¿Qué tan rápido te llevará 1g allí?

Si tiene la energía para un empuje constante de 1G, ¿cuánto tiempo le llevaría llegar a los planetas de nuestro sistema solar? ¿Cuánto duran los 5 sistemas solares más cercanos?

Suponiendo que gire y desacelere a la mitad.

"1 g de empuje" apuntando hacia arriba equilibrará la gravedad y hará que flotes. "1g" (como yo lo leo), es la aceleración causada por la gravedad de la Tierra; si así es como realmente lo define, entonces su aceleración disminuye a medida que se aleja (y 'siente menos tirón') de la Tierra. Por supuesto, no es necesario que apunte directamente hacia arriba, y la suposición de TidalWave de que lo que quiso decir es 9,8 m/s/s probablemente sea correcta, pero tenga en cuenta que aun así, su respuesta le proporciona un mínimo , por ejemplo, suponiendo que pueda girar de la gravedad y la atmósfera (y las suposiciones que menciona en la parte superior).
@ hunter2, tienes razón, 1 g de empuje no te sacará del planeta. La suposición es que el punto de partida está en órbita, 1 g de empuje durante un viaje largo proporciona empuje y gravedad simulada.

Respuestas (3)

Suponiendo que la aceleración es constante, d = ( 1 / 2 ) a t 2 . Entonces, representada en el tiempo, la distancia recorrida es una bonita parábola.

Si desea saber el tiempo que tardaría en recorrer una distancia específica, es fácil de manipular d = ( 1 / 2 ) a t 2 .

t = 2 d / a

Si está utilizando metros y segundos como sus unidades, a = 9.8 metro mi t mi r s / s mi C 2

Recorrer la mitad de la distancia a la luna tomaría alrededor de 1,75 horas. La otra mitad de la distancia gastada en desaceleración tomaría la misma cantidad de tiempo.

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Usando Días y AU (unidades astronómicas) podemos ver que 3 días obtendrán alrededor de 2.5 AU (a mitad de camino a Júpiter). 4,5 días te darán 5 AU (a medio camino de Saturno). 9 días te darán 20 AU (más de la mitad del cinturón de Kuiper)

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Se vuelve más complicado para las distancias interestelares. En mecánica newtoniana v = at, por lo que tomaría un poco menos de un año alcanzar c con 1 g de aceleración. Pero la relatividad no lo permitirá, solo podemos acercarnos a c.

Nuestro modelo newtoniano está bien durante casi un año de aceleración y después de eso, la relatividad destruye esta bonita parábola:

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Después de 1 año a 1 g, habremos viajado 0,5 años luz y nuestra velocidad estará cerca del máximo. Luego, nos estamos moviendo cerca de c, así que agrega un poco más de un año por cada año luz de distancia.

Su "agregue un poco más de un año por cada año luz de distancia" es correcto para un observador externo, pero para alguien a bordo de la nave, el modelo newtoniano es correcto para todas las distancias (medidas antes de comenzar la aceleración): la contracción de Lorentz reducirá el universo durante el viaje para dar la apariencia de la física newtoniana.
Hermosa respuesta. Solo quiero señalar que, dado que toda la pregunta es teórica, ¿por qué no ignorar la masa? si nos permitimos suponer a=9,8 m/s/s, entonces no depende de la masa, por lo que la relatividad no es un gran problema.
@Mark Dividí el viaje en incrementos de 35,4 días, cada incremento aceleró 0,1 c. Después de 354 días obtuve alrededor de 0,76 c y los pasajeros percibieron 300 días. No estoy seguro de que sea correcto, no me siento cómodo con la relatividad especial. No creo que ni un observador externo ni los pasajeros que aceleran vean lo que parece ser un universo newtoniano.
@Mark no es del todo cierto. Después de todo, si observa cosas que caen en gravedad constante, aún no puede verlas ir más allá de la velocidad de la luz, lo que significa que la física newtoniana no se sostiene ni siquiera como se ve desde la nave.
@MaudPieTheRocktorate, si observa cosas que caen en gravedad constante, usted es el observador externo, no la persona a bordo del barco.
@Mark No, se sentiría y se vería muy no newtoniano. Hay juegos y simulaciones que ponen la velocidad de la luz a una velocidad mucho más baja para lograr un efecto. Las cosas se ponen realmente raras. Consulte, por ejemplo , gamelab.mit.edu/games/a-slower-speed-of-light o este clásico: apod.nasa.gov/apod/ap111018.html .
@Tiana, claro, las imágenes no son newtonianas, pero el tiempo de viaje no lo es.
@mark no, no es algo lineal; es fácil verificar que la dilatación del tiempo y la contracción de lorentz no se cancelarán entre sí de forma agradable y limpia como sugieres

