¿Por qué Elon Musk cree que no podemos electrificar el transporte al espacio?

Oh, definitivamente tiene razón. Entiende la Tercera Ley del Movimiento de Newton.

Supongo que la pregunta se refiere a la charla TED en la que comparó Tesla y SpaceX. Elon Musk quiso decir que no podemos tener una nave espacial exclusivamente eléctrica porque la Tercera Ley de Newton ( para cada acción, hay una reacción igual y opuesta ) requiere que si movemos la nave espacial hacia adelante, algo tiene que suceder en la dirección opuesta.

Los autos eléctricos de Musk cumplen con la Tercera Ley de Newton, porque empujan hacia atrás a través del suelo para mover el automóvil hacia adelante a través del suelo. Pero en el espacio, no hay terreno contra el cual empujar. Cumplimos con la Tercera Ley de Newton al expulsar masas. Un cohete avanza al expulsar una pequeña cantidad de masa a una velocidad muy alta.

Lo que Musk hizo referencia, y Newton declaró, es universalmente aceptado. En lo que puede estar pensando es en la propulsión de iones eléctricos, a través de la cual se usa la energía eléctrica para acelerar y expulsar una cantidad muy pequeña de masa a una velocidad extremadamente alta, de modo que, de conformidad con la Tercera Ley de Newton, la nave espacial avance. Todavía se necesita propulsor.

Musk dice que seguiremos necesitando usar propelente, no podemos hacer en el espacio lo que él puede hacer con sus autos en la carretera.

La única forma de evitar esto es si desarrollamos una forma de deformar el espacio y, en lugar de mover la nave espacial, movemos el espacio, pero eso es ciencia ficción altamente teórica en este momento, y como dice Star Trek , no es algo inteligente hacer cerca de un planeta .

Como ya se ha explicado, cualquier sistema de propulsión basado en la tercera ley de Newton tiene limitaciones severas. El cálculo simple del peso del propulsor en el lanzamiento es otra buena respuesta.

Así que volvemos a un sistema no newtoniano a la “Star Trek”, donde las leyes de la física están en sus cabezas y todo se vuelve posible como un dispositivo dramático.

Más allá de eso, podrías jugar con la estructura del espacio y distorsionarla de tal manera que puedas saltar de un punto a otro sin cruzar la división intermedia. Se cree que la gravedad es una distorsión del espacio provocada por la masa, y sabemos que la masa y la energía están relacionadas por una constante realmente desalentadora.

En resumen, no hay forma de usar cantidades sensibles de energía eléctrica para moverse de un punto a otro, excepto acelerando un propulsor y eso no nos llevará muy lejos, tripulados o no, en un tiempo razonable.

El diablo está en los detalles de la pregunta. “Transporte al espacio”.

Si asumes que lo que estás transportando son personas, y el lugar desde el que estás transportando es la tierra, entonces no, no podrías haber transportado electrificado al espacio (descartando la opción de ascensor espacial). Las razones de esto están en la respuesta de Robert Frost, así que no me molestaré en ampliarla.

Si, en cambio, quisiera transportar algo como materia prima al espacio, podría electrificarlo. La idea base es, en efecto, lanzar un proyectil desde un cañón de riel o un rifle Gauss. Esta es solo una idea que podemos considerar porque la materia prima (por ejemplo, el acero) no morirá cuando se acelere súper rápido. Sin embargo, esto tiene otros problemas asociados, a saber; aerodinámica.

Al lanzarnos al espacio, actualmente aceleramos constantemente (nota: no necesariamente una aceleración constante). Básicamente, esto significa que puede seguir agregando energía al cohete / lanzadera / etc. Sin embargo, hay un problema: a medida que agrega más y más velocidad, se acerca cada vez más a la barrera del sonido y la compresibilidad del aire se vuelve cada vez más evidente. Llegas a una condición de asfixia . Esto significa que está viajando lo suficientemente rápido como para que el aire frente a usted actúe efectivamente como un sólido; y no importa cuánta energía bombees para avanzar, no irás más rápido. Cuando esto sucede actualmente, simplemente aceleramos. Finalmente, el aire se vuelve más delgado y podemos comenzar a descargar más energía en el ascenso y continuar hacia el espacio.

Si utiliza la idea de la pistola de riel o del rifle Gauss, entonces toda la velocidad viene al principio. Esto significa que no tiene forma de acelerar y esperar a que el aire se diluya; está atrapado en el punto de estrangulamiento desde el principio. Para que esto funcione, tendrías que hacer algunas cosas excepcionalmente locas de grado de ciencia ficción, como disparar un láser de alta potencia a través de la ruta de vuelo para quemar el aire antes del lanzamiento.

