Júpiter es un gigante gaseoso. ¿Podrías volar un cohete a través de Júpiter y salir por el otro extremo? (excluyendo la gravedad)

Esta es una idea errónea común que muchas personas parecen tener sobre Júpiter o cualquiera de los Gigantes de Gas, que es solo una bola gigante de gas esponjoso. La forma en que tendemos a imaginar los gases y la atmósfera es como es en la Tierra: aireada y transpirable. Pero los gases pueden acumularse y convertirse en huesos aplastantemente pesados. Y cuanto más gases se acumulen, más tenderán a la transición hacia un estado líquido. Todavía no sabemos si el núcleo de Júpiter es solo hidrógeno líquido o roca (muy probablemente una mezcla de ambos), por lo que sabemos que un objeto no puede atravesar el núcleo y salir del otro lado. Pero ni siquiera necesitamos ir al núcleo.

La gravedad de Júpiter es tan intensa que hay capas y capas de gas acumulado. En el viaje del objeto hacia el núcleo, encontrará presiones de más de 100,000 veces la presión atmosférica aquí en la Tierra. Incluso si descartamos el hecho de que en un punto, la densidad del aire será igual a la densidad del objeto, causando que se tambalee a una altura más o menos estable, podemos decir con seguridad que el objeto casi nunca puede alcanzar El núcleo intacto.

La presión de montaje y la densidad creciente hacen que el calor aumente a medida que avanza, y los gases pasan del estado gaseoso al estado líquido, posiblemente a sólidos en el núcleo. Esta transición es suave, es decir, no tiene un límite de separación entre el gas y el líquido. Simplemente se vuelve más y más denso. Incluso si el objeto alcanza el hidrógeno líquido y entra aún más, no va a golpear una superficie sólida como el fondo del mar. La atmósfera líquida se volverá más espesa y viscosa con la profundidad debido a la inmensa gravedad de Júpiter, hasta que el objeto “quede atrapado” y ya no pueda moverse.

O simplemente podemos ir con la explicación más práctica de que a medida que un objeto pasa a través de Júpiter, acelerará a velocidades inmensas y encontrará varios gases. Simplemente se quemará en la atmósfera.

Por lo que recuerdo, ¡Júpiter tiene un pequeño núcleo de hielos y rocas a una temperatura de aproximadamente 20,000 K y una presión de 40 Mega bar! Por encima de este núcleo hay una mezcla de hidrógeno metálico (principalmente) y helio. ¡Lo curioso es que nadie sabe cómo es el hidrógeno metálico (algunos dicen que debería ser transparente, como el agua clara, y otros dicen que es brillante como un metal)!

Entonces la respuesta a tu pregunta es no. Ningún cohete podría volar “a través” de Júpiter.

Informativamente, la sonda Galileo fue desplegada para explorar Júpiter y sus lunas. Después de un crucero de seis años desde la Tierra, llegó a Júpiter a fines de 1995. En su órbita 35, se hizo que se sumergiera en Júpiter y esta zambullida final duró aproximadamente una hora cuando transmitió datos sobre su paso hacia abajo. Se quemó después de haber caído unos 150 km sin tocar el suelo y la presión ya había alcanzado los 24 Bar para entonces. Júpiter tiene tanto un fuerte campo gravitacional como magnético. El campo magnético es el más fuerte de todos los planetas de nuestro Sistema Solar.

Edición 1 el 6 de mayo: debo aclarar que la composición de las entrañas de Júpiter se basa en cálculos teóricos de la densidad del planeta y no en ninguna evidencia física directa.

Edición 2 el 13 de mayo de 2015. Se espera que la nave espacial Juno llegue a Júpiter dentro de un año (con suerte en julio de 2016). Esta misión ha sido diseñada para explorar este gigante gaseoso lo más cerca posible sin destruirse inicialmente. Esto se logrará tomando una serie de órbitas altamente excéntricas alrededor de Júpiter y recopilando tanta información sobre su masa y campo magnético en cada pasada y esto debería resolver los signos de interrogación que aún quedan sobre la composición de Júpiter y los gigantes gaseosos en general.

