Wenn Sie eine Bruchlandung aus dem Weltraum nicht überleben können, können Sie einen Sprung ins All nicht überleben.

Eine interessante und nützliche Eigenschaft von Umlaufbahnen ist, dass sie zeitlich umkehrbar sind. Wenn Sie vom Boden starten und sich mit einem plötzlichen Impuls in den Weltraum werfen wollen, ist das im Wesentlichen dasselbe wie eine zeitumgekehrte Version des Startens aus dem Weltraum und das Stoppen am Boden mit einem plötzlichen Impuls – dh eine Bruchlandung. Die Machbarkeit eines überlebensfähigen Sprungs in den Weltraum ist im Grunde dieselbe wie die Machbarkeit einer überlebensfähigen Bruchlandung aus dem Weltraum (ohne Rücksicht auf Luftwiderstandseffekte).

Bei Körpern mit erdähnlicher Schwerkraft erfordert dies beim Springen / Aufprallen Geschwindigkeiten von mehreren km / s, die nicht überlebt werden können, es sei denn, Sie haben einen absurd langen Kolbenarm, um die Beschleunigung über die Zeit zu verteilen. Dies wäre nur auf sehr kleinen Körpern mit geringer Schwerkraft und ohne Atmosphäre wirklich machbar, wo die erforderliche Startgeschwindigkeit in m/s statt in km/s gemessen wird. Der begrenzende Faktor ist die überlebensfähige Beschleunigung der Besatzung. Sie könnten von überlebensfähigen Beschleunigungswerten und der Kolbenausfahrzeit rückwärts arbeiten, um Ihre maximale Startgeschwindigkeit abzuschätzen - wenn diese Geschwindigkeit nicht größer ist als die Fluchtgeschwindigkeit des Körpers, den Sie verlassen, kommen Sie gleich zurück. Drohnenschiffe, die keine matschigen Fleischsäcke schützen müssen, könnten viel höhere Beschleunigungen bewältigen und wären für ein solches Startdesign besser geeignet, obwohl Sie '

Nein, nicht ohne Astronauten-Salsa zu machen

Die Fluchtgeschwindigkeit der Erde beträgt etwa 11 Kilometer pro Sekunde. Das geht rasend schnell.

Um die Beschleunigung zu berechnen, die erforderlich wäre, um diese Geschwindigkeit in einem einzigen Sprung zu erreichen, können Sie eine kinematische Formel verwenden:

Wo$v$Zielgeschwindigkeit und ist$\Delta x$ist die Länge der "Sprungbeine" Ihres Raumfahrzeugs. Wenn wir Zahlen für einen Aufstieg aus der Schwerkraft der Erde eingeben und eine Beinlänge von beispielsweise 100 Metern verwenden, erhalten wir eine notwendige Beschleunigung von etwa 60000 G ( die momentane menschliche LD50 beträgt etwa 75 G). Dies würde alle Menschen an Bord töten und wahrscheinlich auch das Schiff zerstören; Es ist mehr als nur das Erlebnis von Kugeln, wenn man aus einer Waffe geschossen wird. Außerdem wäre die atmosphärische Reibung extrem und würde höchstwahrscheinlich das gesamte Schiff in ein feines verbranntes Pulver verwandeln

Selbst wenn der Planet, von dem Sie "springen", keine Atmosphäre hat und um ein Vielfaches kleiner als die Erde ist, gibt es keine Konfiguration, bei der etwas sowohl als "Planet" betrachtet wird als auch überlebensfähige Startbeschleunigungen aufweist.

Wenn es um den Weltraum geht, kommt es auf Delta V an, wie viel Fähigkeit etwas hat, seine Geschwindigkeit zu ändern. Zum Beispiel braucht es ungefähr 9,4 km/s von Delta V, um von der Erde in eine erdnahe Umlaufbahn zu gelangen. Um zum Mond zu gelangen, benötigen Sie ungefähr weitere 6 km / s von Delta V. Wenn Sie von der Erde zum Mond springen wollten, müssten Sie den Boden mit 15 km / s aus dem Stillstand verlassen. Dies ignoriert die gesamte Energie, die Sie aufgrund des Luftwiderstands verlieren würden, der je nach Geschwindigkeit exponentiell zunimmt.

Also alles in der Nähe der Erdgravitation oder mit einer Atmosphäre ist definitiv out.

Viel wahrscheinlicher ist es, anstatt jedes Schiff alle Mechanismen zu haben, die notwendig sind, um auf die richtige Geschwindigkeit zu springen (die auch auf die Zielgeschwindigkeit beschleunigt werden müssen), einen festen Werfer zu verwenden, um das "Springen" für das zu tun Schiffe. Dies ist praktisch die Idee hinter der Verwendung von Massentreibern auf dem Mond, um abgebautes Material zurück zur Erde zu transportieren.

