La luna está aproximadamente a 250,000 millas de la Tierra. La velocidad de escape desde la órbita de la Tierra es de aproximadamente 25,000 millas por hora. ¿Cómo es que un viaje desde la órbita de la Tierra a la órbita lunar toma, no ~ 10 horas, sino unos 3 días?

Una nave espacial en ruta desde la Tierra hasta la Luna no viaja a una velocidad constante. Tampoco viaja en línea recta. Tampoco tiene que alcanzar la velocidad de escape.

Las naves espaciales no disparan continuamente sus motores mientras viajan de un punto a otro. Hacen una corta quema para iniciar una trayectoria y luego se encaminan hacia esa trayectoria. De vez en cuando hacen correcciones de curso, si es necesario.

Esa es la clave para comprender la velocidad de escape. Una nave espacial no necesita mantener esa velocidad para escapar de un pozo gravitacional. De hecho, la velocidad de escape se define asumiendo que no lo harán.

La velocidad de escape es la velocidad a la cual, si desde ese punto en adelante, la única fuerza que actúa sobre el vehículo es la gravedad que lo empuja hacia atrás, la nave espacial aún podrá escapar bien de la gravedad. Con cada segundo, la gravedad está bajando la velocidad, pero hay suficiente velocidad almacenada que, en el momento en que la gravedad haya bajado la velocidad a cero, el objeto estará a una distancia infinita.

A medida que los vehículos Apollo viajaban hacia la luna, se desaceleraron continuamente hasta que entraron en la esfera de influencia de la Luna y luego comenzaron a acelerar hacia ella. Podemos imaginar eso como el vehículo corriendo cuesta arriba hasta que se acerca a la Luna y luego corriendo cuesta abajo hacia la luna en la última parte.

Entonces, Apolo no estaba tratando de escapar bien de la gravedad de la Tierra. Intentaba subir lo suficientemente alto como para alcanzar bien la gravedad de la Luna. El objetivo era estar lo más cerca posible (con un margen de seguridad, por supuesto) a cero cuando entraran en la esfera de influencia de la luna. Más rápido y no solo desperdiciaron combustible para llegar allí, sino que tendrían que desperdiciar más combustible disminuyendo la velocidad para alcanzar la órbita lunar.

Ahora para la parte de línea recta. Debido a que el vehículo Apollo no ha escapado bien de la gravedad de la Tierra, debe estar en órbita alrededor de la Tierra. La trayectoria es, por lo tanto, una curva. Fue diseñado para tener un retorno libre, lo que significa que si no hicieran nada, el vehículo giraría alrededor de la luna y regresaría a la Tierra.

Una cosa importante que debes entender es que no necesitas ir a la velocidad de escape de la tierra para llegar a la luna.

La velocidad de escape de la Tierra es básicamente la velocidad a la que necesita ir, de modo que su energía cinética cancela la energía potencial gravitacional de la Tierra.

Eso significa que si abandonas la Tierra con esa velocidad, habrías escapado efectivamente del tirón gravitacional de la Tierra, y si nada más te afecta, continuarás moviéndote para siempre pero desacelerando a velocidad 0 cuando alcances una distancia infinita de la Tierra.

Y usted podría preguntar por qué desaceleraríamos. Bueno, porque la gravedad de la Tierra te está afectando. Es exactamente por eso que necesitas una velocidad inicial, de modo que durante cualquier período de tiempo, incluso con la tierra tirando hacia atrás, nunca terminarás volviendo a caer.

Ahora con eso en mente, es fácil pensar en el hecho de que un viaje a la luna lleva más de 10 horas, probablemente no llegue a 25000 millas por hora en ningún momento, y obviamente desacelerará a medida que avanza. ir ya que la tierra te está tirando hacia atrás. Solo necesita asegurarse de tener la velocidad suficiente para alcanzar el punto donde la influencia gravitacional de la luna se vuelve más fuerte que la de la Tierra, de modo que comience a acelerar nuevamente.

Además, el viaje a la luna no es una línea recta entre la tierra y la luna. Si señala a la luna y comienza a ir, cuando llegue allí, la luna ya se habrá movido de donde estaba. Si señala dónde estará la luna cuando llegue allí, durante todo su viaje, dado que la luna no está frente a usted, su influencia de la gravedad curvará su trayectoria y probablemente terminará perdiéndola de todos modos. Y no querrás ir en línea recta hacia la luna porque no podrás desacelerar lo suficientemente rápido antes de estrellarte. Entonces, un verdadero viaje a la luna terminará siendo mucho más de 250000 millas.

