¿Un cartucho de propulsión nuclear dispararía un proyectil que viaja a cualquier lugar cercano a la velocidad de la luz?

Lo que usted describe es un arma nuclear Verne. La detonación de una bomba nuclear de 150 kilotones en el fondo de un gran pozo podría causar que una gran cantidad de masa de reacción se mueva a velocidades colosales, conduciendo un proyectil masivo, denominado Wang Bullet, al espacio. No se puede ingresar a una órbita estable con una pistola espacial, pero en principio se podría usar una correa de intercambio de impulso para ese propósito. Con una bomba nuclear del tamaño antes mencionado, podría disparar 3000 toneladas de carga al espacio por un costo de decenas de millones de dólares, aproximadamente 1000 veces más barato que lanzar una masa equivalente para orbitar con cohetes convencionales.

Por supuesto, las fuerzas g serían miles de veces la gravedad de la Tierra, por lo que esto solo sería útil para carga duradera.

Nota adicional: un dispositivo muy similar a este aparece en la novela de Hannu Rajaniemi El Príncipe Fractal.

No.

Quieres un proyectil relativista. Uno lo suficientemente cerca de la velocidad de la luz como para que el ‘factor gamma’ se aleje apreciablemente de 1.

Las explosiones termonucleares más eficientes alcanzan hasta aproximadamente 4 megatones por tonelada de masa de bomba. Por lo tanto, una bomba de 20 megatones pesará un mínimo de 5 toneladas, pero representa la conversión de solo 1 kg en energía. Esto significa que el porcentaje de la masa de la bomba convertida en energía a través de E = MC ^ 2 es solo 0.02%, o una parte en cinco mil. La velocidad teórica máxima de los escombros en una boquilla de cohete ideal 100% eficiente de kilómetros de longitud es del orden de 1/71 o aproximadamente 1.4% de la velocidad de la luz. En ninguna parte cerca de la velocidad de la luz.

Y una bala densa montada en la ola de plasma en expansión, que resiste la vaporización, no será mejor que esto.

A velocidades tan bajas, la dilatación del tiempo es insignificante y no es necesario tenerla en cuenta. El factor gamma es solo 1,0001. Entonces, la dilatación de tiempo y duración, por ejemplo, es solo una parte en diez mil.

Entonces no es un proyectil relativista.

Las bombas más pequeñas son mucho menos eficientes que las grandes como esta.

Incluso con una fusión completa, y solo una masa insignificante dedicada a la ignición en la propia bomba (por ejemplo, deuterio congelado en un capullo de litio implosionado por haces de electrones), la velocidad teórica máxima es del orden del 10% c.

A esta velocidad, el factor gamma es solo alrededor de 1.005. Por lo tanto, la dilatación del tiempo y la duración es solo del 0,5%. De nuevo no es un proyectil relativista.

Si quieres que algo viaje cerca de la velocidad de la luz, un haz de partículas de un acelerador de partículas te dará proyectiles relativistas. Pero las partículas tienen una masa minúscula que son protones, por ejemplo. ¡Y es difícil apuntar a un anillo de 9 km de diámetro con una masa, que incluye todo el equipo generador, imanes, etc. de millones de toneladas, como el LHC en el CERN!

¡Definitivamente no es un arma disparada a mano como la carabina M4 de menos de 4 kg cargada con mira óptica!

En teoría, podrías lograr que suceda, en la práctica, no existen tales materiales. Dentro de la atmósfera de un planeta, no obtendrías nada bueno, la ronda se vaporizaría al contacto con la atmósfera y provocaría … una explosión nuclear …

Entonces hay dos respuestas a esta pregunta:

No, la realidad prohíbe que esto tenga éxito.

Pero es matemáticamente posible, claro. Probablemente ni siquiera necesites tanta arma nuclear. Con una velocidad de luz del 96%, con una conversión del 50%, solo necesitarías una bomba nuclear de varios kilotones.

La energía nuclear no sería una opción particularmente práctica para un cartucho. Ni siquiera puedo imaginar cómo harías que eso funcionara. Nuestras mejores técnicas para llevar un objeto, no un cartucho, sino una nave espacial, a altas velocidades es la aceleración continua (una vela espacial o un motor de iones, por ejemplo). Sin embargo, eso no te acerca a la velocidad de la luz.

Si tuviéramos un motor con esa capacidad, todavía estaríamos lejos de empujar un cartucho cerca de “c”. No sabemos cómo evitar que los objetos ultra rápidos sean destruidos por colisiones energéticas con pequeñas partículas en el espacio. El problema de “colisión” es tan desalentador como diseñar un motor realista.

Eso es en realidad una propulsión teórica para el viaje interestelar. Aunque no tenemos tanta esperanza de contener la explosión como con un barril. Pero si pudiéramos hacer una serie de explosiones detrás de nosotros y montar la onda expansiva, podríamos alcanzar velocidades relativistas.

PBS Spacetime explica más a fondo. Aproximadamente 3 minutos en.

No soy común en este tema, pero, que yo sepa, la velocidad de la bala está limitada por la velocidad de expansión del gas, y no creo que pueda llegar a ninguna parte cerca de la velocidad de la luz, probablemente pueda obtener la velocidad en el orden de la pistola de gas ligera y superior (27+ km / s), pero todavía nada en comparación con c.

Sobre el material que podría usarse en dicho diseño, el único que vino a la mente fue el neutronio, una sustancia que se supone que están formadas por estrellas de neutrones, es esencialmente un núcleo atómico mejorado.

Creo que la única forma de alcanzar la velocidad relativista es a través del cañón de riel y el cañón de bobina, debido a la ausencia del límite en el arma a base de gas.

No. Revise la vieja película de explosiones atómicas. El flash es esencialmente instantáneo, pero la onda de choque visible que representa la “velocidad” de la explosión y, por lo tanto, la velocidad potencial de un proyectil es demostrablemente muchas veces más lenta.

uhm … Sin causa principalmente … Sería un proyectil con Punta Nuclear y no un proyectil de propulsión … lo intentaron con una nave espacial y falló espectacularmente. Así que lamentablemente no, sería posible.