Возможны ли космические путешествия с большой планеты? [дубликат]

Я играл с симулятором проектирования ракет и заметил, что если я сделаю гравитацию Земли намного выше, чем сегодня, то будет невозможно спроектировать ракету, которая могла бы достичь космической скорости.

Это реальное явление? Например, если бы Земля была большей планетой, мы бы сейчас не достигли Луны?

Или я просто ужасен в ракетостроении? :)

Хороший вопрос и ответ! Я думаю, что несколько неудачных симуляций для числового резервного копирования и одна или две ссылки теперь могли бы ответить на этот вопрос — 2x диаметр, та же плотность .

Ответы (1)

Да, если планета достаточно велика, мы не сможем достичь орбиты с нашими текущими доступными материалами и инженерными методами / технологиями , это частично из-за тирании уравнения ракеты :

Если бы радиус нашей планеты был больше, могла бы быть точка, в которой нельзя было бы построить ракету, покидающую Землю. Давайте предположим, что создание ракеты с 96% топлива (4% ракеты), что в настоящее время является пределом только для внешнего бака шаттла, является практическим пределом для разработки ракет-носителей. Давайте также выберем водород-кислород, самое энергичное химическое топливо, известное и в настоящее время пригодное для использования в ракетном двигателе, предназначенном для человека. Подставив эти числа в уравнение ракеты, мы можем преобразовать вычисленную скорость убегания в ее эквивалентный планетарный радиус. Этот радиус будет около 9680 километров (Земля 6670 км). Если бы наша планета была на 50% больше в диаметре, мы бы не смогли отправиться в космос, по крайней мере, используя ракеты для транспортировки .

Источник: http://www.nasa.gov/mission_pages/station/expeditions/expedition30/tryanny.html .

В приведенной выше цитате используется больший радиус, но больший радиус означает большую поверхностную гравитацию, поэтому речь идет об одном и том же.


Очевидно, есть и другие технологии, которые все еще могут позволить космические путешествия. Самый простой способ увеличить дельта-v на ракете - это постановка. Тем не менее, существуют практические ограничения для постановки. Одной из проблем является тяга. F1 — самый большой ракетный двигатель из когда-либо созданных, и некоторые исследования показывают, что существует практический предел в 1,5 раза больше размера F1, выше которого двигатели не могут быть построены. Более того, вы не можете складывать вертикально вечно, так как самая нижняя ступень не может выдержать вес всего стека. Добавление радиальных ступеней также является ограничением, чистое напряжение в какой-то момент разрушит всю ракету. Так что, хотя это может немного изменить цифры, я не думаю, что это оказывает существенное влияние на суть вопроса. На самом деле не имеет значения, должна ли Земля быть в 1,5 или 2 раза больше, в какой-то момент мы сможем это сделать».

Существуют и другие спекулятивные технологии — рельсовые пусковые установки, пусковые петли и т. д., которые были исследованы, но это не те технологии, которые используются в настоящее время. И они в основном исследовались для применения на Земле, поэтому я бы не решился считать их подходящими для более высокой гравитации / радиуса, не исследуя их пределы, во-первых (существует большая вероятность того, что материалы не могут справиться с увеличенными скоростями / напряжениями) .

Вау, спасибо! Это очень круто! Я могу представить, что где-то во Вселенной могут быть разумные виды, застрявшие на своих больших планетах. И как они могут совершить технологический скачок, чтобы избежать высокой гравитации, если они даже ничего не могут узнать о космосе! Добавьте «скромную гравитацию» в список желательных факторов в «Зоне Златовласки» для планет. :)
Они не обязательно застряли бы на своей планете навсегда. В конечном итоге они могли бы построить что-то вроде Project Orion или цикл запуска .
Этот ответ неверен, так как он не учитывает постановку. См. этот вопрос @Michael_Kjorling, процитированный выше, особенно ответ Рассела Борогроува.
Из моего ответа на связанный вопрос: «Во-вторых, вы можете просто добавить ступени к своей химической ракете, чтобы взлететь с большей планеты. Это просто будет стоить дороже, поэтому вам нужно будет быть более решительным. В-третьих, вам не нужно использовать химические ракеты. Вы можете использовать электромагнитные рельсовые пусковые установки, двигатели ядерного деления с высоким Isp или двигатель термоядерной бомбы (см. Orion). Все в пределах наших текущих технологических возможностей ».
Да, есть технологии, которые могут помочь. Но я явно написал с нашими нынешними материалами и технологиями. пусковые петли, рельсовая пусковая установка и т. д. на данный момент все еще являются теоретическими, а NERVA никогда не использовалась. Постановка позволяет добиться лучших результатов, но даже при постановке есть момент, когда весь стек становится настолько тяжелым, что самые нижние стадии просто не выдержат его веса. Так что да, ответ правильный , даже если цифры выведены только для одного случая.
В процитированном мной отрывке в конце прямо говорится: «[...] по крайней мере, с использованием ракет для транспорта».