Ciertamente, no se vería como lo hace en muchos programas de televisión de SF que no tienen en cuenta la precisión en la física.
Una cosa a tener en cuenta es que, al maniobrar en el espacio, en realidad estás cambiando de órbita. Incluso si no está en órbita terrestre, todavía está en órbita, y a menos que su nave espacial esté en una trayectoria de empuje constante, es probable que viaje en una órbita elíptica alrededor de algo: la Luna, el sol o cualquier objeto que sea el principal contribuyente gravitacional a su órbita.
Los ingenieros aeroespaciales y los astronautas no hablan de “hacer un giro” en el espacio, sino que hablan de “delta-v”. Delta-v es un cambio en la velocidad, que puede ocurrir cambiando la dirección de viaje o cambiando la velocidad de viaje. Entonces, lo primero que debe saber es en qué dirección viaja actualmente y qué tan rápido. Hay varias formas de medir su velocidad en el espacio: guía de inercia, navegación celestial, radar o láser, u otras técnicas.
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Supongamos que sabe cuál es su velocidad actual y cuáles son sus parámetros orbitales. (Recuerda, estás en órbita alrededor de ALGO). Para mover una nave espacial, no solo “gira y quema”, sino que realiza una maniobra orbital. Puede cambiar su dirección de viaje o su velocidad de viaje, o ambas.
Para cambiar su velocidad, debe saber algo sobre la capacidad de empuje de su motor. ¿Es regulable (puede elegir la cantidad de empuje a aplicar), o está encendido o apagado? ¿Cuánto quieres cambiar tu velocidad? ¿Quieres aumentarlo o disminuirlo? ¿Cuál es la masa actual de su vehículo espacial? ¿Cambiará la masa al usar el motor? ¿Cuánto cuesta? ¿Cuánta aceleración puedes soportar? Usaremos Newton para la maniobra delta-v, y Newton también necesita saber todo esto.
Usarás buen ol ‘F = ma, pero en una forma ligeramente diferente:
F (dt) = d (mv)
Terminaremos (a través de la magia del cálculo – Newton nuevamente) con una ecuación para nada menos que delta-v:
delta-v = v (sub-rel) ln (Mo / M1)
Esta gema es la ecuación de Tsiolkovsky (o la ecuación ideal del cohete si eres fóbico ruso). Necesita saber cuánta masa va a expulsar (en combustible de cohete), qué tan rápido la va a tirar (v (sub-rel)) y la masa total inicial de su vehículo, y puede calcular delta-v. Sin embargo, por lo general, usted decide qué delta-v necesita, y eso le indica cuánto tiempo debe quemar su motor a un índice de flujo másico específico.
¿Complejo? Solo está cambiando la velocidad linealmente: para cambiar la dirección, debe reorientar su nave espacial (utilizando propulsores de control de actitud, giroscopios o ruedas de impulso) y aplicar el empuje en una dirección diferente a la que está viajando actualmente. ENTONCES, debe vincularlo todo con la ecuación de aceleración vectorial tridimensional para descubrir si lo hizo todo correctamente.
MUCHO más difícil que el trabajo con el palo y el timón en una aeronave, pero los mismos principios fundamentales: ciencia e ingeniería.
O dicho de otra manera: F = ma, y no puedes empujar una cuerda.