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Velas solares experimentales propulsión espacial
Ep 503: Propulsión Espacial; Computación Cuántica; Fusiones de Estrellas de Neutrones; Agujeros Negros
13 de marzo de 20257 momentos
Con
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Juan Carlos Gil continúa explicando las características de las velas solares experimentales para la propulsión espacial, comparándolas con los motores químicos convencionales.
…lo tengo a punto en las notas. Un milinewton de empuje, o sea, échale 14 por 14, ¿cuánto es eso? Pues 200 metros cuadrados para generar un milinewton de empuje, que es lo que pesa en la Tierra, la fuerza equivalente a un gramo de peso, ¿no? Si no calculo mal. No, a una décima, ¿no? Porque la constante de la gravedad es 10, es 9,8. Bueno, pues se utilizó de forma experimental para maniobrar camino a Venus. No consumimos en este caso combustible, los fotones no vienen de fuera, con lo cual si hacemos la fórmula sin pensar más del impulso específico saldría infinito, no aplica, pero podemos estimar o hacer una transposición, una conversión respecto de un Motor equivalente que generase ese empuje y tendría un impulso específico estas velas solares brutales, muy, muy poquito impulso. Pero claro, un consumo de combustible nulo, entre comillas, pues serían del orden de 10.000 o incluso 100.000 segundos, ese es el tope gama de impulso específico. Pero a nadie se nos escapa, en general lo que se usa es motores químicos, motores químicos también en el espacio. Que sí gastan combustible. Tradicionalmente se ha utilizado hidracina, sobre todo para las maniobras, no tanto para el empuje pero para las maniobras de control de órbita y también de actitud. Héctor, ¿qué te viste? Sí, quería hacer un comentario, pero en realidad es de lo anterior, así que pido disculpas, porque estabas hablando de las velas solares, ¿no? Y una cosa que puede ser muy sorprendente es que es mayor la presión de la luz solar a la distancia de la Tierra que el propio viento solar. Lo digo porque mucha gente le sorprende cuando piensa en velas, está pensando en el viento solar, pero el viento solar es más débil en el entorno de la Tierra, en general puede haber casos durante una perturbación producida por una inyección de masa corona, lo que sea, pero en condiciones normales el viento solar es más débil que la propia presión de la luz, y esto es un concepto muy alucinante porque cuesta pensar que la luz ejerce presión, pero eso es así, y es porque los fotones tienen momento lineal, aunque no tengan masa, tienen momento lineal. Está pensando en este juguete científico que se ve en vídeos por ahí, lo habéis visto en una ampolla de vacío, una ¿cómo llamarlo? Hélice, ¿no? Pintada supuestamente de blanco y negro, ¿no? Que se ilumina con una linterna y se pone a dar vueltas, ¿no? Y por…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas anuncia que Juan Carlos Gil está ansioso por hablar sobre propulsión espacial y lo describe como una clase magistral.
Habla: Héctor SocasPalabras #15juan carlos gil propulsión espacialemule news mastodonapunte ciencia juan carlos…pues evidentemente no me voy a ir a otras redes sociales a seguir topando con mal rollismo. Pero yo creo que es algo innato a la naturaleza humana, así que cuando la gente dice vente a tal sitio que no hay mal rollismo, debe ser que no hay suficiente gente. En cuanto hay mucha gente es inevitable, pero bueno. Pues yo soy Emule News en Mastodon y Apunte Ciencia es Juan Carlos. Exactamente. Bueno, tengo un par de anuncios; sé que Juan Carlos está ansioso por hablarnos de propulsión en el espacio. Va a ser súper interesante esto, como siempre que Juan Carlos nos cuenta cosas, porque es como una clase magistral. Pero te voy a robar unos minutos porque hay un Par de cositas que anunciar. La primera, ya está aquí el ganimerismo: viene el segundo episodio, el sábado, que es día 15. Se publica el segundo episodio del Café de Ganimedes, que ya sí, yo creo que es un poco lo que van a ser estos episodios una cosa más…
Juan Carlos Gil propone cambiar de tema a sistemas de propulsión espacial, destacando que existen avances novedosos y emocionantes sobre cómo moverse en el espacio.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #10sistemas propulsión espacial giltercera ley newton movimiento espaciopalanca tercera ley juan carlos…nos gustan esas cosas bonitas que salen de la ciencia, incluso más que los misterios que refutan a veces Bueno, pues yo ya me voy a callar porque llevo mucho rato hablando y seguramente aquí la gente lo quiere es oír hablar de cosas, de resultados, de ciencia Juan Carlos proponía hablar hoy de sistemas de propulsión en el espacio y hay cantidad de cosas, además de lo ya conocido, que son novedosas, que son entusiasmantes y que nos puede dar una visión de qué nos trae el futuro. ¿Cómo movernos por el espacio? Sí, tenía ganas de hablar de propulsión espacial, que es una cosa que siempre me ha gustado, y he aprovechado, he utilizado la circunstancia de que se han publicado dos artículos en los últimos meses como motivo para hablaros sobre ello. Movernos en el espacio, bueno, movernos en general, lo hacemos haciendo palanca con la tercera ley de Newton, es un ejemplo de acción y reacción. Cuando caminamos, pues hacemos fuerza contra el suelo, con nuestros pies y la reacción del Suelo es lo que nos impulsa hacia adelante. Los peces con las aletitas echan agua hacia detrás y el cuerpo de agua, el resto del mar o del río, hacen reacción contra esa agua y es lo que mueve al pez adelante. Y los aviones consiguen el empuje de forma…