Un cohete puede volar a través de él si excluimos la gravedad, la ráfaga, la temperatura y la presión y … PERO, espera, ¿sería Júpiter entonces?

En la superficie de Júpiter, la velocidad del viento puede alcanzar hasta 550 km / h. Para simplificar su comparación con las tormentas terrestres, uno debería ver la escala de viento de huracanes Saffir-Simpson. Aquí clasificamos la velocidad del viento más alta como categoría 5 (es decir, 252 kmph o más). No estamos seguros de si introducir la Categoría 6 o no porque en la tierra solo unas pocas tormentas fueron tan poderosas donde la velocidad del viento alcanzó más de 300 km / h.
Entonces, nuestro cohete necesita penetrar esta tormenta primero.

Continuando, en la superficie de la Tierra, cada pulgada cuadrada experimenta 14.7 libras de presión debido al peso de la atmósfera.
Estamos acostumbrados y no lo sentimos, pero una pequeña variación comienza a matarnos. Cuando buceamos en aguas profundas sentimos una tremenda presión sobre nuestro cuerpo o cuando viajamos en avión sentimos falta de presión. Sin embargo, el punto es que cuando nuestro cohete alcance el núcleo de Júpiter, experimentará la presión de la materia sobre él y esa presión sería de 50 a 100 millones de veces la presión que sentimos en la superficie de la Tierra. Esa presión hace que su núcleo sea líquido o sólido compuesto de materiales desconocidos (hidrógeno líquido, hierro tal vez u otra cosa que no existe en la tierra).
Además, la temperatura estimada del núcleo de Júpiter es de 35000 grados Celsius .

Entonces nuestro cohete se quemará y se aplastará o se aplastará y se quemará o … No sé cómo decirlo, pero seguramente sé que no volaría a través de Júpiter. Debido a Júpiter, el gigante gaseoso es más que una simple esfera de gases.

La respuesta más básica es no.

Aunque Júpiter es un planeta gaseoso, la cantidad extrema de presión y vientos fuertes, sin mencionar el núcleo de hidrógeno semisólido, le impediría entrar y salir de la misma pieza. Júpiter tiene una serie de diferentes niveles de su atmósfera. Cada nivel tiene aún más presión y velocidad de sus sistemas eólicos. Hace un par de años, se envió una nave espacial a Júpiter para trazar el mapa del planeta y utilizar equipos sofisticados para medir la composición de los gases. Cuando se completó la misión y no tenían uso para la nave espacial, decidieron volar la nave espacial a la atmósfera del planeta. Utilizaron los aviones a bordo para impulsar la nave espacial a la atmósfera y dejar que Gravity hiciera el resto. Fue absorbido por el planeta y experimentó una increíble variedad de sistemas climáticos. Las presiones eran tan grandes que habría matado a un humano al instante. Los vientos tenían acceso a 300 mph e incluso 500 mph. La nave espacial llegó solo a un par de millas a la atmósfera antes de explotar.

La gravedad sola aplastaría cualquier cosa y a cualquiera que intente ingresar al gigante gaseoso. Aunque podemos especular cuál es el núcleo interno y la estructura del planeta, en realidad no podemos visitar el núcleo interno y la estructura.

La gravedad que te atrae te acelerará. La presión de la atmósfera sería un muro. Te romperías al entrar en la atmósfera.

Si logras atravesar la atmósfera, la atmósfera congelada enfriaría el cohete. A medida que se acerque al núcleo, las temperaturas aumentarán. El metal del cohete se derretiría por las presiones, y el cohete se desintegraría efectivamente. Tenga en cuenta que este efecto es independiente de la presión que aplasta un cohete. Si intentas hacer que el cohete sea hermético, las presiones lo aplastarán, y si no es hermético, las presiones internas y externas igualarán y licuarán los materiales del cohete.

