El transporte aéreo se descompone

Los vuelos comerciales serían la menor de las preocupaciones en la Tierra si la gravedad aumentara tanto.

Seguramente para los aviones actuales, donde el aumento tendría que ser del orden del 30% para incluso hacer que los vuelos "ligeros" (correo, pasajeros) no sean viables para aviones que pueden levantar más del 40% de su masa como carga pesada, los efectos de tal aumento gravitacional estaría en el nivel de extinción de los problemas.

Primero, la presión atmosférica aumentaría. Facilitando el vuelo, pero de repente la concentración de oxígeno se vuelve peligrosa para la salud. El clima está en ruinas ya que cambiaría el punto de evaporación del agua: enormes sequías. Desastre ecológico, ya que muchas especies aerotransportadas pero menos "poderosas" perderían la capacidad de volar. La solubilidad del gas en agua cambiaría, lo que conduciría a un agua mucho más ácida con dióxido de carbono que se disolvería más fácilmente. Todos los satélites se estrellarían. Los vientos se volverían mucho más peligrosos, no solo debido al cambio climático que seguramente causaría huracanes, sino simplemente porque una mayor presión del aire transporta más energía a la misma velocidad. Se verían afectados muchos procesos químicos (probablemente incluida la combustión de combustible en los motores de los automóviles). El cambio de carga en la corteza terrestre daría lugar a poderosos terremotos.

En serio, si quieres sacar los aviones del aire, piensa en alguna forma menos drástica que aumentar la gravedad del planeta.

Respuesta corta para viajes aéreos
La practicidad no depende de la masa o la gravedad de un cuerpo. Es la relación entre la gravedad de la superficie y la densidad del aire lo que lo hace práctico o poco práctico.

Mientras la relación entre la aceleración gravitatoria y la densidad del aire permanezca constante, los viajes aéreos seguirán siendo prácticos.

Aumentar la gravedad de la superficie mientras se mantiene constante la densidad del aire eventualmente hará que los viajes aéreos sean poco prácticos. Cuando se vuelve poco práctico, depende de qué tan eficientes sean sus motores y cuál considere que es la carga útil de tamaño mínimo que vale la pena.

Si duplicara la gravedad planetaria mientras mantiene constante la densidad del aire, los viajes aéreos comerciales no serían prácticos (aunque algunos aviones especiales aún podrían ser posibles). Por ejemplo, tome los números de un Boeing 747 . Si duplicara la aceleración gravitacional, el avión podría despegar si estuviera vacío pero no podría llevar carga.

Peso bruto al despegue: 333.390 kg
1 g de peso en vacío: 162.400 kg
Peso en vacío de 2 g: 324 800 kg ~ 333 390 kg

Para duplicar la gravedad de la Tierra, tendría que duplicar la masa del planeta manteniendo el radio igual O mantener la masa de la Tierra igual y disminuir su radio al 70% de la corriente.

Se necesitaría la colisión de dos cuerpos de la masa de la Tierra o más grande para hacerlo y eso licuaría la Tierra - No hay sobrevivientes. Además, la atmósfera y la hidrosfera se perderían permanentemente.

No hay escenario que pueda imaginar que pueda hacer esto y dejar sobrevivientes.

Respuesta corta para viajes espaciales
En mi opinión, los cohetes químicos están a punto de ser poco prácticos ahora. Incluso con puesta en escena (lo que hace que el rendimiento sea mejor), no se usan mucho ahora, excepto como un mecanismo de transporte especializado para transporte de muy alto valor.

Entonces, si duplicó la gravedad de la superficie, su único método práctico de lanzamiento espacial podría ser uno de estos que documenté en la sección The Case for Space de mi blog:

1. Propulsión de pulsos nucleares
2. Lanzamiento láser/nave ligera
3. Acelerador de carnero
4. Pistola de gas ligero
5. Pistola de bobina

Básicamente, solo los motores con una potencia específica muy alta (por ejemplo, bombas nucleares) o que no tienen que llevar su propulsor funcionarían para el lanzamiento espacial de un planeta 2g; la densidad del aire no afecta mucho excepto para hacerlo más difícil.

Elevación - Peso
A partir de un análisis de primer orden, la sustentación es la fuerza requerida para levantar la aeronave del suelo. La sustentación debe ser igual a la masa de la aeronave para poder despegar.

$$L = \frac{m_aM_pG}{r^2} \rightarrow L = m_a a_p$$

$m_a$- vehículo aéreo de masas
$M_p$- Masa del planeta
$a_p$- Aceleración gravitacional del planeta G - Constante gravitatoria universal
r - Radio de la superficie del planeta

La ecuación de elevación es:

$$L = \frac {1}{2} C_L \rho V^2$$

L - Fuerza de elevación
$C_L$- Coeficiente de sustentación (depende de la aeronave y la forma del ala)
$\rho$- Densidad del aire
$V^2$- Velocidad del vehiculo al cuadrado

Así que juntándolos obtenemos:

$$m_a a_p = \frac {1}{2} C_L \rho V^2 \rightarrow a_p = \rho \frac {C_LV^2}{2m_a}$$

Simplificando obtenemos

$$\frac{a_p}{\rho} = \frac {C_LV^2}{2m_a}$$

Esta ecuación muestra que$C_L$, V,$m_a$permanece constante si la razón de$\frac{a_p}{\rho}$permanece constante.

