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¿Es posible alcanzar 1000 km/s o más en una nave tripulada, con motor de plasma o la aceleración nos mataría antes?

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Apuntes Prácticos

TL; DR: Si pudiéramos hacer una etapa o motor capaz de alcanzar esa velocidad en un tiempo razonable con una masa "lanzable", no habría problema por ese lado, porque podríamos operarla a cualquier aceleración que nuestro cuerpo tolere hasta llegar a esos 1.000 km/s o más.


A ver, empecemos por lo que ya existe, ¿OK? Los cohetes espaciales tripulados aceleran de 0 a velocidad orbital (unos 27.000 km/h o 7,5 km/s) en aproximadamente 9 minutos de vuelo, tiempo durante el que además se elevan hasta su órbita inicial a unos 200 km de altitud. Los famosos Soyuz rusos lo hacen en algo menos de 9 minutos (desde liftoff [despegue] en L + 00:00:00 hasta 3rd stage shutdown [apagado de la 3ª etapa] en L + 00:08:47):

SpaceX lo hace en 8'52", o sea apenas unos segundos más; de hecho, el cohete Soyuz-FG con la nave Soyuz-MS y el cohete Falcon 9 Block 5 con la nave Crew Dragon tienen un patrón de vuelo prácticamente idéntico:

Como puedes ver en los indicadores de este segundo video, los primeros 1.000 km/h se alcanzan en el primer minuto de vuelo aprox., pero esos son "los más difíciles" (y "lentos") porque es donde la atmósfera es más densa y el cohete con la nave "pesa más"; luego aceleran mucho más deprisa (en el último minuto pasan de 20.000 a 27.000 km/h, aprovechando que ya casi no queda atmósfera y el cohete se ha desprendido de sus primeras etapas, con lo que tiene mucha menos masa.)

La aceleración media que experimentan los astronautas durante el conjunto del lanzamiento es de casi 3.000 km/h adicionales cada minuto: 14,45 m/s², o sea algo menos de una g y media (1 g = 9,81 m/s².) Pero durante ese "acelerón final" de 20.000 a 27.000 km/h en el último minuto, la aceleración es de 35,35 m/s², o sea 3,6 g, menos que en unas cuantas montañas rusas, aunque más sostenido, desde luego: un minutito entero a 3,6 g "no daña pero pica." Digamos que es una experiencia interesante.

En realidad, el cuerpo humano permitiría hacerlo más deprisa. Por ejemplo, el modo de abortaje balístico de emergencia de las naves Soyuz si el asunto se tuerce a gran altitud prevé más de 1 minuto a 6–7 g, rozando las 8 g en algún momento. Estas personas tuvieron que hacerlo el 11 de octubre de 2018 y… bueno, ahí los ves, reencontrándose con sus familias —después de la revisión médica— esa misma tarde:

Sin embargo, como te cuento, esto es un modo de emergencia ideado para separarte enseguida de un cohete que está estallando o desintegrándose o algo y devolverte rápidamente a la Tierra "duro pero seguro." Salvo casos de estos en que "no queda otra", te arriesgas a sufrir lesiones, es tontería forzar innecesariamente las cosas, y además se nos reduciría enormemente la carga útil si pretendiéramos lanzar con semejantes aceleraciones.

OK, volvamos a nuestro cohete. Ahora imaginemos que le añadimos esa "cuarta etapa" imaginaria para acelerar nuestra Soyuz o nuestra Dragon desde los 27.000 km/h de velocidad orbital inicial a tus 1.000 km/s (3.600.000 km/h.) Bien, no presionemos demasiado a nuestros cosmonautas: como van a estar acelerando un buen rato, vamos a limitarlo a 1,5 g. Para eso, esta etapa tendría que actuar durante unas 19 horas. Creemos que un día a 1,5 g es tolerable para un cuerpo humano sano tomando algunas medidas de precaución y movimiento.

Si lo bajamos a 1 g (la misma aceleración que si estuvieran en la superficie terrestre, que tenemos normalizada como imperceptible a menos que nos caigamos, y por tanto sin ningún efecto sobre la salud), esta 4ª etapa tendría que actuar durante unas 28 h para alcanzar los mismos 1.000 km/s.

Por tanto, si pudiéramos crear una etapa o motor capaz de hacer esto, nuestros cosmonautas no sufrirían ningún problema médico derivado de su aceleración (ni tampoco de la velocidad, que no les afecta en nada a menos que choquen con algo imprevisto por el camino.)

Si acelera muy despacito pero constantemente, entonces necesitarían días, semanas o meses acelerando a una fracción de g cada vez más pequeña, con los ocupantes en aparente minigravedad o microgravedad, y entonces sus potenciales problemas médicos serían los contrarios: los propios de la microgravedad a largo plazo, bien estudiados gracias a las estaciones espaciales.

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