Y si eso se mantiene unido, golpearías el núcleo “sólido”. El núcleo puede ser sólido o líquido, pero sería denso y detendría el cohete. La suposición actual es que los gigantes gaseosos tienen un núcleo de roca, aunque solo sea del polvo espacial que los golpea y se asienta en el núcleo durante eones. Y ya sea roca o gas licuado, (H2 o He2) detendría un cohete.

Bueno, mientras leía tu pregunta, la respuesta se aproximaba a un “probable sí” hasta que leí las palabras “al otro lado”. Por esto, el camino de la nave espacial se elige para ser el diámetro del planeta.
Así que hay dos formas de hacerlo:
-> Por el centro.
-> Alrededor del centro, en un arco circular, de tal manera que salga por el otro extremo. (sin embargo, la dirección de la velocidad de escape no será la misma que la dirección en la que ingresó a Júpiter, que puede ser diferente de lo que imaginó).

Supongo que está pasando por el centro utilizando su tecnología actual. Digamos también que construyes milagrosamente un barco similar al de la película “the core” (o de lo contrario te enfrentarás a todas las dificultades señaladas por la gente aquí).
Ok, entonces tienes un barco que puede soportar inmensas presiones y puede penetrar fácilmente en las superficies, por lo que los obstáculos mencionados por otros serán superados.
Sin embargo, solo para su información, si incluimos la gravedad, lo que no ha hecho, nunca podrá saber salir del planeta una vez que ingresó con las capacidades de propulsión actuales, especialmente si llega al centro.

Otra estrategia que puedes usar es, solo entra, sin apuntar al centro, sino en un arco circular alrededor del centro cuando lo atravieses. Entonces, básicamente, estás orbitando el planeta, solo tu tamaño de órbita es muy pequeño. Ahora, si no lo hace demasiado pequeño, no estará tratando con las regiones internas muy densas del planeta, sino solo con las regiones externas. así menores presiones.

[Una solución lógica al problema de la atmósfera espesa es que, técnicamente, no sabes exactamente dónde comienza Júpiter, así que construye tu nave espacial más fuerte, orbita Júpiter hasta que tu nave comience a romperse, luego sal, diciendo que lo has orbitado. Sin embargo, sé que eso no es lo que estás buscando]

Incluso excluyendo la gravedad, la respuesta corta es no.

Ser un gigante gaseoso no significa que puedas atravesar todo el cuerpo celeste como si estuvieras atravesando una espesa capa de niebla. Si penetra la atmósfera de Júpiter a 25 km / s, entonces su nave espacial probablemente se quemará en la atmósfera.

Supongamos, por el resto de la respuesta, que ingresa (y sale) a Júpiter a velocidad constante, digamos 25 m / s.

Bueno, tu nave espacial será aplastada en una atmósfera muy, muy espesa, o se estrellará contra la capa de hidrógeno metálico. Si construye una nave espacial a prueba de temperatura y presión, regule su velocidad para que sea razonable y calcule la trayectoria para evitar el núcleo de hidrógeno metálico, puede volar un cohete.

En realidad, la gravedad es algo divertida 🙂 Recuerdo este problema de lo que sucedería si cavaras un túnel a través de la tierra y dejes caer algo. Realmente oscilaría armónicamente simple.
Pero en este caso tenemos gases en el medio.
Si en teoría pudieras diseñar una nave espacial que pueda soportar esas presiones y temperaturas, y dejarla ir, tendría que desplazar una gran cantidad de líquido y estaría bajo grandes fuerzas viscosas. Entonces esto es como un oscilador amortiguado. Ya sea sobreamortiguado o subamortiguado, dependerá de la magnitud de la fuerza viscosa frente a la de la gravitación. Ambas son funciones de la profundidad a la que podrías estar.
En caso de que llegue al otro extremo, ese es el caso subamortiguado, sería empujado hacia atrás por un tirón gravitacional gigantesco, como un resorte en su extremo.
Ahora es donde sus motores tendrían que comenzar a funcionar y asegurarse de que el chorro cubierto de gas no se queme solo 😛

NO, NO podrías volar un cohete a través de Júpiter y salir por el otro lado SI eso fuera posible, ¿por qué no todos los 21 o ninguno de los fragmentos del levy 9 del zapatero cometa salieron del otro de Júpiter en julio de 1994? ¿HAY MÁS EVIDENCIA DE QUE JÚPITER NO ES UNA BOLA DE GAS QUE ESO?