En suma; tomaría MUCHA más energía llevar esas materias primas al espacio. También se necesitarían materiales súper exóticos para poder soportar la aceleración y el calor, etc. Podría defenderlo en el contexto de una película de ciencia ficción, pero no creo que tenga sentido en un futuro cercano.

El otro pensamiento al leer la pregunta es si por “Al espacio” quieres decir desde otro lugar que no sea la tierra. Si ya está en el espacio, y ya escapó de la gravedad, y ya no tiene restricciones de tamaño / peso, es posible que pueda usar los campos electromagnéticos de los planetas y las estrellas cercanas para desplazarse. Aunque tengo que admitirlo; ese no es un campo en el que tenga experiencia particular.

Elon Musk solo tiene razón en parte y usted también tiene ciertas restricciones. El espacio cercano a la órbita terrestre se puede lograr utilizando un elevador espacial. La compañía japonesa tiene como objetivo el elevador espacial para 2050 Esto definitivamente funciona con energía eléctrica. Pero … no creo que Elon quiera esperar 36 años para obtener un retorno de su inversión.

Dicho esto, hay un sistema de propulsión aún más incipiente que está siendo estudiado por la NASA. El accionamiento eléctrico se llama “propulsor de plasma de vacío cuántico”

Si tiene un accionamiento eléctrico a bordo, puede producir empuje. Si esto es real o no y, de ser así, viable, se está estudiando ahora. Parece que hay personas a ambos lados de la mesa en esto.

Se espera que el mercado del Sistema de Transporte Inteligente (ITS) sea testigo de un crecimiento sustancial durante el período de pronóstico. Esto se puede atribuir a su capacidad para mejorar el rendimiento, reducir los accidentes, optimizar el consumo de combustible y permitir el transporte multimodal a través de la integración de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC).

Explorar más sistema de transporte inteligente (ITS)

También se espera que la creciente adopción de ITS para mejorar la seguridad y reducir los accidentes de tráfico impulse significativamente el mercado de sistemas de transporte inteligente. La creciente población y el aumento en el número de vehículos ha impulsado la necesidad de una gestión eficaz del tráfico. Los problemas de estandarización e interoperabilidad pueden dificultar el crecimiento del mercado del sistema de transporte inteligente durante el período de pronóstico. Sin embargo, el establecimiento de tecnología y estandarización unificadas, necesarias para una comunicación efectiva, puede ayudar a superar los problemas antes mencionados.

Se espera que la creciente demanda de comunicación Vehículo a Infraestructura (V2I) y Vehículo a Vehículo (V2V) proporcione vías para el crecimiento del mercado en los próximos años. Las mejoras en la comunicación inalámbrica debido a los avances tecnológicos brindan una oportunidad para los participantes del mercado. Se espera que el mercado mundial de sistemas inteligentes de transporte supere los USD 38,68 mil millones para 2020, creciendo a una tasa compuesta anual de dos dígitos durante el período de pronóstico.

Me acabo de dar cuenta de que Pedro Silva ya ha dado la respuesta correcta a continuación, por lo que esta respuesta, originalmente un comentario sobre la respuesta de Robert Frost, solo explica el “impulso de fotones” que menciona brevemente. Si la respuesta de Pedro ya te suena, no leas esto:

Supongo que hay que diferenciar entre conformidad con las leyes físicas y la viabilidad técnica de una unidad puramente “eléctrica”. No puedo ver por qué la tercera ley de Newton en principio excluiría una nave espacial puramente eléctrica. Este es el por qué:

Los fotones pueden ser fácilmente producidos eléctricamente (cada bombilla lo hace) y tienen una masa, aunque no una masa en reposo. De hecho, cuanto mayor es la energía del fotón, mayor es su impulso, y la emisión de dicho fotón en una dirección produce un impulso igual en la dirección opuesta, ¡eso es exactamente lo que dice la tercera ley de Newton! Entonces, todo lo que envía fotones (por ejemplo, luz) en una dirección se impulsa a la otra. Este efecto es bien conocido en física y probado experimentalmente. Conclusión: en un nivel teórico, Musk está equivocado.

En un nivel práctico, dado que tenemos una fuente de alimentación eléctrica casi infinita a bordo, no tenemos la menor idea de cómo producir tantos fotones y / o tan ricos en energía que tal accionamiento sería factible.

