La atmósfera superior (es decir, donde las naves espaciales pueden sobrevivir) es gaseosa y está compuesta principalmente de hidrógeno. Encontrar una manera de recolectar hidrógeno gaseoso en lugar de la forma líquida es un problema técnico relativamente menor, no una razón para cancelar toda la misión. Pero, el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo (74%) y también se encuentra en casi todos los demás planetas del sistema solar.
Incluso si quisieras recolectar hidrógeno de Júpiter, tendrías un pequeño problema allí. La velocidad de escape de la Tierra es de aproximadamente 11,2 km / s. Es por eso que necesitamos grandes cohetes para transportar suficiente combustible para obtener tanto cambio de velocidad cuando despegamos de la Tierra, tanto que casi el 90% del combustible en un cohete es solo para escapar de la gravedad terrestre. En contraste, la velocidad de escape de Júpiter es de 59.5 km / s, más de 5 veces la de la Tierra. Necesitaría un enorme cohete que utiliza tecnología actualmente no disponible (como un motor de reacción de fusión) para salir de esa gravedad.
Aquí está el problema exacto que causa esta alta velocidad de escape:
- ¿Por qué un día y mes sideral es más corto que un día y mes sinódico, y un año sideral más largo que un año sinódico?
- Si estuvieras a cargo de una expedición científica a otro planeta, ¿qué tipo de personas llevarías y por qué?
- ¿Cuál es tecnológicamente fácil, aterrizar una sonda en el planeta de manera segura o dejar que la sonda gire alrededor del planeta como un satélite?
- ¿De qué manera sería diferente el mundo si no hubiera satélites en órbita alrededor de la Tierra?
- ¿Cómo se asegura la NASA de que no presentamos vida a los planetas a los que vamos?
Para levantar una carga útil para escapar de la velocidad, un cohete quema combustible. Para determinar cuánto combustible necesita para alcanzar la velocidad de escape, use la ecuación del cohete:
V (f) = V (e) ln (MR)
- Vf es la velocidad final
- Ve es la velocidad de escape
- y MR es la relación de masa, que es la masa del cohete totalmente alimentado dividida por la masa del cohete después de quemar su combustible.
Los cohetes de hoy tienen velocidades de escape de ~ 4500 m / s
Reorganizando la ecuación anterior usando esta velocidad de escape y 59,500 m / s (velocidad de escape de Júpiter) para Vf, obtenemos un valor de 552507 para la relación de masa. Lo que esto significa es que por cada kg de hidrógeno que levante de Júpiter para su uso posterior, tendría que quemar 552,506 kg de oxígeno / hidrógeno.
Entonces, para obtener 1 kg de hidrógeno, tendría que “recolectar” 58.057 kg de hidrógeno y usar 494.449 kg de oxígeno.