Welche Faktoren bestimmen seine Höchstgeschwindigkeit, sobald sich ein Raumschiff im All befindet?

Gibt es eine Begrenzung der Geschwindigkeit eines Raumfahrzeugs im Weltraum aufgrund der Sonnenanziehungskraft? Ist die Geschwindigkeit rein vom Engineering abhängig? Oder spielen andere Faktoren eine Rolle?

Antworten (1)

Treibmittel: Dies ist die wichtigste praktische Einschränkung von Δv, der Fähigkeit der Rakete, die Geschwindigkeit zu ändern (schneller oder langsamer zu werden). Angenommen , Motoren aus konventioneller Materie, kein äußerer Antrieb und dass Sie an einem Ziel wieder langsamer werden möchten, ist die maximale Geschwindigkeit, die Sie erreichen können, die Hälfte der Lichtgeschwindigkeit.

In der Praxis sind Raumschiffe in der Regel nicht in der Lage, um mehr als einige zehn Kilometer pro Sekunde zu beschleunigen. Obwohl wir die Technologie haben, um ziemlich leicht einige Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, handelt es sich hauptsächlich um Nukleartechnologien, die die wichtigsten Raumfahrtnationen zu schüchtern sind, um es jemals zu wagen, sie zu starten.

Relativitätstheorie: Sie können sich einem Ziel nicht mit einer relativen Geschwindigkeit von mehr als der Lichtgeschwindigkeit nähern oder es verlassen.

Interplanetares/Interstellares Medium: Wenn Sie sich mit hoher Geschwindigkeit relativ zum schwachen Gas/Plasma im Weltraum bewegen, kann dies Ihr Raumschiff beschädigen. Dinge wie "Wasserstoffatome" fangen an, eher wie "Protonen- und Elektronenstrahlung" auszusehen.

„Halbe Lichtgeschwindigkeit“ klingt nach einer schönen runden Zahl. Haben Sie Referenzen, die Ihre Behauptungen stützen?
Gravity Slingshot kann auch versucht werden, denke ich
"...um mehr als ein paar zehn Kilometer pro Sekunde..." Ich schätze hier die Höchstgeschwindigkeit der Parker Solar Probe auf 190 km/s. Natürlich ist es ein bisschen ein Sonderfall und verwendet dafür eher Orbitalmechanik als Treibmittel.
@OrganicMarble Dies kommt vom Ersetzen des besten ISP ( 30570000 ) in die relativistische Verallgemeinerung der klassischen Tsiolkovsky-Raketengleichung, um ein (rest-frame-relatives) Δv von zu erhalten c . Sie teilen dies dann durch zwei, um das Δv zu erhalten, das Sie zum Beschleunigen verwenden können. Hier können Sie mehr über relativistische Raketen lesen .
@oh ja. Ein weiteres Beispiel wären Ionentriebwerke, die aufgrund ihres deutlich höheren ISP als chemische Triebwerke ein höheres Δv haben können. Das Raumschiff Dawn zum Beispiel hatte 11 km/s Δv von seinen Ionentriebwerken, trägt aber dennoch eine beträchtliche Nutzlast. Eine chemische Rakete mit dieser Art von Δv in einer Stufe hätte ein Massenverhältnis von ≈19,7.
Ich vermute stark, dass die Mittelpunktgeschwindigkeit nicht die Hälfte sein würde. Ich würde 0,549 c wählen - aber wenn ich langsamer werden wollte, wenn ich dort ankomme, würde ich tatsächlich inszenieren, was eine noch höhere Geschwindigkeit in der Mitte ermöglicht.
Wenn ein relativistisches Fahrzeug 3 Tonnen Kraftstoff zu seiner Trockenmasse von einer Tonne hätte, würden die verbrauchenden zwei Tonnen Kraftstoff es auf 0,6 ° C beschleunigen, und der Verbrauch der verbleibenden Tonne würde es verzögern. Wenn es 99 Tonnen Kraftstoff hätte, könnte es 0,74 c erreichen, 90 Tonnen verbrauchen und mit den verbleibenden 9 abbremsen. Mit einem ausreichend kleinen Massenanteil könnte es auf c beschleunigen und dann wieder abbremsen. Die Relativitätstheorie ist seltsam.
Welche Faktoren bestimmen seine Höchstgeschwindigkeit, sobald sich ein Raumschiff im All befindet?
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