Realmente no hay una limitación técnica sobre qué tan rápido podemos hacer que una nave espacial vaya (aparte de la limitación física obvia de la velocidad de la luz), aunque existen limitaciones prácticas, la principal limitación técnica es la aceleración proporcionada por las diferentes propulsiones. tecnologías Las limitaciones prácticas, la cantidad de combustible que podemos traer y la cantidad de delta-v (cambio de velocidad) que proporcionará el combustible, determinan la elección de la propulsión que desea utilizar.
La propulsión química tiene una eficiencia extremadamente baja, pero libera su energía a velocidades extremadamente altas (alta aceleración), que es lo que necesita al levantar un planeta (necesita una aceleración mayor que la gravedad, cuanto más rápido acelere, más eficiente será su lanzamiento estarán).
La propulsión iónica es mucho, mucho más eficiente (mucha delta-v para el peso del combustible transportado), pero tiene una aceleración extremadamente baja (probablemente ni siquiera podría despegar del cometa Rosetta con un motor de iones). La propulsión de plasma (que actualmente solo se ha probado en un entorno de laboratorio, aunque se probará en el espacio muy pronto, posiblemente este año) tiene una aceleración ligeramente mayor (aunque todavía significativamente más baja que los cohetes químicos), pero es realmente difícil de construir ya que el plasma es electromagnéticamente neutro (las unidades de iones utilizan solo la parte iónica del plasma que es bastante fácil de controlar con campos magnéticos). Tanto las unidades de iones como las de plasma son formas de propulsión eléctrica y requieren una cantidad extrema de energía eléctrica, esto proporciona otra limitación práctica. Los paneles solares pueden funcionar en el sistema solar interno, pero una vez que salga del cinturón de asteroides se volverá difícil recolectar la cantidad de energía requerida, los radioisótopos no duran mucho tiempo y los reactores nucleares son muy pesados, por eso ‘ Nunca se ha utilizado en el espacio.
- ¿Qué daño podría causarle si alguien pudiera buscar su identidad y dirección?
- ¿Cuál es el peor error tecnológico desde la década de 1960?
- ¿Cuál es un marco de tiempo realista para cuando el "Prime Air" de Amazon estará disponible públicamente?
- ¿Por qué los programadores no están interesados en las nuevas tecnologías?
- ¿Puedes escuchar radio FM en el espacio?
La propulsión térmica nuclear (distinta de la propulsión de pulso nuclear a la que llegaré en un momento) está muy en pañales, por lo que no lo consideraría tecnología actual (aunque espero que la veamos probada en algún momento antes del final de la próxima década).
La impulsión de pulso nuclear es algo que se propuso en los años cincuenta, cuando la guerra fría todavía estaba en su apogeo, la idea es que arrojes una bomba nuclear en la parte trasera de tu nave espacial y montes en la explosión por un momento, y luego arrojes otra, extremadamente alta aceleración (significativamente más que cohetes químicos) con una eficiencia un poco despreciable, pero hay algunos obstáculos técnicos bastante extremos que tendrían que resolverse (¿cómo hacer que la nave sobreviva a repetidas explosiones nucleares en las proximidades, si te preocupas por las personas? detrás de ti, tendrás que alejarte de los planetas habitados antes de ponerlo en marcha). Ninguno de los obstáculos técnicos es insuperable con la tecnología actual (recuerde, era una opción viable en los años cincuenta), pero introduce otra limitación práctica además de política: ¿dónde va a obtener tantas bombas nucleares y cómo se encuentran? vas a convencer al resto del mundo para que te permita usarlos?
La opción final son las velas solares, una eficacia efectivamente infinita (sin combustible ni masa de reacción para transportar), pero la aceleración es ridículamente pequeña (pero es esencialmente constante). El problema principal es que la aceleración que obtienes cae bastante rápido a medida que te alejas del Sol (una vez que vas más allá de Urano, es mejor que consideres que no tienes empuje utilizable).
Todos menos un pequeño puñado de naves espaciales han usado cohetes químicos (literalmente, puede contar con una mano el número que no lo ha hecho). Las velas solares, por ejemplo, solo se han probado con éxito una vez (y no era el modo principal de propulsión orbital, IKAROS fue acelerado fuera de la órbita de la Tierra por un cohete químico antes de su lanzamiento), y la propulsión de plasma, como mencioné, ha aún no se ha probado en el espacio (aunque eso sucederá muy pronto). Los propulsores iónicos se usan con bastante frecuencia para el mantenimiento de la estación (corrigiendo una órbita de satélites para compensar el arrastre atmosférico o las perturbaciones de otras fuentes gravitacionales), pero como el principal medio de propulsión (una vez que se ha lanzado) solo se ha usado cuatro veces (incluido el una prueba de vela solar exitosa hace que los cinco se puedan contar con una mano) Por lo tanto, es cuestionable si desea considerar esta tecnología actual o la tecnología del futuro cercano.
Una vez que llegues allí, probablemente quieras reducir la velocidad para que puedas quedarte un rato. Esto significa que necesitará al menos el doble de combustible (cualquier delta-v que use para alcanzar la velocidad de escape tendrá que purgarse de alguna manera para entrar en órbita en su destino, sondas que hemos enviado a Venus, Marte, Júpiter , y Saturno han usado la atmósfera de los planetas hasta cierto punto para eliminar el exceso de velocidad).
Entonces, para responder a su pregunta original, si usa cohetes químicos, le tomará cientos de miles de años hacer el viaje o tendrá que hacer varios lanzamientos para poner en órbita enormes cantidades de combustible, entonces probablemente haga varios viajes alrededor del Sol para asistencia de gravedad, y probablemente una misión final de reabastecimiento de combustible interplanetario) antes del empuje final para escapar de la velocidad e incluso entonces todavía le llevará siglos.
PD Sí, sé que se han realizado otras pruebas de velas solares o de propulsión solar, pero IKAROS es la única nave espacial de vela solar especialmente diseñada que ha utilizado con éxito la propulsión de presión ligera para maniobrar. Las otras pruebas eran solo métodos de prueba de despliegue de velas o se declararon exitosas a pesar de no serlo en ningún sentido verdadero de la palabra.