Página de inicio de @Comet Shoemaker-Levy (JPL)
@Page en space.com
@Comet Shoemaker – Levy 9
@ Shoemaker-Levy Impact Video – El Universo – HISTORY.com

No es tan trivial.

Al eliminar los elementos técnicos de la materia que se desgarra por las fuerzas de marea dentro del radio de Júpiter Roche, un gigante gaseoso simplemente no significa que sea como la atmósfera de la Tierra en la totalidad de su volumen. El gradiente de densidad es suave y no tan agudo. Aunque técnicamente, seguirá siendo gas, la densidad aumenta gradualmente y la transición es tan lenta que no sabrás cuándo la densidad ha alcanzado realmente los niveles de la corteza terrestre (o el paradero).

La Tierra (u otros planetas rocosos del sistema solar) tiene una transición muy aguda desde las capas gaseosas (atmósfera) hasta la corteza sólida. Gigantes de gas, por otro lado, ¡no tanto!

Nubes, tormentas, ciclones, huracanes, estanques, ríos, lagos, océanos …! aviones, cohetes, rascacielos, zapatillas,
Justin Bieber, Sunny Leone, Newton, Samsung galaxy S-5, azafata Kingfisher Air, avión MH 350, la torre inclinada de Pisa, la gran muralla china … y así sucesivamente … Pero todo esto hecho de “metano”, metano … metano … y solo metano.

PD
Sin ofender .. Aunque dicho sarcásticamente,
Sí, es verdad. No verás nada más que océanos y huracanes de ‘metano’ en planetas como Júpiter.
Así es la razón del más popular ‘The Giant Red spot’.

No, no podrás volar * a través de * Júpiter: más allá del gas, hay una masa líquida, más allá de la cual, hay una esfera sólida. La cuestión es que no hay un límite definido donde ocurre la transición, por lo que será lento, y su cohete irá más y más lento, abriéndose paso hasta que, finalmente, se atasque en algún lugar.

Aunque, en última instancia, simplemente se quemaría en algún lugar de la atmósfera superior, como dijo Garret.

Como referencia final, les presento el Cessna Interplanetario de XKCD

Si corres directamente a través del diámetro de Júpiter, te estrellarás contra su núcleo.

Hay un núcleo que tiene un tirón gravitacional para mantener unidos los átomos / moléculas para formar Júpiter, o cualquier otro planeta.

El núcleo es hipotéticamente helio porque cuando se formó Júpiter, no había suficiente hidrógeno para fusionarse con carbono / oxígeno.

Además, los escombros probablemente se estrellarán contra tu nave antes de llegar a Júpiter y serás Historia, literalmente.

Por lo tanto,

El problema es que no puedes simplemente decir “excluyendo la gravedad” y aún así tener cualquier tipo de discusión significativa. Si pudieras de alguna manera eliminar la gravedad de la gravedad de Júpiter, ¡la presión interna de todo ese gas provocaría una explosión extremadamente grande! Sin la gravedad manteniéndolo todo junto, la presión se igualaría rápidamente y en el proceso ganaría una velocidad realmente espectacular. Júpiter se convertiría en una enorme nube de gas tenue, probablemente en un gigantesco anillo alrededor del sol.

El destino de su nave espacial depende completamente de cuánto tiempo transcurra entre esta mágica pérdida de gravedad y su camino a través del sistema. Dado el tiempo suficiente, tal vez nada en absoluto. Sin embargo, desde el principio, los gases hipersónicos se desgarrarían en pedazos antes de que pudiera acercarse incluso a la antigua ubicación de Júpiter.

Pero no puede simplemente eliminar una fuerza de la naturaleza y tener una manera de describir de manera significativa cuáles podrían ser todas las consecuencias. Simplemente no hay una forma válida de responder una pregunta como esta con la ciencia porque las circunstancias y los mecanismos que resultan en la pérdida de gravedad son abrumadoramente más importantes que cualquier otra cosa.

