Die Antwort von AtmospheriPrisonEscape in diesem Thread gibt uns die Gleichungen, die zur Berechnung der Geschwindigkeit bei einer bestimmten Umlaufbahnhöhe erforderlich sind:

Jede kleine Masse$m$eine große Masse umkreisen$M$hat seine Zentrifugalkraft, die die Erdbeschleunigung genau ausgleicht, so dass

$$g = \frac{v^2}{r}$$ und die Erdbeschleunigung$g$ist das Ergebnis der Planetenmasse$M$, Gravitationskonstante$G$und Distanz$r$über

$$g = \frac{G M}{r^2}$$

so dass jede Geschwindigkeit, die die Kraftgleichheit erfüllt, ist$v^2=\frac{GM}{r}$, auch Keplersche oder Orbitalgeschwindigkeit genannt.

_{bearbeitet für MathJax-Formatierungsfehler}

Bearbeiten Sie nach einem klareren Verständnis der Frage:

Was Sie tun müssten, ist die Orbitalgeschwindigkeit auf der Höhe des Portals zu berechnen, 460 m/s (die Rotationsgeschwindigkeit an der Oberfläche) abzuziehen und Ihre Nutzlast zu beschleunigen, bis sie diese Geschwindigkeit erreicht, bevor sie in das Portal eintritt (dh für geostationäre Geschwindigkeit: 3,08 km/s - 460 M/s = 2,62 km/s). Jetzt sind 2,62 km/s in der Atmosphäre wahnsinnig schnell – unser aktueller Fluggeschwindigkeitsrekord (in einem Jet) liegt bei 0,97 km/s in einer Lockheed SR-71 Blackbird . Ok, der Wiedereintritt des Space Shuttles ist viel schneller als dieser, aber wo die Atmosphäre dünn ist.

Wenn Sie die Nutzlast in eine stabile Umlaufbahn beschleunigen möchten (außer bei einem Umlaufradius, der größer als der des Mondes ist), müssen Sie die Differenz zwischen Ihrer erreichten Umlaufgeschwindigkeit bei jeder Geschwindigkeit berechnen, mit der die Nutzlast in das Portal eintritt und die benötigte Geschwindigkeit und mit F=mA in Newton, Gramm und Meter pro Sekunde - um den Schub zu berechnen, den Ihr "Feuerwerk" benötigt, um die Differenz auszugleichen. - Dies während der Berechnung, dass das Feuerwerk selbst beim Abbrennen Masse verliert.

Die Ungleichheit in der potenziellen Gravitationsenergie könnte vielleicht durch die Energie erklärt werden, die das Wurmloch benötigt, um zu laufen (was Lasten wären ) - aber Vorsicht, wenn ein Objekt in das orbitale Wurmloch eintritt und das erdseitige Wurmloch verlässt, müssten Sie die Energie abführen irgendwie.

Die meisten Leute, die Portale benutzen, ignorieren die Schwerkraft usw.

Wenn Sie eine Saturn-V-Rakete auf ihrer Plattform stehen haben und direkt darüber ein Portal öffnen ...

1. Sie haben ein massives Problem mit atmosphärischen Verlusten durch das Portal. Wie in katastrophal, es-lässt-Hurrikane-wie-Frühlingsschauer-Verluste aussehen. Luftdruck auf Meereshöhe in Cape Canaveral gegenüber Nulldruck im Weltraum, buchstäblich Null. Verdammt, der Wind durch das Wirbelportal könnte die Rakete durchsaugen, ohne die Motoren überhaupt zu zünden. Selbst wenn die Rakete den Übergang überlebt (was passiert, wenn etwas auf die Kante eines unendlich dünnen Portaleingangs trifft? Es schneidet wahrscheinlich wie ein heißes Messer durch Butter ...), würde die plötzliche Änderung des Oberflächendrucks auf der Haut der Rakete wahrscheinlich platzen sie wie eine unter Überdruck stehende Bierdose.

2. Ihr Portal hebt die Auswirkungen der Schwerkraft nicht auf magische Weise auf. Tatsächlich könnte das Öffnen des anderen Endes des Portals so nahe an der Erde ernsthafte Auswirkungen auf die Erde haben, denn plötzlich gibt es dieses Portal auf Umlaufbahnhöhe, das die gleiche Schwerkraft hat wie die Erdoberfläche tangential zur Erdoberfläche. Alles könnte passieren, vom Abreißen der Atmosphäre vom Planeten bis zum Abreißen von Gesteinsbrocken von der Oberfläche. Aber noch wichtiger: Saturn V muss 11 kps erreichen, so wie es normalerweise für die gleiche Entfernung der Fall wäre – es fliegt einfach im „Weltraum“. Der Gravitationsbrunnen ist identisch, das Portal verschiebt nur den Standort des Brunnens.

OK, ignorieren wir die Auswirkungen der Schwerkraft und ignorieren wir die Auswirkungen des atmosphärischen Drucks.