Sin asumir el tiempo necesario para la maniobra orbital, girando a la mitad de 180 ° para desacelerar, suponiendo la distancia más cercana de los planetas (y la Luna) a la Tierra, y sin tener en cuenta el consumo de combustible (es decir, aceleración constante literal de 1 g):

  • La Luna/Luna :
    Más cercana a la Tierra ( Superluna ): 356 577 km Tiempo
    de viaje (a 9,80665 m/s 2 , sin desaceleración): 2 h 22 m 12
    s Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 3 h 20 m 24 s

  • Mercurio :
    Más cercano a la Tierra: 77,3 millones de km
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , sin desaceleración): 1d 10h 52m 48s Tiempo de
    viaje (a 9,80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 2d 1h 19m 12s

  • Venus :
    Más cercano a la Tierra: 40 millones de km
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , sin desaceleración): 1d 1h 5m 2s
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 1d 11h 28m 48s

  • Marte :
    Más cercano a la Tierra: 65 millones de km
    Tiempo de viaje (a 9.80665 m/s 2 , sin desaceleración): 1d 7h 58m 5s
    Tiempo de viaje (a 9.80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 1d 21h 13m 1s

  • Júpiter :
    Más cercano a la Tierra: 588 millones de km
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , sin desaceleración): 4d 0h 11m 2s
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 5d 16h 2m 2s

  • Saturno :
    Más cercano a la Tierra: 1200 millones de km
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , sin desaceleración): 5d 17h 25m 1s
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 8d 2h 20m 24s

  • Urano :
    Más cercano a la Tierra: 2570 millones de km
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , sin desaceleración): 8d 9h 6m 0s
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 11d 20h 24m 0s

  • Neptuno :
    Más cercano a la Tierra: 4300 millones de km
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , sin desaceleración): 10d 20h 7m 48s Tiempo de
    viaje (a 9,80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 15d 7h 52m 48s

  • Plutón :
    Más cercano a la Tierra: 4280 millones de km
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , sin desaceleración): 10d 19h 31m 12s
    Tiempo de viaje (a 9,80665 m/s 2 , desaceleración a la mitad): 15d 7h 1m 12s

Me arrastraré de vuelta a mi esquina ahora... ;)
Habría alguna pequeña diferencia dependiendo de la velocidad de cada planeta en el momento del lanzamiento, pero esto debería ser lo suficientemente cercano.
¿Puedes agregar uno para el cinturón principal?
@TildalWave Supongo que su "desaceleración a mitad de camino es para igualar la velocidad de la tierra" y no la velocidad del planeta objetivo. (en cuyo caso todavía te estás moviendo muy rápido en relación con el planeta)

Según wikipedia, el viaje interestelar a 1G tomaría aproximadamente 1 año + la distancia en años luz. Proxima Centauri (4,2 años luz), por ejemplo, tardaría 5,2 años.

Pero ese tiempo es desde el punto de vista de los observadores estacionarios en el punto de partida. La duración del viaje desde el punto de vista del viajero sería menor debido al efecto de dilatación del tiempo predicho por la Teoría de la Relatividad de Einstein. Cuanto mayor sea la distancia, mayor será la velocidad desde el punto de vista del observador estacionario. Desde el punto de vista del observador estacionario, la tasa de aceleración del viajero disminuiría a medida que se acercara a la velocidad de la luz. El viajero no vería ningún cambio entre su velocidad y la velocidad de la luz. En cambio, experimentarían el tiempo a un ritmo cada vez más lento, lo que efectivamente haría que la distancia al destino se acortara.

Debido al efecto de dilatación del tiempo, la aceleración de 1G debería ser suficiente para viajar a cualquier parte de nuestra galaxia en menos de una vida desde el punto de vista del viajero, pero no del observador estacionario.

Para obtener más información sobre el efecto de la dilatación del tiempo, lea la "Breve historia del tiempo" de Stephen Hawking.

Artículo de Wikipedia sobre viajes interestelares con aceleración constante: en.wikipedia.org/wiki/Space_travel_using_constant_acceleration
Use una unidad de Alcubierre para reducir la relatividad (si puede ...) :)
@MikeP La unidad de Alcubierre es ciertamente una idea emocionante, pero desafortunadamente los cálculos más recientes sobre viabilidad sugieren que uno necesitaría "La producción de energía de una civilización de tipo III" para que funcione. Desafortunadamente, eso es tan avanzado que apenas escribimos SciFi al respecto.