Al ir a la luna, la nave saldrá de nuestra atmósfera, dará la vuelta a la Tierra un par de veces para llegar al camino correcto, irá a la luna, luego la rodeará un par de veces también para estabilizar la órbita y solo entonces intenta aterrizar. Puedes verlo aqui:

Porque desde el momento en que el Saturno S-IVB se cortó después de la inyección de inyección translunar, la gravedad de la Tierra estaba ralentizando la nave. Cuando llegó a la esfera de influencia de la luna (y comenzó a caer hacia la luna) se movía a menos de una décima parte de su velocidad TLI.

Además, la nave espacial no recorrió una línea de visión recta, sino que siguió una trayectoria de retorno libre que fue sustancialmente más larga.

Si cavas espacio, podrías cavar mi muestra de ciencia ficción galardonada y gratuita, ¿cavar?

Que 400000 kilómetros (lo que es peor, ¿unidades ridículas o error de redondeo compuesto?) No es la distancia que recorres. En lugar de disparar en línea recta desde el centro de la Tierra hasta el centro de la Luna, despegas de la Tierra en una trayectoria balística (es decir, curvada como el camino de una bala de cañón) que se aplana a medida que aceleras. Cuanto más rápido vayas, mayor será el radio de esta curva (la distancia entre tu centro de masa y el de la Tierra).
La “velocidad de escape” es el punto en el que el radio de la curva es tan largo que ya no es reflexivo, es decir, la curva ya no se cruzará en su propio camino. Ahora estás yendo tan rápido que solo puedes caer * lejos * de la tierra, ya no hacia o incluso alrededor de ella, incluso si ahora dejas de acelerar.
Si continúa acelerando, puede aumentar tanto el radio de la curva que se cruza con la órbita de la Luna. Esto no es especialmente útil por sí solo; para entonces, irás tan rápido que dispararás más allá de la Luna. Necesitarás cronometrar tu cita para que la Luna esté cerca mientras cruzas su órbita, y debes ir lo suficientemente lento en ese punto para que puedas ser capturado por la gravitación de la Luna. El viaje espacial se realiza básicamente doblando curvas de esta manera. El viaje en línea recta en el espacio es difícil y, en su mayoría, poco práctico.
Por lo tanto, aunque probablemente terminará yendo más rápido que la velocidad de escape de la Tierra durante el viaje, la distancia real recorrida es mucho, mucho más de 400k kilómetros, por lo que lleva más de un día.

La velocidad de escape no es un número, es una función de la distancia. La velocidad de escape de la Tierra en la superficie de la Tierra (o en órbita baja, lo suficientemente cerca como para hacer una pequeña diferencia práctica) es de aproximadamente 11.2 km / s, o un poco más de 25,000 mph. Si comienzas a esa velocidad en la órbita baja de la Tierra, entonces cuando te alejes de la Tierra siempre estarás a la velocidad de escape para la posición en la que te encuentras, ¡pero eso no significa que siempre viajarás a 25,000 mph todo el camino!

En cambio, desacelerará constantemente a medida que gane altitud. La velocidad de escape en altitudes más altas es menor, por lo que está bien, todavía está por encima de la velocidad de escape, pero siempre está disminuyendo la velocidad.

Entonces, incluso si comienza a 25,000 mph, su velocidad promedio durante todo el viaje será mucho, mucho más baja. También se debe considerar que una órbita de transferencia lunar no es una línea recta, por lo que la distancia es en realidad mayor de 250,000 millas, pero esa es una corrección relativamente menor en comparación con darse cuenta de cuán pequeña es en realidad su velocidad promedio.

Debido a que aceleraste para escapar de la velocidad, pasabas velozmente la luna a una velocidad colosal. Por definición, la Luna está dentro del pozo de gravedad de la Tierra. Entonces, la velocidad requerida para llegar a la Luna debe ser menor que la requerida para escapar completamente de la gravedad.