Si lo hiciéramos, el inicio de tal viaje cerca de la Tierra podría ser más que espectacular. Idealmente, el disco produciría partículas altamente ricas en energía, es decir, rayos gamma duros. Si el impulso se dirigiera hacia la Tierra y produjera una aceleración razonable, esto probablemente significaría el fin de grandes partes de la humanidad. Si de alguna manera lograra producir suficientes fotones para que pudiera acelerar con los fotones en el rango visible, y nuevamente la unidad se dirigiera hacia la Tierra, el sol sería una placa ligeramente brillante en comparación con ella (aún no lo calculé, pero yo Estoy bastante seguro de esto). Pero esa es una cuestión de dirigir los fotones, y como podemos ver en los rayos láser, somos bastante buenos para hacerlo al menos en ciertos rangos del espectro de energía electromagnética.

Además: a pesar de que pierdes la materia que soplas como energía en tu parte trasera (Einsteins E = mc2), una nave espacial de 10 toneladas perdería aprox. 3 kg hasta alcanzar los 100 km por segundo (independientemente de la longitud de onda de los fotones producidos). Esa es la mejor eficiencia de combustible que puede obtener.

Todo está en los detalles. Ciertamente, puedes construir un avión eléctrico, porque empujó en el aire. Ciertamente puede construir propulsores de iones y plazma eléctricos, pero aún requieren propulsores para empujar y no tienen la esperanza de generar el tipo de empuje necesario para cada órbita. Definitivamente, puedes construir un riel eléctrico que pueda lanzar materias primas en órbita, pero ninguna cosa amorosa o estructura compleja podría sobrevivir a la aceleración en el lanzamiento.

En ingeniería, todo es una compensación.

¿Es cierto que Elon Musk ha dicho esto? Él es un defensor de la propulsión levitante magnéticamente (maglev), que ha sido considerado por investigadores competentes como una primera etapa en el lanzamiento de la Tierra al espacio. Varios análisis han considerado un tubo semi-evacuado en la Tierra con una carga útil de levitación magnética que sale a la atmósfera a gran altitud y utiliza una forma de disparar un vacío cercano frente al proyectil con algún tipo de nariz de transpiración. Esto aliviaría la fuerza del impacto de salir del tubo a la atmósfera. Vea una mirada más cercana a Hyperloop y Slingatron, muy promocionados de Elon Musk: un acelerador de masa de hipervelocidad mecánica: Derek A. Tidman: 9781427626585: Amazon.com: Libros.

El Dr. Harry D. Fair, Director del Instituto de Tecnologías Estratégicas e Innovadoras, de Austin, TX y yo, y otros, estamos trabajando para organizar un simposio en un futuro próximo para evaluar dónde puede ocurrir el entorno técnico / político / financiero en la propulsión electromagnética. ser hoy y proyectado en el futuro cercano. Si desea ponerse al día con esta planificación de la etapa inicial, comuníquese conmigo en [correo electrónico protegido] .

En realidad, si bien la respuesta de Robert Frost es bien articulada y verdadera con respecto a la Tercera Ley de Newton basada en la naturaleza generalmente asumida del espacio-tiempo tal como se ha presentado en las últimas décadas, ahora es inexacta en base a la experimentación reciente.

Ya hemos desarrollado y confirmado motores con empuje sin propulsor:
http://www.wired.co.uk/news/arch …

Estos están impulsados ​​por una interacción entre las ondas estacionarias electromagnéticas y el vacío, y aunque los investigadores que las construyeron (incluida la NASA) no los entienden completamente, hay algunos físicos que han presentado una extensa investigación que explica este fenómeno. Consulte el documento titulado “Gravedad cuántica y la masa holográfica”: http://hiup.org/publications/

El hecho es que hemos estado tratando de comprender la dinámica de la energía del vacío, o la tensegridad subyacente del espacio-tiempo durante más de un siglo, y solo ahora estamos comenzando a ver qué hay dentro de esta brecha en nuestra comprensión.

Elon Musk es mi héroe, pero podemos explorar absolutamente el espacio a través de la aplicación adecuada del electromagnetismo junto con una comprensión de la fuente de masa y gravitación.

Creo que debe estar refiriéndose a la cantidad de energía que puede almacenar una batería en comparación con su peso. Es suficiente trabajo llevar algo al espacio cuando se usan explosivos, una batería simplemente no puede almacenar suficiente energía para incluso impulsar el peso de la batería al espacio. Se podría hacer un cohete disparando eléctricamente la materia desde la parte trasera de una embarcación, pero no habría ninguna posibilidad de lanzar nada al espacio con esto. Una batería de iones de litio puede almacenar 11,6 kWh / kg, el combustible de hidrógeno y oxígeno almacena aproximadamente 40 kWh / kg y tampoco puede disipar energía tan rápido como una mezcla de combustible de hidrógeno / oxígeno. La batería no pierde peso al igual que la expulsión de hidrógeno y oxígeno. Por lo tanto, no es posible lanzar nada al espacio con una batería.

