Si la velocidad más rápida del transbordador espacial es de 17500 mph, ¿cómo captura la velocidad de la Tierra cuando el transbordador sale de la gravedad?

El Shuttle nunca está “fuera” del tirón gravitacional de la Tierra. De hecho, es imposible ir a cualquier parte del Universo que no se vea afectada por la gravedad de la Tierra. Es posible alejarse lo suficiente como para que los efectos de la gravitación de la Tierra en su propia masa sean insignificantes. Eso sucede mucho más lejos de lo que los humanos han viajado lejos de la Tierra.

Lo que es posible es moverse lo suficientemente rápido alrededor de la Tierra para estar en un estado de caída libre perpetua. Una órbita no es más que caer hacia la Tierra, pero moverse lo suficientemente rápido hacia el lado que te falta. La velocidad “mínima” a la que esto es posible es de aproximadamente 8,000 m / s, que es aproximadamente 17,895 mph. Sin embargo, esta velocidad te haría “orbitar” bien dentro de la atmósfera de la Tierra (a una altitud efectivamente cero), por lo que arrastrar reduciría tu velocidad y te haría volver a caer a la Tierra. Para orbitar de manera estable sin quemar combustible constantemente, debe estar al menos en la termosfera, a unas 100 millas por encima de la superficie de la Tierra, e idealmente más allá de unas 160 millas. La ISS orbita a 205 millas con un mantenimiento mínimo de la estación (la nave Soyuz visitante, mientras está atracada, se puede usar para darle un impulso a la ISS para mantener la altitud), mientras que el Hubble orbita alrededor de 345 millas prácticamente sin mantener la estación. Eso es más o menos el límite superior de las capacidades del Shuttle, y el despliegue y la posterior reparación y mantenimiento del Hubble básicamente requirieron desmontar el Shuttle para eliminar todo el peso innecesario, en parte como resultado el Tanque Super Ligero que también nos permitió levantar lo suficiente carga a la vez para construir la ISS (y, debido a que empujó demasiado, finalmente resultó en la desaparición de Columbia y la retirada del programa Shuttle).

La paradoja del vuelo orbital, sin embargo, es que “aceleras para reducir la velocidad”; A medida que aumenta su velocidad tangencial (la velocidad a la que viaja perpendicularmente a la gravitación de la Tierra), reduce su velocidad angular (qué tan rápido puede completar un circuito completo de su órbita), porque al aumentar su velocidad tangencial se desequilibra esta velocidad con la fuerza de la gravitación; te mueves “más recto”, y así te alejas más de la Tierra, alejando tu vector de la perpendicular a la gravedad de la Tierra. Ya no te mueves alrededor de la Tierra, sino que te alejas de ella, por lo que tu velocidad angular se ralentiza, y suponiendo que no te alejes lo suficientemente rápido como para “escapar” y salir al espacio interplanetario, la gravedad de la Tierra finalmente detendrá tu velocidad. En este momento, debe ejecutar otra quemadura, perpendicular a la Tierra, para “acelerar” nuevamente, esta vez “estacionarse” en esa órbita de radio incrementada aumentando su velocidad tangencial hasta que esa velocidad y la aceleración de la gravedad vuelvan a estar en equilibrio para inducir una órbita circular. De lo contrario, la gravedad lo acercará nuevamente a la Tierra, creando una órbita elíptica (o un aterrizaje forzoso).

Aquí está la paradoja; en esa órbita más alta, la fuerza de gravedad se reduce (sigue la ley del cuadrado inverso; es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las dos masas), y por lo tanto, la velocidad tangencial requerida para mantener una órbita circular también se reduce. La “velocidad de escape”, la velocidad necesaria para “orbitar” en caída libre verdadera a una altitud efectivamente cero, es de 17,895 mph, pero la “órbita geosincrónica de la Tierra” requiere una velocidad orbital de solo 6,877 mph (en un radio orbital de 26,200 millas). La Luna orbita a una velocidad angular de solo .009 radianes / hora (2pi radianes en 28 días, una velocidad orbital de solo 2,288 mph), a una altitud nueve veces mayor que la de GEO (239,228 millas).

Tendrás que explicar lo que quieres decir con “velocidad de la tierra” y “fuera de gravedad” antes de que esta pregunta pueda tener una respuesta.

EDITAR: Entonces, suponiendo que la ‘velocidad’ es relativa al sol y que el transbordador está fuera del campo gravitacional de la Tierra:

A) esto es hipotético, como Thomas mencionó anteriormente, el transbordador nunca ha salido del campo gravitacional de la Tierra, por lo tanto, la velocidad relativa al sol siempre fue la misma que la de la Tierra (aproximadamente 30 km / s).

Suponiendo que desea llevar cualquier nave espacial a esas velocidades, usaría la asistencia por gravedad ( http://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist ). En resumen, volando a través del campo gravitacional de un objeto grande, sin golpearlo, puede acelerar como un tirachinas, junto con cambiar su trayectoria (otra forma de aceleración). Verá en esa página wiki que la sonda Cassini alcanzó velocidades relativas al sol de hasta 45 km / s, lo que teóricamente le permitiría ‘alcanzar’ la tierra.

Sin embargo, menos teóricamente, el transbordador nunca fue diseñado para salir de la órbita terrestre baja.

La velocidad orbital del transbordador de 17000 mph no incluye la velocidad que obtiene de la órbita de la Tierra alrededor del sol, y cualquier objeto en movimiento en el espacio continúa en movimiento a menos que otras cosas actúen como la atmósfera o la gravedad. Entonces el transbordador sigue orbitando la Tierra y se mueve con la Tierra alrededor del sol.

Ven chicos Deja de tapar cosas. Según la NASA, la parte superior de la capa superior (la exosfera) está a 40,000 millas de la Tierra. Y cito “el aire se reduce a nada cuando las moléculas se desplazan hacia el espacio”. Si las moléculas pueden DESVIARSE al espacio allí, no hay gravedad. Si no puede contener moléculas pequeñas, seguramente no puede sostener la luna hacia nosotros viajando a 68,0000 mph, especialmente cuando está a casi 200,000 millas más de distancia. Entonces, una vez que el transbordador pasa esa capa, debería comenzar a perder impulso a partir de esta velocidad de 68,000 mph y nunca atrapar la tierra. Puede que tenga que esperar un año cuando vuelva de nuevo. Sólo digo

El transbordador espacial solo operaba en órbita terrestre baja. Nunca dejó la gravedad de la Tierra.

La gravedad se extiende hasta el infinito; El Shuttle no se queda sin gravedad. El Shuttle (solía) reducir la velocidad mediante el uso de un cohete para dejar la órbita y la resistencia aerodinámica durante el reingreso a través de la atmósfera.

La velocidad de la tierra con referencia al sol es de alrededor de 67000 MPH. Cuando el transbordador espacial sale de la gravedad terrestre, sigue moviéndose a la misma velocidad con respecto al sol que pertenece al mismo sistema solar. Por lo tanto, dentro del sistema solar, la Tierra y el transbordador espacial todavía se mueven 67000 mph alrededor del sol y, además, el transbordador espacial tiene su propia velocidad para alcanzar la Tierra o alejarse de la Tierra.

Nunca deja la gravedad de la Tierra, la gravedad es lo que la mantiene en órbita.

Más correctamente, eso debería “dejarse” y “guardarse” porque los transbordadores se retiraron del servicio en 2011 y nunca volvieron a volar. Todos están en museos ahora.

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