3. Die Rakete fällt in einem glorreichen Feuerball auf die Erde zurück, weil sie nicht annähernd schnell genug fliegt, um die Umlaufbahn aufrechtzuerhalten. Nun, um fair zu sein, Sie könnten davon ausgehen, dass die Rakete ihre Triebwerke lange genug verbrennt, um auf Geschwindigkeit zu kommen und den Abflugwinkel für den Ausgang des Portals anzupassen, da die Rakete anfangen wird, auf die Erde zurückzufallen, und das muss berücksichtigt werden. Stellen Sie die Winkel und die Länge des Motorbrenners richtig ein und Sie können dies überleben.

ABER! Was wäre, wenn Sie alles nehmen, was ich gerade gesagt habe, und sowohl Ihre Rakete als auch Ihre Geschichte so gestalten, dass sie sich mit den Problemen befassen? Vielleicht hat das noch nie jemand gemacht, und es wäre megacool. Die Auswirkungen der Schwerkraft erfordern möglicherweise einen Mindestabstand von der Erde für den Portalausgang, was bedeutet, dass Raketen zurück in die Erdumlaufbahn schwimmen müssen (ANMERKUNG: Sie verstehen dies entweder oder haben ein angeborenes Konzept davon, weil Ihr Diagramm dies zeigt) ... Vielleicht nehmen Sie Vorteil der Druckänderung, um den Treibstoff zu senken, wodurch Ihre Rakete leichter wird ... usw.!

Eine Sache noch...

Wenn Sie die Möglichkeit haben, Portale zu öffnen, warum öffnen Sie dann nicht das Portal am Boden, unter der Rakete? Dies würde es der Schwerkraft der Erde ermöglichen, es durchzuziehen. Die Schwerkraft innerhalb des Umfangs des Portals kann null sein, aber die Schwerkraft um den Umfang herum ist es nicht. Die Schwerkraft auf der anderen Seite des Portals wäre wackelig ... so sehr, dass ich Kopfschmerzen bekomme, wenn ich versuche, genau herauszufinden, was es sein würde ... aber es würde Ihnen wahrscheinlich eine Tonne Treibstoff sparen, wenn Sie es nicht müssen zum Portal schieben.

Plötzlich macht es Sinn, Raketen kopfüber zu "starten".

Ja, aber es gibt immer noch kein kostenloses Mittagessen

Angenommen, Ihr Portal ist ein relativitätskonformes Wurmloch , bei dem ein Ende auf dem Boden und das andere im Orbit sitzt, würde es absolut funktionieren. Sie überqueren das Bodenportal im Schritttempo und tauchen in die Umlaufbahn auf, wobei Sie im Schritttempo vom Weltraumportal wegdriften. Das Portal selbst wird in die andere Richtung geschoben, aber da es wahrscheinlich viel, viel massiver ist als Sie, sollte es keinen großen Unterschied machen. Beachten Sie dies jedoch bei Orbitalkorrekturen.

Allerdings sind die Dinge nie so einfach.

Sie müssen ausbalancieren, wie viel Masse in beide Richtungen geht . Grundsätzlich gewinnt jedes Portal an Masse, wenn ein Objekt eintritt, und verliert an Masse, wenn ein Objekt austritt. Wenn zu viel Masse in eine Richtung übertragen wird, verliert eines der Portale seine gesamte Masse und das Wurmloch stürzt ab.

Beide Enden des Wurmlochs werden an derselben Stelle erstellt, sodass Sie das Weltraumende auf die harte Tour starten müssen. Das bedeutet, dass Sie immer noch dieselbe Masse in die Umlaufbahn bringen müssen , es sei denn, Sie haben bereits viele Dinge dort oben (z. B. einen bequem umgeleiteten Asteroiden) , aber auf einmal. Sie könnten bereits dort oben einen anderen Wurmlochausgang verwenden, aber es wird Ihnen per se nicht helfen, da das ältere Portal immer noch an Masse verlieren wird, die dem neuen Portal entspricht.

Außerdem vergeht die Zeit für beide Enden unterschiedlich , da der Himmel in der Umlaufbahn schneller, aber höher in der Schwerkraft ist. Wie wir von Atomuhren auf Satelliten im Vergleich zu Bodenuhren wissen, gibt es eine gewisse Drift. Das bedeutet, dass Ihr Wurmloch zu einer Zeitmaschine wird: Wenn es eine Sekunde Zeitunterschied zwischen beiden gibt, dauert das Durchqueren eine Sekunde in der Zukunft oder in der Vergangenheit .

Solange beide Enden weit genug entfernt sind, ist das kein Problem : Selbst Licht kann nicht schnell genug zurückkommen, um anzukommen, bevor es das Portal durchquert hat. In der Tat, wenn Sie es verwenden möchten, um zu anderen Sternen zu gehen, ist das ein ernsthafter Vorteil! Sie schicken es auf eine hyperrelativistische Rakete, und die Zeitkomprimierung macht die jahrzehntelange Reisezeit der Erde zu ein paar subjektiven Wochen. Du kannst also nur wenige Wochen nach dem Start damit beginnen, das neue Sternensystem zu erkunden! Sicher, es liegt Jahrzehnte in der Zukunft, aber es ist Ihnen egal, da es in Lichtjahren noch weiter entfernt ist.