Además, para entrar en órbita alrededor de la Luna, tendrá que perder no solo el exceso de velocidad de su lanzamiento, sino también la velocidad que ganó al caer en el pozo de gravedad de la Luna. Idealmente, tendrías apenas la energía suficiente para cruzar la “silla de montar” entre el pozo de gravedad de la Tierra y el pozo de gravedad de la Luna incrustado en él. Lo que significa que, a medida que avanzas sobre la silla de montar, casi te detienen. La velocidad con la que dejó la atmósfera se ha disipado casi por completo al subir hasta el punto de silla de montar, que cruza al gatear.

De hecho, probablemente no pases a la velocidad más lenta posible. Pero definitivamente no tienes prisa por la velocidad de escape.

E incluso a la velocidad de escape, llevaría más de diez horas: reducir la velocidad a medida que cambia la cinética por energía potencial. La velocidad de escape es la velocidad a la que se frena asintóticamente hasta detenerse a una distancia infinita.

Porque las naves espaciales no viajan en línea recta. ¡Simple como eso!

Podría alcanzar en 10 horas con la misma velocidad si fuera un vector constante hacia la luna.

Como la nave espacial tiene que ir en órbitas, debe cubrir una distancia mayor que la distancia real entre los cuerpos.

Además, no es necesario escapar de la gravitación de la tierra en absoluto.

Así que teniendo en cuenta los siguientes puntos:
– La nave espacial viaja con un momento angular conservado en la trayectoria de la sección cónica y no requiere energía externa para continuar ese movimiento
-Volumen de combustible, restricciones de peso en naves espaciales, mientras que restricción de costo de combustible en la misión. Recuerde siempre que el combustible / propelente es muy crítico en una misión. Posiblemente la principal limitación.
-Con más velocidad se separa de la tierra, más velocidad se acerca a la luna, lo que implica la necesidad de una mayor disminución de la velocidad para adquirir una órbita lunar y se realiza por desaceleración a través del consumo de combustible, por lo que el consumo de combustible para aumentar y disminuir la velocidad se vuelve irrelevantemente redundante
– Consideración de tiempo

Teniendo en cuenta todos los puntos anteriores, basado en el análisis de compensación entre el marco de tiempo y las restricciones presupuestarias. Se elige una salida particular de muchos para la misión, que con frecuencia se realiza en unos pocos días. Pero, sin embargo, puede llegar a la luna en 10 días y si es demasiado pobre también puede tomar 3 meses o incluso más de 6 meses para llegar a la luna de una manera más económica.

Corríjame si me equivoco, pero parece que tiene la impresión de que es necesario alcanzar la velocidad de escape para llegar a la luna.

No lo es Si así fuera, la luna estaría en otro lugar. Dado que la luna en sí no va lo suficientemente rápido como para alcanzar la velocidad de escape, está atrapada en órbita alrededor de la Tierra.

De hecho, la luna solo va alrededor de 2300 MPH mientras orbita alrededor de la Tierra. Todo lo que tenemos que hacer es ir un poco más rápido que eso para llegar a la luna.

Excepto que tampoco es cierto. En realidad, tenemos que superar los 17,000 MPH solo para lograr una órbita terrestre baja.

Entonces, para obtener crédito adicional, ¿por qué tenemos que ir siete veces más rápido para llegar a la EEI que para llegar a la luna?

Imagen de tirar una pelota al aire. Ignorando la resistencia del aire, etc., sube hasta que la fuerza de la gravedad supera su velocidad vertical y la arrastra hacia atrás. Si lo piensas bien, la velocidad de la pelota comienza muy rápido y se vuelve más y más lenta hasta que se detiene por completo en la parte superior del arco antes de caer de nuevo a la Tierra.

Ir a la luna es similar. El refuerzo de tu módulo de comando y servicio te da una patada gigante en el trasero para acelerarte lejos de la Tierra a 11-12 km / s. Luego, el motor de refuerzo se apaga y solo avanzas hacia la costa, disminuyendo la velocidad poco a poco hasta que comienzas a sentir la gravedad de la luna. Si todavía va lo suficientemente rápido, la gravedad de la luna ganará gradualmente y simplemente caerá hacia la luna.

Volver es el mismo proceso a la inversa, aunque no se necesita tanto impulso para escapar bien de la gravedad de la luna. Eso es porque la luna es mucho más pequeña que la Tierra. Así que, para compensarlo, el viaje de ida toma días, no horas, porque después de que el motor se apaga, el barco se está apagando y la gravedad de la Tierra lo está frenando y la velocidad de la luna lo está frenando en el camino de regreso.

