoapsis y el periapsis de una órbita.
En primer lugar, la Tierra está a unos 150 000 000 km del centro del Sol. Queremos obtener un perihelio de 700 000 km desde el centro del Sol (el radio del Sol es de unos 697 000 km, por lo que está a unos 3000 km sobre la "superficie").
Así que trabajemos al revés. Para calcular la excentricidad, utilice:
Podemos concluir que necesitamos unos 2867 m/s de velocidad a una distancia de 150 millones de km para obtener un periápside de 700 000 km que se encuentra justo por encima de la superficie del Sol. Lo que significa que necesitas un de porque la velocidad de la Tierra es de unos 29 km/s. Dado que 26 km/s de delta v es MUCHO, lo que hacen la mayoría de las naves espaciales es ir a uno de los planetas exteriores (como Júpiter) y usar la asistencia de la gravedad para desacelerar. La velocidad orbital disminuye con la distancia.
Y la Tierra perdería su energía orbital y se movería en espiral y chocaría contra el Sol, pero eso llevaría miles de millones de años. Los satélites tardan muchos años en salir de la órbita de la Tierra debido a la atmósfera y la actividad del Sol. Pero antes de que la Tierra pierda su energía orbital, el Sol se expandiría hasta convertirse en una Gigante Roja y posiblemente se tragaría a la Tierra.
Y ten en cuenta que si quieres tomar el sol, la forma más barata (¡pero lenta !) de hacerlo es salir . 12,32 km/s te llevará al infinito, en el infinito una quemadura de 0 m/s matará tu velocidad orbital y entrarás directamente. Por supuesto, esto llevará un tiempo infinito, pero incluso ir tan lejos como la órbita de Júpiter significa que Usa menos energía para soltar tu periapsis que si lo hubieras hecho directamente.
La forma más económica es dirigirse a Júpiter y usarlo para reducir la velocidad.
Ya hay muchas respuestas muy buenas, pero vale la pena agregar una explicación simple:
Si quieres dar con el sol, tienes que dirigirte directamente al sol, de lo contrario te lo perderás.
Y en el espacio perder el sol en el primer intento significa que nunca lo alcanzarás. O tienes suficiente velocidad para dejar el sistema solar en un curso parapólico, o terminarás en una órbita elíptica que toca el sol o no lo alcanza, en cada giro. Sin empuje activo, en el espacio no existe una trayectoria en espiral.
Dicho esto, la órbita terrestre te da una velocidad lateral de 29 km/s, por lo que si quieres dirigirte directamente hacia el sol, debes compensar esa velocidad.
Otra versión de la respuesta de @StarMan usando solo la ecuación prolífica † vis-viva para encontrar la velocidad mínima a 1 AU que rozará el Sol:
dónde es , y es el radio del Sol.
No es coincidencia que esto también se vea exactamente como la respuesta de @ErinAnne ; hay tantas maneras de hacer cumplir las leyes de conservación.
el minimo de será donde también es 1 AU ( ).
Con eso da 2865 m/s confirmando las otras respuestas.
† https://space.stackexchange.com/search?q=%22vis-viva%22
¿No caería inevitablemente en espiral hacia la superficie del sol incluso si fuera más rápido que 0 km/s?
Eso podría suceder pasivamente si el objeto tuviera ciertas características peculiares ya sea por diseño o por coincidencia.
Un objeto que orbita cerca del Sol podría, bajo algunas circunstancias especiales, girar lentamente en espiral hacia el Sol, pero tomaría mucho tiempo incluso para una mota de polvo, mucho más que para una vela solar.
No es necesario que disminuya la velocidad por completo, pero la diferencia entre bajar el periápside hasta el centro del sol en comparación con su superficie no es tanta en el gran esquema de las cosas.
El sol es PEQUEÑO en comparación con 1 UA, la distancia de la Tierra al Sol. Si realmente quieres llegar al núcleo, 0 km/s es el camino a seguir. Si solo quiere golpear el sol (por ejemplo, si desea arrojar desechos nucleares allí por cualquier motivo), solo necesita reducir la velocidad ... mucho. Pero no precisamente a 0 km/s. Por supuesto, esto supone que estás usando cohetes puros. Podría reducir la velocidad, aunque muy lentamente, con algún tipo de vela solar. También podría haber alguna otra forma, conocida o no, que sea más eficiente para los esfuerzos de azotar el sol.
Una forma más fácil de alcanzar el sol que ~0 km/s es ir a la región exterior del sistema solar, ya que esto hace que sea más fácil reducir la velocidad... y dar el último salto.
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