Juan Carlos Gil explica cómo funcionan los sistemas de propulsión espacial y compara el funcionamiento con el de los aviones, destacando una diferencia clave: las naves espaciales deben llevar su propia materia para generar propulsión.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #20 · Palabras #12propulsión espacial similar avionesnaves espaciales llevan materia propiaconservación movimiento lineal navelanzadores sacan de la tierra…pues claramente es una ventaja, y eso permite por ejemplo que los satélites una vez que alcanzan la velocidad orbital, pues se mantengan en órbita indefinidamente sin hacer nada especial. ¿Qué hacemos por tanto en el espacio? ¿Cómo nos apoyamos en algo? Pues de hecho es algo semejante a lo que hacen los aviones, pero con una diferencia clara, fundamental, y es que en lugar de coger aire de los alrededores e insuflarlo hacia atrás, pues no tenemos más remedio que llevar la materia con nosotros. La nave espacial, el satélite, el cohete, lo que sea, tiene que tener materia almacenada en la propia nave que acelera hacia atrás, la eyecta y por acción y reacción y por conservación de movimiento lineal, pues la nave va a recibir una aceleración en dirección opuesta, inversamente proporcional a su masa. Los lanzadores, los chismes que nos sacan de la Tierra, necesitan empujes brutales para vencer la gravedad del planeta, del orden de millones de newtons. Podemos quedarnos con esta referencia que luego hablaremos de motores con muchísimo menos empuje. Con lo cual, claro, necesitan motores brutales; los…
Juan Carlos Gil describe una alternativa experimental para moverse y orientarse en el espacio: velas impulsadas por la presión de la radiación solar. Menciona la misión Icarus de la Agencia Espacial Japonesa, que utilizó este tipo de vela durante su viaje a Venus.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #2vela radiación solar agencia espacial jaxapresión radiación solar prototipo experimental…circular una corriente para hacer la orientación fina. El Hubble mira muy lejos y necesita, creo recordar que era del orden de nanorradianes, sí, del orden de 10 nanorradianes de error en el apuntamiento, ¿vale? Y para eso se utilizan estas barras magnéticas. Otra posibilidad de movernos o de orientarnos en el espacio, bastante experimental, pero bueno, ya se ha hecho un prototipo, y también lo hemos comentado alguna vez: velas, pero no velas de viento, que poco viento vamos a poder pillar, sino velas de radiación solar, lo que se llama pues eso, presión de radiación solar. Se probó esta tecnología, una misión de JAXA, de la Agencia Espacial Japonesa, Icaros, que iba a Venus, pues utilizó en el camino de vuelta una vela de 14 por 14 metros, imaginaos el mini, bueno, lo tengo aquí; te lo tengo a punto en las notas. Un milinewton de empuje, o sea, échale 14 por 14, ¿cuánto es eso? Pues 200 metros cuadrados para generar un milinewton de empuje, que es lo que pesa en la Tierra, la…
Juan Carlos Gil continúa explicando las características de las velas solares experimentales para la propulsión espacial, comparándolas con los motores químicos convencionales.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1velas solares maniobrar camino venusconstante gravedad 9 8impulso específico fórmula infinitavelas solares experimentales propulsión espacialimpulso específico velas solares brutalesmotores químicos convencionales espacioconsumo combustible nulo velas solareshidracina para maniobras espacialesvelas solares según héctor socasmaniobras de control de órbita con hidracinapresión luz solar distancia tierraviento solar más débil entorno tierrainyección masa corona perturbaciónfotones momento lineal sin masa…lo tengo a punto en las notas. Un milinewton de empuje, o sea, échale 14 por 14, ¿cuánto es eso? Pues 200 metros cuadrados para generar un milinewton de empuje, que es lo que pesa en la Tierra, la fuerza equivalente a un gramo de peso, ¿no? Si no calculo mal. No, a una décima, ¿no? Porque la constante de la gravedad es 10, es 9,8. Bueno, pues se utilizó de forma experimental para maniobrar camino a Venus. No consumimos en este caso combustible, los fotones no vienen de fuera, con lo