¿Qué ecuación se usaría para determinar cuánto combustible se necesita para enviar un transbordador espacial a la luna?

Presupuesto Delta-v

Tierra a LEO: 9.3 – 10
LEO a la luna: 2.74
Total: 9.3 + 2.74 = 12.04

Ecuación del cohete Tsiolkovsky:


m0 es la masa inicial y m1 es la final. Entonces, si agitamos a mano una gran cantidad de detalles, entonces m0-m1 es el combustible. En realidad, lo que se complica es el combustible y las masas de escenario adicionales, y así sucesivamente. Pero de todos modos…

m0 / m1 = exp (Delta_V / ve)

ve es la velocidad específica. Depende de tu motor. Busque su motor favorito y conecte un valor. Puedo conectar 3.500 km / s aquí. Eso da una razón de 31.

m0 / m1 = exp (12.04 / 3.5) = 31

combustible = m0 – m1 = 30

¡Ahí tienes! Este es el multiplicador en la masa de la carga útil. Por lo tanto, debe multiplicar eso por la masa que envía a la superficie de la luna en kg, luego eso le da la masa de combustible necesaria en kg.

1) Primero calcularías la cantidad de energía que necesitas para llevar algo a la luna. Parte de la diferencia energética implica salir bien del pozo de gravedad de la Tierra.

2) Una vez que sepa la diferencia de energía, calcularía la cantidad de combustible que necesitaría para cambiar la energía. La parte difícil aquí es que si está usando un cohete, la mayor parte de la diferencia de energía implica empujar el combustible no quemado, pero hay ecuaciones estándar que lo tienen en cuenta.

Creo que los científicos usan la Tercera Ley de Newton para estimar la cantidad necesaria para enviar un transbordador espacial a la luna. La gravedad de la Tierra afectaría la cantidad de combustible que se necesita, pero como el movimiento para escapar de la órbita es una especie de elipse, tampoco tendrían problemas para estimar eso.

Ecuación del cohete Tsiolkovsky