Si un cohete viajaba en el espacio fuera de cualquier campo gravitacional, ¿necesita tener su motor encendido todo el tiempo, o simplemente debe acelerar al principio?

Un cohete nunca está fuera de un campo gravitacional. Es imposible. Pero eso no cambia la respuesta:

No. Los cohetes solo tienen que disparar motores por una cosa: acelerar. E incluso eso se puede hacer por gravedad, si el curso es correcto.

Un cohete dispara sus motores primero para salir de la atmósfera y luego para alcanzar la órbita. A partir de ese momento, no podría despedirlos en absoluto, para siempre. Bueno, tiene que, incluso allá arriba, todavía hay resistencia atmosférica, pero dar cuenta de ello es muy, muy fácil. Solo se necesitan unos pocos m / s para acelerar por año. La ISS, por ejemplo, utiliza los motores de los buques de carga cada 6 meses (creo) durante unos 900 segundos para cancelar el arrastre atmosférico. Es mucho tiempo acelerando, pero solo son unos pocos cm / s ^ 2 durante la duración de la quemadura. Esa es una aceleración más lenta que comienzas a caminar.

Entonces, en resumen: un cohete dispara sus motores para alcanzar la órbita, para tener en cuenta cualquier molesto y pequeño arrastre de la atmósfera y para volar a lugares, acelerando y creando una llamada “órbita de transferencia” que finalmente le permite cumplir con su objetivo (Sea lo que sea, Marte, la Luna, una estación espacial, etc.). El resto del tiempo, el motor está tranquilo y no hace nada.

Para ser claros, un cohete que viaja en el espacio está haciendo exactamente eso, viajar en el espacio.

Ninguna fuerza actúa sobre él aparte del Viento Solar, la gravedad del Sol y otros elementos, y consideraremos que está en una trayectoria libre. Si estuvieras dentro, estarías en caída libre (¡suponiendo que no haya giros!).

No, no necesita un motor encendido, eso lo haría acelerar continuamente, eventualmente usando el combustible o (combustible mágico) alcanzas el 99.9999% de la velocidad de la luz y alcanzas el final del universo (a esa velocidad, el tiempo casi se detiene en el cohete).

No, no solo debe acelerar al principio, ¡A MENOS que seas súper preciso y después de ese empuje, vas exactamente en la dirección correcta! Por lo general, los cohetes se encienden en busca de quemaduras para fijar la dirección, a medida que ingresan más datos a través de Startrackers, obtienes rumbo y velocidad mejores, y los ajustas.

En un lanzamiento de cohete normal, la mayor parte del combustible en el cohete se usa para escapar de la gravedad / atmósfera de la tierra. Una vez que el cohete alcanza el espacio, continúa moviéndose con esta velocidad que ya ha ganado. Como hay muy poca resistencia a la fricción en el espacio, continúa moviéndose con esta velocidad durante distancias y tiempos muy largos. Solo cuando se requiere un cambio en la dirección de vuelo, los motores de los cohetes se vuelven a encender. Algunos de los cohetes del espacio profundo también utilizan la atracción gravitacional de otros planetas para aumentar la velocidad / cambiar de dirección. Esto se hace mediante la planificación adecuada de la trayectoria.

Uno de los ejemplos que muestra cómo se requiere menos fuerza en el espacio es el de los cohetes de propulsión iónica. La fuerza generada por sus motores está cerca de la fuerza de peso de un papel. Pero con la aplicación de esta fuerza durante años, la velocidad final de la nave espacial puede alcanzar mucho más de 200,000 mph (fuente: NASA)

Como entendemos el universo en este momento: no existe tal cosa como “fuera de cualquier campo gravitacional”. La gravedad es una propiedad del espacio.

No hay motor todo el tiempo.

La forma en que piensas: comienza la aceleración. Pero eso también es defectuoso.

Si toma una clase básica de cálculo, debe aprender la diferencia lingüística entre velocidad y velocidad. Debe soltar el concepto escalar de dirección (acimut) para un concepto vectorial de dirección.

No NECESITA tener su motor encendido todo el tiempo, y la naturaleza de los motores de cohete es que generalmente es mejor hacer una “quemadura” corta / dura y luego costar el resto del camino con otra quemadura corta / dura en el fin de matar la velocidad.

Pero en vuelos espaciales tripulados de larga duración, habría ventajas para tratar de mantener el empuje activado todo el tiempo porque la aceleración continua resultante podría proporcionar suficiente “gravedad artificial” para facilitar la vida a bordo de la nave espacial.

En un espacio completamente vacío, una nave espacial no necesita hacer funcionar su motor todo el tiempo. Durante las misiones Apolo, los motores estaban apagados la mayor parte del tiempo. Lo mismo con las épicas misiones Voyager.

La forma en que mide el tiempo de aceleración y desaceleración depende de lo que quiere hacer y de lo difícil que quiere acelerar, etc. Para un viaje simple, quemaría al principio para alcanzar la velocidad y luego nuevamente al final para rotar y luego romper.

Para viajes espaciales muy largos, es posible que tenga que hacer correcciones de rumbo y también recuperar la velocidad perdida debido al efecto retardante del polvo, etc.

Por lo general, para las misiones interplanetarias, necesitan realizar correcciones periódicas del curso, por lo que tienen que disparar sus motores de cohetes de vez en cuando para asegurarse de que estén en el curso correcto.