cual si hacemos la fórmula sin pensar más del impulso específico saldría infinito, no aplica, pero podemos estimar o hacer una transposición, una conversión respecto de un Motor equivalente que generase ese empuje y tendría un impulso específico estas velas solares brutales, muy, muy poquito impulso. Pero claro, un consumo de combustible nulo, entre comillas, pues serían del orden de 10.000 o incluso 100.000 segundos, ese es el tope gama de impulso específico. Pero a nadie se nos escapa, en general lo que se usa es motores químicos, motores químicos también en el espacio. Que sí gastan combustible. Tradicionalmente se ha utilizado hidracina, sobre todo para las maniobras, no tanto para el empuje pero para las maniobras de control de órbita y también de actitud. Héctor, ¿qué te viste? Sí, quería hacer un comentario, pero en realidad es de lo anterior, así que pido disculpas, porque estabas hablando de las velas solares, ¿no? Y una cosa que puede ser muy sorprendente es que es mayor la presión de la luz solar a la distancia de la Tierra que el propio viento solar. Lo digo porque mucha gente le sorprende cuando piensa en velas, está pensando en el viento solar, pero el viento solar es más débil en el entorno de la Tierra, en general puede haber casos durante una perturbación producida por una inyección de masa corona, lo que sea, pero en condiciones normales el viento solar es más débil que la propia presión de la luz, y esto es un concepto muy alucinante porque cuesta pensar que la luz ejerce presión, pero eso es así, y es porque los fotones tienen momento lineal, aunque no tengan masa, tienen momento lineal. Está pensando en este juguete científico que se ve en vídeos por ahí, lo habéis visto en una ampolla de vacío, una ¿cómo llamarlo? Hélice, ¿no? Pintada supuestamente de blanco y negro, ¿no? Que se ilumina con una linterna y se pone a dar vueltas, ¿no? Y por…
Juan Carlos Gil explica los detalles técnicos de los motores eléctricos utilizados en la propulsión espacial, mencionando el uso de gases nobles ionizados como xenón o criptón.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #16gases nobles ionizados xenón criptóncampos eléctricos magnéticos aceleración ionesmotores espaciales eléctricos milinewtonsimpulso específico motores propulsores espaciales…materia neutra que es lo que podemos llevar en la nave, típicamente gases nobles, gorditos; queremos que sean átomos gorditos para que cuando salgan a toda leche se lleven mucho momento y nos impulsen para adelante. Típicamente se usan xenón o criptón. El radón es radiactivo, molaría, pero no nos dura nada, ese no nos vale. Y una vez que hemos ionizado estos gases nobles, aceleramos los iones, las partículas cargadas resultantes, tanto electrones como iones, hemos ionizado, hemos partido en dos cachitos, mediante campos eléctricos y o magnéticos. y eso nos va a hablar de los dos motores eléctricos, los propulsores espaciales eléctricos que existen. También lo anticipaba antes, generan muy muy bajo empuje, típicamente de milinewtons, milinewtons, nada, con lo que obviamente no sirven de ninguna de las formas para despegar, para movernos dentro de la atmósfera, pero por contra son muy extraordinariamente eficientes con impulsos específicos de Miles de segundos y algunos de muchos miles de segundos, lo que los hacen ideales para misiones de larga duración como misiones interplanetarias o satélites; se utilizan ahora para que duren lo más posible. Es una tecnología, que no viene de Julio Bern, es…
Héctor Socas continúa la discusión sobre métodos de propulsión espacial, respondiendo a la propuesta de Juan Carlos Gil sobre el uso de motores iónicos para viajes largos en el sistema solar.
Habla: Héctor SocasPalabras #19motores iónicos aceleración continualanzador combinando motores fasesvelocidad de la leche sistema solarjuan carlos gil propuesta propulsión…tremebunda, pero suena chulo. A día de hoy el método para, digamos, moverte en distancias largas por el sistema solar, el método que se considera preferido es el motor iónico, por lo que decía Juan Carlos: de que tienes un impulso específico muy grande. Lo que pasa es que tienes un empuje muy pequeñito. Entonces son motores que tardan mucho en acelerar, pero van acelerando continuamente, con lo cual al final acabas consiguiendo una velocidad de la leche. Pero el problema es lanzar eso, entonces necesitarías un lanzador, o sea, combinando diferentes motores para diferentes fases, como propone Juan Carlos. Quizás te podría dar la solución óptima. O sea, pones un cohete grande y luego una nave con una propulsión diferente para moverse luego en diferentes fases del Viaje y está dando ideas, espera que está probando ya el paper. Yo estoy escribiendo, el motor este de Gil, ¿cómo se llama ya Cristina? Que ahora estoy poniendo nombre. Utiliza el único reactor nuclear para las tres fases. Hernández García, el motor Gil…