Dependería de lo que dijo y del contexto. La forma de mover un vehículo en una carretera es generalmente hacer girar una rueda. La electricidad se puede utilizar para hacer esto. De manera similar, la forma de mover un vehículo en el espacio es generalmente empujar el propulsor fuera del vehículo. La electricidad también puede (y a veces se usa) para hacer esto.

Aunque supongo que técnicamente hemos electrificado el transporte EN el espacio, en lugar del transporte AL espacio.

Si Elon Musk quería usar electricidad para transportar a través del espacio, debería copiar un posible método que los ovnis usan para propulsión.

Sé que muchos de ustedes no creen en los ovnis, por lo que pueden dejar de leer aquí. Experimenté uno en un radar de la USAF en dos noches consecutivas en una estación de radar AC & W en Cambria, California, en septiembre de 1957. Apareció una nave mágicamente y dos F-89D se revolvieron para echar un vistazo. A medida que el avión se acercaba, la nave despegó hacia el norte a una velocidad muy alta y realizó un giro de 90 grados a esa velocidad muy alta hasta 75,000 pies. No solo teníamos ninguna nave que pudiera realizar tanto la aceleración como la aceleración. maniobra; ambos eventos parecen violar nuestras leyes de física; el nivel g habría destruido naves, tecnología y piloto.

Se propone que utilicen la misma tecnología de propulsión que les permite viajar años luz en un abrir y cerrar de ojos. Nikola Tesla había diseñado una máquina voladora basada en electricidad, esta máquina era todo un artilugio e inicialmente requería electricidad inalámbrica aplicada desde el suelo como combustible. Más tarde reveló que la electricidad de tierra ya no era necesaria, podía recuperarla del espacio. Esta unidad se mostró como muy grande y voluminosa. No se parece en nada a lo que se ve como los ovnis de hoy.

Los ovnis primero necesitan teletransportarse para llegar hasta aquí, y una vez aquí sería muy dudoso que usaran cualquier tecnología diferente para la propulsión. La teletransportación consiste en desmaterializar objetos, establecer un destino para el objeto y luego volver a materializarlo en su nueva ubicación instantáneamente. Tiene que ser instantáneamente por la razón básica, sin importar que alguna vez se pueda eliminar de nuestras 3 dimensiones: la primera ley de la termodinámica. Ese OVNI en 1957 nunca estuvo en nuestras 3 dimensiones mientras se realizaba la aceleración y la maniobra, ninguna parte de la nave y sus habitantes experimentaron fuerza g. Ese ovni estaba allí para jugar o para recuperar energía del rayo del radar.

Si Elon debe usar electricidad para viajar por el espacio, debe pensar en la teletransportación.

Específicamente, dijo que los cohetes no serían eléctricos. No dijo que nunca habría una forma alternativa de ir al espacio, como el ascensor espacial.

Aunque ha dicho “muéstrame primero una pasarela de nanotubos de carbono”

Creo que él también está equivocado. Pero inteligente como es dos cosas hay que recordar. 1. Está muy, muy ocupado 2. Está en deuda con el cartel financiero que generalmente perturba a personas como él, pero hasta ahora ha tolerado su acto. De modo que son dos razones por las que no es la mejor persona para preguntar.

Es probable que haya manejado mejor las cosas si ha examinado el trabajo electrogravitatorio de Townsend Browns que se ocultó alrededor de 1956. Las leyes de Newton son irrelevantes. Isaac no tenía los datos y tiene un siglo de retraso al menos para una revisión seria.

Creo que Musk dijo que la electricidad no era una forma práctica de lograr la velocidad de escape para cargas útiles significativas. No he visto ningún material original para él en el que afirmó que no se puede hacer. De hecho, construye un cañón de riel lo suficientemente grande y probablemente puedas hacerlo, y Musk, de todas las personas, lo sabría.

Eso deja abierta la cuestión de la propulsión eléctrica una vez que se ha logrado la órbita. Quizás un “motor de iones” o similar. Mi opinión es que tal propulsión podría utilizarse mejor una vez que la potencia de un cohete convencional produzca una cierta velocidad umbral. Todos los iones tendrían que hacer después de eso para compensar cualquier arrastre o fuerza gravitacional que pueda haber.