1. La velocidad de escape es la ‘velocidad inicial’: si comienza con ella, seguirá desacelerando hasta el infinito.

En la página 2 para llegar a la luna, no es necesario llegar al infinito: una vez que alcanza cierta distancia de la tierra, la influencia de la luna comienza a desempeñar su papel.

3. Si tienes motores para seguir acelerando cuando la velocidad baja, teóricamente puedes escapar de la Tierra a velocidad cero.

4. El movimiento en el espacio no está cerca de una línea recta. Entonces, la nave espacial debe haber viajado varias veces la distancia entre la tierra y la luna.

Para resumir varias otras respuestas excelentes, los astronautas que visitan la luna no necesitan alcanzar la velocidad de escape de la Tierra, porque no buscan escapar de la influencia gravitacional de la Tierra. Simplemente para alejarse lo suficiente como para incluir una visita a la luna en su viaje de ida y vuelta.

Se necesitarían velocidades mucho más altas para liberarse del sistema Tierra-Luna. Hasta ahora solo se ha realizado para sondas no tripuladas, principalmente con algo de asistencia por gravedad de otros planetas.

Cada vez que se lanza una nave espacial, no llega directamente a la luna viajando en línea recta (conectando la tierra y la luna) como dos puntos en un papel. En cambio, rodea la tierra con la velocidad de escape para abandonar el campo gravitacional de la tierra. A medida que continúa girando alrededor de la tierra, el diámetro de su órbita aumenta y solo entonces abandona la tierra.

Piense en una órbita altamente excéntrica, con un lugar cerca de LEO y el otro básicamente en la luna.

La velocidad cerca del perigeo, el punto más cercano es bastante más rápido que en el apogeo, el punto más lejano.

Con un perigeo de alrededor de 4000 millas y un apogeo de alrededor de 200,000 millas, la velocidad se desacelera bastante.

Esta página proporciona el perfil de velocidad para el viaje.

http://www.braeunig.us/apollo/ap …

La respuesta corta es que la nave espacial no va en línea recta de la Tierra a la Luna. Comienza a orbitar la tierra, trepando a órbitas de radios mayores con cada revolución y finalmente salta a la órbita de la luna, excepto que esta vez salta a órbitas de radios inferiores hasta que tiene una trayectoria que lo lleva a la superficie de la luna.

En realidad, los cohetes no irán de la Tierra a la Luna en línea recta. Hacen una o más revoluciones alrededor de la tierra y luego escapan lentamente del tirón gravitacional de la tierra. Se lanzan en la dirección de rotación de la tierra para obtener un empuje adicional (piense en ella como una piedra atada a una cuerda que se gira y la cuerda se rompe haciendo que la piedra vuele hacia afuera).

Se necesita una velocidad de 25,000 mph (aproximadamente) para que un objeto se aleje de la tierra (en línea recta) y nunca regrese. Sin embargo, esta es una velocidad inicial. Un tirón gravitacional de la Tierra ralentiza un objeto con velocidad de escape. Suponiendo que no haya otros cuerpos gravitantes, el objeto irá infinitamente lejos a cada velocidad decreciente. Y es por eso que lleva tanto tiempo llegar a la Luna.

Si la quema del cohete pudiera continuar, tomaría mucho menos de diez horas porque el cohete continuaría acelerándose.

Porque la velocidad de escape es solo una guía conveniente. Dice que si vas a esa velocidad puedes escapar de ese campo de gravedad y llegarás a cero MPH cuando llegues al infinito.

En el caso de ir a la luna, está disminuyendo la velocidad hasta llegar a la mayor parte del camino, en un punto solo va a aproximadamente 3,000 MPH, justo antes de que la Luna comience a atraerlo.

No repetiré ninguna respuesta. Todo ya está bien explicado.
Hay un juego educativo muy lindo Kerbal Space Program. Esto ayuda a comprender palabras tan elegantes como el efecto Oberth o por qué es tan difícil caer al sol.

Si pudiéramos construir naves espaciales que pudieran encender sus motores durante 10 horas seguidas, podríamos llegar a la luna mucho más rápido. nuestros cohetes actuales solo pueden disparar por un corto tiempo, por lo que debemos derivar sin energía durante la mayor parte del viaje a la Luna.