Escape Velocity (Español)

a principios de 2018, Elon Musk fue noticia al lanzar su Tesla Roadster al espacio, interpretando «Starman» de David Bowie en repeat mientras hacía su lento viaje por el espacio. Esto fue un truco publicitario divertido. Pero cómo el Roadster llegó al espacio es una historia aún más genial.

el Roadster se enganchó en el nuevo cohete SpaceX, el Falcon Heavy, mientras hacía su viaje inaugural al espacio. En el momento de su lanzamiento, el Falcon Heavy era el cohete operacional más poderoso del mundo (aunque no en la historia).

¿sabía usted?,

el Falcon Heavy pesa casi 1,5 millones de kilogramos!

¿cómo lanzas algo al espacio?

Es posible que te estés preguntando lo difícil que es lanzar algo tan grande. ¿Qué tan rápido necesita ir?, Sorprendentemente, conseguir cualquier cosa en el espacio profundo (más allá de la órbita de la tierra) desde la superficie de la Tierra—el Falcon Heavy, un Roadster, o incluso una pelota de béisbol—requiere la misma velocidad de lanzamiento. Esta velocidad se llama velocidad de escape, ya que es la velocidad suficiente para escapar de la atracción gravitacional de la Tierra.

Pero ¿por qué la velocidad de escape es la misma, sin importar la masa del objeto? La razón es que la masa y la velocidad de escape no están relacionadas. Por ejemplo, digamos que quieres conducir 100 km en una hora. No importaría si usted estaba conduciendo un coche pequeño o un camión de transporte grande., Todavía tendría que conducir a una velocidad de 100 km/h para alcanzar este objetivo.

entonces, ¿cuál es exactamente la velocidad de escape de la superficie de la Tierra? Es la friolera de 11,2 km / s (kilómetros por segundo). Eso es más de 40 000 km / h. a esa velocidad, usted podría viajar desde el Polo Norte al Polo Sur en unos 21 minutos!

alerta de error

ir al espacio vs. velocidad de Escape

La mayoría de los satélites y naves espaciales enviados al espacio no alcanzan la velocidad de escape!, Generalmente se considera que el espacio comienza a una altitud de 100 km (Esto se conoce como la línea Kármán). Si un cohete va lo suficientemente rápido y lo suficientemente alto como para entrar en el espacio, pero no alcanza la velocidad de escape, entrará en órbita alrededor de la Tierra. La Estación Espacial Internacional y muchos satélites orbitan la Tierra.

¿Cómo se calcula la velocidad de escape?

La velocidad de Escape depende de una serie de factores. Demos un paso atrás un momento., Los científicos han determinado que la velocidad de escape para cualquier objeto grande (como un planeta o una estrella) se puede calcular a partir de la siguiente ecuación:

ve = √(2GM/r)

La M en la ecuación representa la masa del planeta., Los planetas con más masa son más difíciles de escapar que los planetas con menos masa. Esto se debe a que cuanta más masa tenga un planeta, más fuerte será su fuerza de gravedad. Por ejemplo, cuando ves imágenes de astronautas saltando sobre la Luna, se ve sin esfuerzo. Esto se debe a que la masa de la Luna (y por lo tanto su gravedad) es mucho menor que la de la Tierra.

¿lo sabías?

a partir de 2019, solo 24 humanos han alcanzado la velocidad de escape. Fueron las tripulaciones de las misiones Apolo que volaron a la Luna entre 1968 y 1972.,

La r en la ecuación representa el radio, que es la distancia entre el centro del planeta y el objeto que está tratando de escapar. En otras palabras, radio es la distancia entre el centro del planeta y su superficie. A medida que un objeto se aleja del planeta, la atracción gravitacional del planeta tendrá menos influencia en él. Si el objeto se aleja lo suficiente, casi no siente atracción. Cuando esto sucede, la velocidad de escape será básicamente cero!

finalmente, la G en la ecuación es una constante., Específicamente, es la constante universal de gravedad de Newton. Por el momento, todo lo que necesita saber es que necesitamos esta constante para hacer que la ecuación funcione. G es aproximadamente igual a 6,67 × 10-11 metros3 / (kg) (segundo) 2.

Ahora, vamos a conectar algunos números para determinar la velocidad de escape de la superficie de la Tierra. Para M, utilizamos la masa de la tierra, que es aproximadamente 5.97 × 1024 kg.

para r, ya que estamos calculando la velocidad de escape desde la superficie de la Tierra, podemos usar el radio de la tierra, que es de aproximadamente 6.37 × 106 m.,

ahora podemos calcular la velocidad de escape de la Tierra:

infografía – versión de texto

puedes calcular la velocidad de escape de cualquier cuerpo en el espacio siempre y cuando conozcas su radio y su masa. Por ejemplo, usando la ecuación anterior, podemos calcular la velocidad de escape de la Luna. Desde su ecuador, la Luna tiene un radio de 1 738 km. También tiene una masa estimada de 7.342 × 1022 kg. Esto significa que la velocidad de escape de la Luna es de 2.38 km/s. Eso es mucho menor que los 11.2 km/s que se necesitan para salir de la Tierra. En el futuro, tal vez los cohetes se construirán y despegarán de la Luna en lugar de la Tierra!,

infografía – versión de texto

hemos echado un primer vistazo a la ciencia espacial necesaria para llevar al Falcon Heavy (y a un Roadster que interpreta a David Bowie) al espacio. Todo lo que necesitamos hacer es acelerar el cohete a 11.2 km/s y apuntarlo hacia arriba. Como bien saben los científicos e ingenieros de SpaceX, ¡la aceleración y el apuntamiento de los cohetes son la parte difícil!

¿sabía usted?

a partir de 2019, el cohete más potente jamás fabricado fue el Saturno V de la NASA. fue el cohete utilizado para llevar a los astronautas a la Luna en las décadas de 1960 y 1970.

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