Apostaría dinero en efectivo a que hay algo debajo de esa capa de nubes en la que podrías salpicar. Simplemente hay demasiada gravedad y demasiada materia.

Considere esto: hay estrellas que son tan densas que los protones y los electrones se expulsan literalmente de los átomos. Independientemente de cuál sea ese material, será bastante sólido. Si estuvieras parado al lado de tal cuerpo, no podrías pasar un palo de escoba a través de él. El concreto, después de todo, ni siquiera está cerca de ese denso. Si bien un gigante de gas puede no ser una estrella de neutrones, predigo que tampoco es simplemente una gran bola de gas.

La gravedad de Júpiter es tan alta que el hidrógeno en su núcleo es probablemente sólido.

También hay una conjetura de que este hidrógeno sólido tiene la forma de “hidrógeno metálico” que permanece sólido incluso a bajas presiones y altas temperaturas. Si pudiéramos lograr eso en la Tierra, podría ser una forma muy útil de almacenar hidrógeno como fuente de energía.

Incluso si el hidrógeno no es estrictamente sólido, la densidad es tan alta que sería tan densa como el metal. Cualquier objeto que vuele hacia Júpiter se ralentizaría a medida que la atmósfera se volviera más y más densa y finalmente “flotaría” a cierta profundidad donde su densidad coincida con la de la atmósfera.

¡La NASA quería descubrir esta pregunta!

Entonces, acaban de enviar una de sus naves espaciales, Galileo, directamente a Júpiter. La nave espacial había estado estudiando las lunas galileanas (las 4 lunas más grandes de Júpiter, que son: Io, Ganímedes, Europa y Calisto) y una vez hecho esto, la NASA decidió arrojarla a Júpiter porque, como descubrimos en la serie 2001 , no te metas con los europeos.

¿Y qué le pasó a Galileo (la nave espacial)? Bueno, se desintegró por completo en la atmósfera joviana.

Además, incluso si tuviera una nave espacial indestructible que ignoraría la presión y el clima, se toparía con su núcleo (rocoso, por cierto) y quedaría atrapado allí.

Si su cohete iba lo suficientemente rápido, se destruiría a sí mismo y a Júpiter. Esto implica que podría tener éxito con un sistema de dos etapas. El cohete uno destruye a Júpiter y el cohete dos lo sigue a una distancia segura, volando por el lugar donde solía estar Júpiter.

Ahora construye una estructura de torre realmente larga entre el cohete 1 y el cohete 2. Si tu cohete es lo suficientemente largo, podría destruir a Júpiter mientras deja un trozo en la parte posterior para atravesarlo. Misión cumplida. A algún valor de masa, velocidad y longitud para el cohete esto podría funcionar; Sin embargo, estoy un poco preocupado de que cerca de la velocidad de la luz mi torre se acorte. Es difícil saber si esto se debe a Einstein o Freud, ya que son contemporáneos.

¿Qué pasa si la parte delantera de tu cohete tenía un Súper Cañón? Podrías hacer un cráter delante de ti. En un fluido, este “cráter” se llenará nuevamente. Pero vuelas tan rápido que mientras tanto hay otro cráter por delante. Estás disparando un hoyo lo suficientemente grande como para volar que dura lo suficiente como para volar, hasta que salgas por el otro lado. En algún nivel de Súper para el cañón y Rápido para el cohete, esto podría funcionar. Probablemente la idea tenga un agujero.

Más en serio, me pregunto si los efectos de cavitación podrían usarse para penetrar los límites de fase en las capas atmosféricas. Un comentarista se refirió a una transición suave hacia un núcleo sólido, pero supongo que hay límites fractales con regímenes complejos de transición de fase sobre temperatura y presión.

No. El gigante de gas tiene un corazón de hierro.
src: http://www.montgomerycollege.edu

Y en relación a eso, aquí están las condiciones vagamente estimadas para cuando te dirijas hacia el centro del planeta.