Arrastre - Empuje
Además de los problemas de peso, también debe pagar una penalización por arrastre.

La ecuación de arrastre es idéntica a la ecuación de sustentación pero usa una constante diferente. Puede aproximar el coeficiente de arrastre como 1/10 de la ecuación de sustentación.

$C_D$~$\frac{C_L}{10}$

Asi que

$$D = \frac{1}{20}C_L \rho V^2$$

La ecuación de empuje del motor de turbina es:

$$D = T = \left(\dot{m_a} + \dot{m_f} \right)v_e - \dot{m_a}v_i$$

$\dot{m_a}$- Caudal másico de aire, que también se puede expresar como$\dot{m_a} = \rho A v$
$\dot{m_f}$- Caudal másico de combustible
$v_e$- Velocidad de escape del motor
$v_i$- Velocidad del aire en la entrada (cuando se multiplica por$\dot{m_a}$, esto también se conoce como presión de ram
A - Área en la entrada o el escape (dependiendo de dónde esté haciendo el cálculo)

Pero generalmente se aproxima con lo siguiente (la contribución del combustible al empuje es principalmente a través del calentamiento):

$$D = \dot{m_a} \left(v_e - v_i \right)$$

No voy a pasar por todos los giros para hacer esto exactamente. Supongo que la entrada y el escape son del mismo tamaño (casi nunca lo son), pero simplemente quiero la sensación de las ecuaciones y para este propósito funciona.

$$D = \rho A v \left(v_e - v_i \right)$$

Combinando con la ecuación de arrastre y obtenemos

$$\rho A \left(v_e^2 - v_i^2 \right) = \frac{1}{10}\frac{1}{2}C_L \rho V^2 \rightarrow \frac{1}{10} m_a a_p = \rho A \left(v_e^2 - v_i^2 \right)$$

Sustituyendo en la equivalencia de la ecuación de sustentación a la masa del avión por la gravedad de la superficie, obtengo:

$$\frac{a_p}{\rho} = 10 \frac{A \left(v_e^2 - v_i^2 \right)}{m_a}$$

De todos modos, para resumir, parece que su Arrastre sigue siendo el mismo mientras la relación entre la gravedad de la superficie y la densidad atmosférica permanezca constante.

Una mejor manera de evitar los viajes aéreos en general no es tanto hacerlo físicamente inverosímil, sino hacerlo imprácticamente costoso.

Cuando el volcán islandés entró en erupción y lanzó una gran cantidad de polvo a la atmósfera, los vuelos quedaron en tierra durante mucho tiempo . El polvo no era tan fuerte como para afectar a las personas en tierra. Recuerdo que mi coche tenía una capa de polvo encima, así que obviamente lo estaba respirando y nunca noté nada malo, pero el polvo habría afectado a los aviones que volaban a través de él. velocidad, el polvo sería absorbido por los motores a reacción de muy alta precisión y los dañaría, si no es que eventualmente causarían fallas, lo que provocaría que la aerolínea pagara una enorme factura por las reparaciones. Tenga en cuenta que algunos aviones volaron, particularmente los turbohélices que se usaron para medir la densidad de cenizas en la atmósfera.

El polvo increíblemente fino obstruirá los filtros de aire, especialmente si tienen mucho aire aspirado, de una manera que no afectará algo que funciona más lento como los pulmones.

Así que ponga algo en el aire que no sea bueno para maquinaria de alta presión o alta velocidad. El polen, el polvo y la contaminación servirán.

Como han señalado otros, cambiar la gravedad no va a molestar mucho a los viajes aéreos y va a crear problemas importantes en otros lugares. En cuanto a la idea de que un asteroide golpee cambiando la gravedad... Bueno, cualquier asteroide lo suficientemente grande como para cambiar la gravedad de la Tierra lo suficiente como para ser medible incluso con instrumentos sensibles va a convertir la Tierra en una bola de magma fundido.

Si desea tener una idea de cómo sería la sociedad moderna sin los viajes aéreos, recuerde que tenemos un ejemplo de la vida real: los días posteriores a los ataques del 11 de septiembre, cuando se cerraron los viajes aéreos comerciales en los EE. UU. Investiga eso y extrapola.