Qual é o empuxo de 1G e quão rápido levaríamos para chegar a Marte?


Melhor resposta

O impulso 1G é igual a 1 gravidade de aceleração constante e levaria você a Marte em cerca de 1 dia e 7 horas.

Basicamente, o impulso 1G é um antigo padrão de ficção científica para o espaço viagem, porque cria uma gravidade artificial constante que permite aos astronautas viver em um ambiente relativamente normal durante a viagem. Mais do que isso tensiona seus corações – menos, e você está perdendo densidade óssea.

A ideia importante com esse tipo de viagem é que você está sob aceleração constante versus velocidade constante. Com os foguetes de hoje – como o tipo que Elon Musk quer construir – você acelera até sua velocidade de viagem, desliga o motor e desce até seu destino. Com impulso constante, você está acelerando na metade do caminho.

Por que na metade? Porque você tem que desacelerar para retornar à velocidade zero, então basicamente você vira a nave de costas na metade do caminho e desacelera em sua órbita de estacionamento de destino. Eu acredito que Jerry Pournelle escreveu sobre isso como uma maneira incrivelmente óbvia de se anunciar a qualquer pessoa no sistema solar de destino, porque eles verão aquela enorme nuvem de exaustão em um telescópio muito antes de poderem descobrir quaisquer detalhes de sua nave real .

O impulso constante de 1G é rápido, mas se seus astronautas estão em alguma forma de criostase, você poderia teoricamente acelerar mais rápido, embora no final das contas você esteja limitado pela velocidade da luz, a menos que tenha algum tipo de dobra .

No entanto, um mecanismo de dobra não é necessário para o empuxo constante: presumivelmente, um mecanismo de fusão seria capaz de fazer isso, e você poderia usar uma quantidade relativamente pequena de propelente acelerada a uma velocidade incrivelmente alta pelo unidade de fusão para a aceleração.

Resposta

Quanto impulso é necessário para produzir 1 g de aceleração depende de a massa do navio e a eficiência da propulsão; não há uma resposta única aqui. ————— Se você pudesse manter 1 g de aceleração para toda a viagem — o que não é possível com a tecnologia atual — existem dois conjuntos de respostas, dependendo sobre se você deseja parar em Marte ou apenas fazer um sobrevôo.

Caso 1 (parar): isso envolve acelerar em metade da viagem e, em seguida, desacelerar igualmente na outra metade. Portanto, precisamos simplesmente encontrar o tempo para a metade e dobrá-lo.

À distância mínima x (Terra e Marte na conjunção inferior, Terra no afélio e Marte no periélio), t = \ sqrt {\ frac {x} {a}} = 74 600 \ text {s}, ou pouco menos de 21 horas . Dobre isso para obter cerca de 41 horas. À distância máxima (Terra e Marte na conjunção superior, Terra no afélio e Marte no afélio), t = cerca de 56 horas; dobre para obter cerca de 112 horas.

Caso 2 (sobrevôo): acelerando até o fim Na distância mínima, t = cerca de 29 horas; na distância máxima, t = 79 horas.

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