¿Podríamos construir una serie de estaciones intermedias entre la tierra y la luna?

Como se mencionó en otra respuesta, sería más difícil detenerse a mitad de camino a la Luna, o en etapas como usted ha sugerido, que simplemente avanzar hacia el destino. Se necesitaría menos combustible si simplemente no hiciéramos funcionar los motores para todas esas maniobras.

Además, podría ser más peligroso detenerse a mitad de camino, o colocar una estación de servicio tripulada en órbita tan lejos del blindaje magnético de la Tierra.

Cinturones de radiación de Van Allen (sección transversal) Un cinturón de radiación es una capa de partículas energéticas cargadas que se mantiene en su lugar alrededor de un planeta magnetizado, como la Tierra, por el campo magnético del planeta. La Tierra tiene dos de estos cinturones y, a veces, otros pueden ser creados temporalmente.

Crédito de la imagen: Campos magnéticos: su propósito en la Tierra 29 de marzo de 2014 Joly Astronomy

Este gráfico describe los dos cinturones de radiación de Van Allen dentro del diámetro de los satélites de comunicaciones comerciales geosíncronas, que se encuentran a 35,786 km sobre el ecuador. Tenga en cuenta que el viento solar los empuja hacia atrás detrás de la Tierra en una larga cola, o al menos la lámina de plasma se alarga en la dirección alejada del sol.

Crédito de la imagen: cinturón de radiación Van Allen en Wiki

Oportunidades de doctorado en el Grupo de Investigación RSPP – El Grupo de Radio y Física de Plasma Espacial de la Universidad de Leicester

Centro de clima espacial

Terremotos y Tierras rápidas chorro de plasma

Sondas de Van Allen – Investigación de la NASA

Una órbita ecuatorial geoestacionaria (GEO) es una órbita geosíncrona circular en el plano del ecuador de la Tierra con un radio de aproximadamente 42,164 km (26,199 mi) (medido desde el centro de la Tierra). Un satélite en tal órbita está a una altitud de aproximadamente 35,786 km (22,236 millas) sobre el nivel medio del mar. (ver órbita geosíncrona en Wiki)

  • El radio de la Tierra es de 6.371 km.
  • El diámetro de la tierra es de 12.742 km.
  • La altitud del satélite geosíncrono es de 35.786 km sobre la superficie de la Tierra
  • El radio orbital geosíncrono es de 42,164 km.
  • El borde exterior del cinturón exterior de Van Allen está aproximadamente a 44,600 km (7 radios de la Tierra) sobre la superficie de la Tierra (eso es 8 radios de radio exterior total)
  • El radio exterior máximo del cinturón de Van Allen es, por lo tanto, de 51,000 km
  • La órbita lunar tiene un radio medio de 384,400 km.

Este gráfico describe la densidad de protones a 7 radios de la Tierra distantes en la dirección del sol. La Luna está a 384,400 km / 6,371 km = 60 radios de la Tierra distantes.

Por lo tanto, podríamos colocar 30 Tierras entre la Tierra y la Luna, y las primeras tres y media estarían justo en el medio de los cinturones de radiación.

Al escalar esta imagen, nuestras órbitas satelitales son 42,164 / 6,371 = 6.5 radios de la Tierra.

Nuestros satélites de comunicaciones sufren la radiación de los cinturones de Van Allen continuamente, día tras día. La vaina magnética, o magnetopausa, protege esos satélites del ataque directo de la radiación solar, pero no de la radiación acumulada en los cinturones de Van Allen. Rodean el borde exterior de esos cinturones y pasan a través de los límites exteriores de ellos una vez al día. Quizás están completamente inmersos.

Su estación de paso a mitad de camino hacia la Luna podría ser un lugar solitario, y podría requerir orbitar la Tierra para permanecer a medio camino entre la Tierra y la Luna, o para estar a medio camino en un breve período de tiempo en su órbita.

No creo que el punto L1 Lagrange para el sistema Tierra-Luna sea lo suficientemente fuerte como para mantener una estación de paso en su lugar. En cualquier caso, es uno de los puntos menos estables. L4 y L5 son más estables, ya que están fuera de lo común.

Fue un buen pensamiento y bien intencionado. Sin embargo, no me gustaría trabajar un turno de noche en L1 durante un largo fin de semana. Tal vez un cable de amarre, o un cable de remolque …

Podríamos, un poco, pero ¿para qué? Una vez que estás en órbita, la forma de llegar a la luna es quemar, así que levantas el lado opuesto de tu órbita hasta un punto que se cruza con la órbita de la luna y luego te sientas durante un día y medio más o menos haciendo absolutamente nada (suponiendo que su grabación inicial fue perfecta, de lo contrario puede que tenga que hacer una grabación de corrección en algún momento). Tener otras estaciones a varias alturas orbitales sería bastante inútil, llegar a ellas no sería más fácil que llegar a la luna y, si quieres atracar, tienes que igualar tu órbita, lo que va a usar mucho más combustible.

De hecho, digamos que había una estación en el punto medio y que había logrado atracar allí (o está comenzando desde allí, de cualquier manera). En realidad, será menos eficiente en el consumo de combustible hacer que una cita se queme de inmediato que reducir una parte de su órbita, espere hasta que esté en el punto más bajo y queme nuevamente para elevar la parte alta de su órbita. En otras palabras, te alejas más antes de intentar interceptar el objetivo. Esto se debe al efecto Oberth, obtienes más delta-v (cambio de velocidad) para una cantidad determinada de combustible cuando te mueves más rápido (las órbitas más bajas son más rápidas que las más altas).

Sí, hay un punto de Lagrange entre la tierra y la luna. Ya hay una estación de paso orbitando la Tierra en órbita terrestre baja, la ISS. Los militares tienen varios en órbita geoestacionaria. Pero, ¿qué solución estás tratando de resolver?