Ist es möglich, die Erde in eine Richtung zu bewegen? [Duplikat]

Um zu zeigen, was nötig wäre, um die Erde in die Sonne fallen zu lassen, wäre es einfacher, die Erde als Rakete zu betrachten. Wenn ich diese Vereinfachung verwende, könnte ich die Tsiolkovsky-Raketengleichung verwenden :

Wo$\Delta v$ist die Geschwindigkeitsänderung,$v_e$die effektive Abgasgeschwindigkeit,$m_0$Und$m_1$Anfangs- und Endmasse.

Wenn man die Erde in die Sonne fallen lässt, würde dies bedeuten, dass die Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne, die ungefähr 29,78 km/s beträgt, nahezu auf Null gebracht wird . Dieser Wert könnte jedoch etwas reduziert werden, wenn Sie die Geschwindigkeitsänderung nur am Aphel anwenden würden und nur so, dass sich Erde und Sonne gerade "berühren" (neues Perihel wäre gleich der Summe der Erd- und Sonnenradien) , nämlich 27,29 km/s. Für$m_0$Sie müssten die Masse der Erde verwenden, die 5,97219 beträgt$\times$10${}^{24}$kg. Um zu wissen, wie viel Masse benötigt würde, um als Brennstoff ausgestoßen zu werden ($m_f = m_0 - m_1$) für eine gegebene Abgasgeschwindigkeit können Sie die Gleichung wie folgt umschreiben:

Werte für$v_e$unterscheiden sich je nach Antriebsart. Beispielsweise ist der höchste bekannte Wert, der mit einer chemischen Reaktion erreicht wird, Lithium und Fluor , die eine Abgasgeschwindigkeit von 5320 m/s erreichen können. Es könnte jedoch realistischer sein, einen gebräuchlicheren Brennstoff wie Wasserstoff und Sauerstoff (durch Elektrolyse von Wasser) zu verwenden, der eine Abgasgeschwindigkeit von 4462 m/s hat. Diese beiden Abgasgeschwindigkeiten würden jedoch fast die gesamte Masse der Erde erfordern, nämlich 5,93684$\times$10${}^{24}$kg und 5,95901$\times$10${}^{24}$kg oder 99,4082 % bzw. 99,7793 %. Die Erde besteht jedoch zu 32,1 % aus dem Element Eisen, so dass diese Art von Treibmitteln dies nicht erreichen kann.

Eine andere Option könnte der Kernantrieb sein , der spezifische Impulse im Bereich von 6000 Sekunden hat, was einer Abgasgeschwindigkeit von etwa 59 km/s entspricht. Dies würde immer noch 2,21575 erfordern$\times$10${}^{24}$kg oder 37,1012 % der Masse der Erde. Der Wikipedia-Artikel besagt jedoch, dass der theoretische maximale spezifische Impuls 100.000 Sekunden betragen würde, was einer Abgasgeschwindigkeit von ungefähr 980 km / s entspricht. Dies würde 1,63848 erfordern$\times$10${}^{23}$kg oder 2,74352 % der Masse der Erde. Das Problem wird jedoch immer noch die Menge an verfügbarem Kraftstoff sein.

Ich hoffe, dass dies verdeutlicht, wie schwer das wäre. Ich habe auch meinen Ansatz vereinfacht, da Sie auch die potenzielle Energie berücksichtigen sollten, um der Erdgravitation zu entkommen, wie Sie die Treibmittel aus der Erdatmosphäre transportieren und unser Mond wird auch eine Rolle spielen.

Die Erde umkreist die Sonne mit einer Geschwindigkeit von$29.78 km/s$. Um in die Sonne zu fallen, müsste diese Geschwindigkeit auf ungefähr Null reduziert werden. Der Grund, warum diese Geschwindigkeit auf Null reduziert werden müsste, ist eine Energiebilanz. Umlaufbahnen gleichen ständig kinetische Energie mit potenzieller Gravitationsenergie aus. Wenn wir unsere Geschwindigkeit verlangsamen, werden wir leicht auf die Sonne zufallen und ein wenig an Geschwindigkeit zunehmen, was uns in unserer neuen Entfernung von der Sonne umkreisen lassen würde. Die effizientesten Orbitaltransfers wenden zwei Trusts an, einen am Anfang, um den Transfer in die neue Umlaufbahn zu starten, und einen am Ende, um ihn zu stabilisieren. Wir würden den am Ende nicht brauchen, aber um einen Orbitaltransfer zu bekommen, der unsere Sonne schneidet, müsste unsere Geschwindigkeit auf nahe Null fallen. Das ist also die$\Delta V$für unsere Raketengleichung . Wenn wir unsere besten Raketen verwenden, können wir eine Abgasgeschwindigkeit von ungefähr erreichen$4.4 km/s$. Wir müssten 99,9 % der Erdmasse als Reaktionsbrennstoff verwenden und die restlichen 0,1 % der Erde würden in die Sonne fallen. Wenn wir uns wirklich der Sache verschrieben hätten , könnten wir versuchen, unsere fortschrittlichsten Ionentriebwerke mit einer Austrittsgeschwindigkeit von bis zu etwa zu verwenden$210 km/s$. Dies würde unsere Brennstoffmasse auf vernünftigere 14 % der Erde senken. Die Zeitspanne, die erforderlich wäre, um 14 % der Erde mit einem Proton auf einmal zu verbrauchen, wäre jedoch enorm. Aber ich nehme an, das ist gut, denn die dafür benötigte Energie würde mehr als die gesamte derzeitige chemische Energie auf dem Planeten benötigen, also müssten wir wahrscheinlich Solarenergie nutzen und einfach warten, bis mehr Energie von der Sonne kommt.

Theoretisch würde es also eine herkulische Anstrengung erfordern, selbst wenn wir versuchen würden, die Erde in die Sonne zu schicken, und wir würden nicht einmal eine Delle hinterlassen, wenn jemand stirbt, der dies liest.