Probleme beginnen, sobald zeitlich verschobene Enden näher rücken .

Sie können Paradoxien erzeugen, aber viele vermuten, dass dies nicht wirklich funktionieren wird: Wenn ein Photon es zurück zu seinem Ausgangspunkt schafft, könnte es theoretisch denselben Weg wieder zur gleichen Zeit gehen - unendliche Rekursion! Und unter der Annahme, dass das Universum keine CTD mit einem Stapelüberlauf durchführt (schließlich hat es das bis jetzt nicht getan und zumindest irgendein idiotischer Außerirdischer muss es irgendwann versucht haben), dann werden wahrscheinlich stattdessen Quantenfluktuationen das Wurmloch zum Absturz bringen .

Was passiert, wenn ein Wurmloch abstürzt? Beide Enden verwandeln sich in schwarze Löcher ihrer jeweiligen Masse. Diese sind wahrscheinlich klein genug, um nicht anzufangen, Dinge zu essen (schließlich haben Sie sie benutzt, und ein zu schweres wäre nicht praktisch gewesen, um eines an der Oberfläche des Planeten zu halten. Aber leichte Schwarze Löcher stellen ein weiteres Risiko dar: Hawking- Strahlung . Also wird Ihr Schwarzes Loch seine gesamte Masse in kurzer Zeit in Energie umwandeln - Stunden, Sekunden oder sogar noch weniger. Die letzte Sekunde wird wie ein riesiger Atomtest aussehen. Wahrscheinlich ein unterirdischer, da es zu diesem Zeitpunkt wahrscheinlich zerstört hat, was es hielt vor dem Herunterfallen und es ist zu klein, um sich um normale Materie zu kümmern.

Die schlechte Nachricht ist, dass Sie keine Schleifen machen möchten. Sie könnten, wenn Sie sehr vorsichtig sind, aber es ist es wahrscheinlich nicht wert. Haben Sie besser ein Sternennetzwerk, mit Ihnen im Zentrum des Sterns, und werden Sie obszön reich, indem Sie den Fluss von allem zwischen den Zweigen kontrollieren!

Die gute Nachricht ist, wenn jemand anderes seinen eigenen Zweig gründet, können Sie Ihr eigenes Netzwerk verstärken und ihm ein Wurmloch in den Weg werfen, um eine geschlossene zeitähnliche Schleife zu schaffen. Wenn alles nach Plan läuft, stürzt irgendwo in ihrem Zweig ein Wurmloch ab und Sie haben gerade ihr halbes Netzwerk gestohlen! Die Einheimischen mögen unglücklich darüber sein, plötzlich vierzig Jahre in der Zukunft zu sein, aber dafür sind Drohnen zur Kontrolle von Aufständen da.

Dr. Luke Campbell nannte diesen „ Kausalitätsangriff “ in seiner Hard-SF- Vergeworlds -Einstellung (von der ich – schamlos abgezockt – für diese Antwort inspiriert wurde) . Wenn Sie sich ansehen möchten, wie die Verwendung von Wurmlöchern aussehen würde, sehen Sie sich das unbedingt an.

Erwägen Sie, Ihr Portal in einen Virtual Space Elevator zu verwandeln

Wenn ich Ihre Beschreibung richtig verstehe, dann ist Ihr Portal relativ zum Erdmittelpunkt "stationär", aber es bewegt sich relativ zur Erdoberfläche. Es umkreist auch die Sonne im Gleichschritt mit der Erde. Das bedeutet, dass sich das Portal entweder in einem Erde-Sonne-Lagrange-Punkt (L1 oder L2) befindet oder das Portal selbst einen fortschrittlichen Antigravitationsmechanismus verwendet. Jedoch ist das Portal auf der Oberfläche in seiner Position relativ zur Oberfläche im Gleichschritt mit der Rotation der Erde.

Warum also nicht das Ende des Portals in eine geosynchrone Umlaufbahn bringen und Ihr Startfenster wird 24 Stunden dauern? Basierend auf der Antwort und den Kommentaren von Fay Suggers erhalten Sie leider nicht den "freien Schwung", den Sie mit einem echten Weltraumaufzug verdienen, wenn die Nutzlast angehoben und zur Erde zurückgebracht wird. Um dies zu kompensieren, benötigen Sie eine evakuierte Startröhre / einen Vac-Zug, ähnlich denen, die in einer StarTram verwendet werden , jedoch ohne die schwimmende Megastruktur. (Der Zug wird immer noch mehrere Dutzend oder Hunderte von Meilen lang sein, in einer geraden Linie, um überlebensfähige G-Kräfte aufrechtzuerhalten! Kleine, kreisförmige Gleise sind nicht überlebensfähig!) Gravity Assists gegen die Erde können auch dazu beitragen, etwas mehr Geschwindigkeit zu gewinnen .

Um sicher zur Oberfläche zurückzukehren, ist die bewährte Methode des atmosphärischen Wiedereintritts erforderlich. (Auch dies basiert auf der Antwort und den Kommentaren von Fay Suggers .)