¿Qué es la red de transporte interplanetario?

¿Qué es la red de transporte interplanetario?

El concepto del artista de un cohete térmica bimodal nuclear en órbita terrestre baja. 

Fue con gran fanfarria que Elon Musk anunció los planes de SpaceX para colonizar Marte con el sistema de transporte interplanetario.

Realmente deseo que habían pegado a su nombre original, el BFR, el cohete fabuloso grande, o algo por el estilo.

El problema es que el sistema de transporte interplanetario está demasiado cerca de un nombre a otra idea genial, la Red de Transporte interplanetario, lo que le proporciona una manera casi libre de energía a viajar a través de todo el sistema solar. Suponiendo que no está en ningún tipo de prisa.

Cuando pensamos en los cohetes de despegar para destinos lejanos, es probable que imagina que apunta su cohete a su destino, disparando los propulsores hasta llegar allí. Tal vez dar la vuelta y frenar de nuevo a la tierra en el mundo extraño. Es cómo se puede conducir su coche, o volar un avión para ir de un lugar a otro.

Pero si has jugado a ningún programa espacial Kerbal, usted sabe que no es así como funciona en el espacio. En cambio, es todo acerca de las órbitas y la velocidad. Con el fin de conseguir fuera del planeta Tierra, que haya a viajar alrededor de 8 km / s, o 28.000 kmh hacia los lados.

Así que ahora, que está en órbita alrededor de la Tierra, que está en órbita alrededor del sol. Si desea llegar a Marte, hay que elevar su órbita para que coincida con Marte. La energía mínimo absoluto necesario para hacer que la transferencia se conoce como la órbita de transferencia Hohmann. Para llegar a Marte, lo que necesita para disparar sus propulsores hasta que va alrededor de 11,3 km / s.

A continuación, a escapar de la atracción de la Tierra, sigue una trayectoria curva agradable, e interceptar la trayectoria de Marte. Asumiendo que cronometrado todo bien, eso significa que interceptar Marte y entrar en órbita, o aterrizar en su superficie, o descubrir un portal al infierno excavado en una estación de investigación en Fobos.

Si quieres gastar más energía, adelante, podrás llegar más rápido.

Pero resulta que hay otra forma se puede viajar de planeta en planeta en el sistema solar, utilizando una fracción de la energía que usaría con la transferencia de Hohmann tradicional, y eso es el uso de los puntos de Lagrange.

Hicimos un artículo completo sobre los puntos de Lagrange, pero aquí hay un repaso rápido. Los puntos de Lagrange son lugares en el sistema solar, donde la gravedad entre dos objetos equilibra en cinco lugares. Hay cinco puntos de Lagrange relacionados con la tierra y el sol, y hay cinco puntos de Lagrange relativas a la Tierra y la Luna. Y hay puntos entre el Sol y Júpiter, etc.

Tres de estos puntos son inestables. Imagínese una roca en la cima de una montaña. No se necesita mucha energía para mantenerlo en su lugar, pero es fácil de golpear fuera de equilibrio por lo que viene rodando hacia abajo.

Ahora, imagina todo el sistema solar con todos estos puntos de Lagrange para todos los objetos gravitacionalmente que interactúan entre sí. A medida que los planetas giran alrededor del sol, estos puntos de Lagrange se acercan el uno al otro e incluso se superponen.

Y si el tiempo las cosas bien, se puede andar a lo largo de un punto gravitacionalmente equilibrada, y el rollo por la gravedad colina en las garras de un planeta diferente. Pasar el rato allí por un rato y luego saltar órbitas a otro planeta.

De hecho, puede utilizar esta técnica para atravesar todo el sistema solar, desde Mercurio hasta Plutón y más allá, basándose únicamente en la gravedad de interacción de todos estos mundos para ofrecerle la velocidad que necesita para hacer el viaje.

Puntos de Lagrange Sol-Tierra. 

Bienvenido a la Red de Transporte interplanetario, o interplanetario Superautopista.

A diferencia de una carretera normal, sin embargo, la forma y la dirección real de estas vías toman cambia todo el tiempo, dependiendo de la configuración actual del sistema solar.

Si usted piensa que esto suena a ciencia ficción, se le alegra escuchar que las agencias espaciales ya han utilizado una versión de esta red para conseguir un poco de ciencia seria hecho.

La NASA extendió en gran medida la misión de la Internacional Sun / Earth Explorer 3, el uso de estas transferencias de baja energía, que era capaz de realizar su misión principal y luego investigar un par de cometas.

La nave espacial japonesa Hiten se suponía que viajar a la luna, pero su cohete no pudo conseguir la velocidad suficiente para ponerlo en la órbita derecha. Investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA calculan una trayectoria que utiliza los puntos de Lagrange para ayudar a que se mueva lentamente y llegar a la luna de ninguna manera.

Misión Génesis de la NASA utilizó la técnica para capturar las partículas del viento solar y traerlos de vuelta a la Tierra.

Ha habido otras misiones a utilizar la técnica, y se han propuesto las misiones que podrían explotar esta técnica para explorar completamente todas las lunas de Júpiter o Saturno, por ejemplo. Viajar de luna a luna cuando los puntos de gravedad se alinean.

Un ejemplo estilizado de una de las muchas rutas, siempre cambiantes a lo largo del ITN. 

Todo esto suena demasiado bueno para ser verdad, así que aquí está el lado negativo. Es lento. Realmente, muy lento.

Al igual que puede tomar años e incluso décadas para pasar de un mundo a otro.

Imagínese en un futuro lejano, hay estaciones espaciales situadas en los principales puntos de Lagrange alrededor de los planetas en el sistema solar . Tal vez son estaciones espaciales gigantes que giran, como en 2001, o tal vez están excavadas en asteroides o cometas que han sido maniobrados en su lugar.

Se cuelgan hacia fuera en los puntos de Lagrange usando combustible mínimo para el mantenimiento de la estación. Si desea viajar de un planeta a otro, el acoplamiento de su nave espacial en la estación espacial, abastecerse de combustible, y luego esperar a que una de estas trayectorias de baja energía para abrir.

A continuación, sólo una patada fuera del punto de Lagrange, se cae en el pozo de gravedad de su destino, y usted está en su camino.

En un futuro lejano, podríamos tener estaciones espaciales en todos los puntos de Lagrange, y transbordadores lentos que se mueven de un mundo a lo largo de trayectorias de baja energía, con lo que la carga de mundo en mundo. O tomar pasajeros que no pueden pagar la técnica de transferencia de Hohmann alta velocidad.

Se podía imaginar las estaciones espaciales equipados con láseres de gran alcance que llenan las velas solares de tu nave con los fotones que necesita para llevarlo al siguiente destino. Pero entonces, soy un marinero, por lo que tal vez estoy demasiado romanticizing ella.

Aquí hay otro, aún más el concepto endiablada. Los astrónomos han observado estas redes se abren entre las galaxias interactuantes. Desea transferir desde la Vía Láctea Andromeda? Acaba de obtener su nave espacial hasta el punto de Lagrange galáctico en unos mil millones de años a medida que pasan a través de unos a otros. Con muy poca energía, que será capaz de unirse a los chicos más populares en Andrómeda.