Möglich ja. Machbar nein.

Ähnlich wie eine Railgun im Design, aber viel weniger Leistung.

Exakt. Sie haben Ihre Frage größtenteils selbst beantwortet.

Dies gilt auch für Orte mit einer Schwerkraft von weniger als 1/3 g

Analog zum Waffenstart.

Im Wesentlichen stellt sich die Frage nach der Machbarkeit eines Waffenstartsystems. Oder eine Rakete, die nur einen Knall hat.

Um maximal effektiv zu sein, würde ein solches System sehr hohe Kräfte beim Start/Start haben. Die Menschen können nicht wirklich mit anhaltenden Kräften von 20+g auf ihren Körper umgehen. Dies ist ein bekanntes Problem bei diesen Systemen, daher besteht die übliche Lösung darin, die Lauflänge zu erhöhen und die Beschleunigungszeit zu verlängern.

Die meiste Zeit im Weltraum ist es nur ein Widerstand.

Aber sobald das Schiff von einem Raumkörper entfernt ist, sind diese Beine totes Gewicht. Sie helfen nicht beim Vortrieb. Aber sie müssen zum nächsten Bestimmungsort des Schiffes gebracht werden. Es wird Kraftstoff kosten, sie an einen Ort zu bringen, an dem sie wieder nützlich sind.

Mögliches/durchführbares Szenario

Unbemannte Erkundungseinheit, die um einen Mond oder einen anderen Planetoiden mit geringer Masse springen würde. Vielleicht vielseitiger als Laufräder. Weniger teuer als Beine. Ein solches System würde bei der Erkundung von Ort zu Ort springen. Die Sprünge würden Ansichten aus der Höhe ermöglichen und das Überqueren von unwegsamem Gelände ermöglichen. Das heißt, das Springen wäre das primäre Transportmittel.

Wenn Sie sehr lange Beine haben, ja. Die Verteilung der Kraft über eine lange Distanz bedeutet, dass Sie weniger Kraft benötigen (und weniger anfallen$v^3$Luftwiderstand.

Wenn Sie kurze Beine wollten, müssten sie teleskopisch sein, aber dann müssten Sie sie beim Ausfahren mit Gas füllen, was am Eintrittspunkt zu Reibung führen würde. Sie könnten oben durch eine große Öffnung Luft einsaugen und sie dann unten durch eine so kleine Öffnung ausblasen, wie sich die Beine zusammenziehen.

Natürlich bedeutet die beteiligte Energie einen großen Wärmeaufwand. Woher nehmen Sie diese Energie? Wenn Sie das von Hand wegwinken und Teleskopabschnitte herstellen können, die sehr dünn und leicht sind, dann könnte dies machbar sein.

Es könnte am besten als Starthilfe funktionieren, um ein Schiff freizugeben, das den Rest des Weges mit geringerem Treibstoffbedarf abschießen kann. Die Teleskopbeine würden nach dem Start zum Boden zurückkehren und während des Ausfahrens mit dem Boden verbunden bleiben, damit sie von einem lokalen Kraftwerk angetrieben werden können.

OPTION 1: Gravitationsschleudern

Möglicherweise könnten Sie ein Schiff haben, das die Zentrifugalkraft und die Gravitationskraft eines Planeten nutzt, um sich um einen Planeten zu schleudern. Dieses Manöver wurde zuvor von realen interstellaren Schiffen durchgeführt.

OPTION 2: EINE GROSSE GEWEHR

Wenn Sie keine Angst haben, Ihren Roman wirklich ausgefallen und komisch erscheinen zu lassen, könnten Sie eine Art riesige elektromagnetische Antriebskanone haben, die eine Art antriebsloses „Gefäß“ mit unglaublich hohen Geschwindigkeiten aus der Gravitation des Planeten auf ein entferntes Ziel abfeuert und loslässt süße, süße Trägheit tut ihr Übriges. Zu den Problemen damit könnten winzige Reibungsmengen gehören, die sich über unglaublich lange Fahrten anhäufen und den Fortschritt zu einem Schleichen verlangsamen, sowie Meteore und Gravitationsfelder, die die Kapsel vom Kurs abbringen oder sie zerstören.

Beide Optionen sind jedoch unglaublich langsam, ohne dass eine Möglichkeit besteht, FTL zu erreichen. Es könnte Milliarden von Jahren dauern, um einen fernen Planeten oder Stern zu erreichen. Sie könnten dies mit einer Art Stasis oder mit Generationsschiffen kompensieren.