La nave espacial de un g

Por , el 1 junio, 2007. Categoría(s): Tecnología ✎ 59

Aunque se podría diseñar estructuralmente una nave estelar robot para que soportase aceleraciones muy grandes, destinada a alcanzar velocidades de crucero de una fracción importante de la velocidad de la luz, esto no podría hacerse con naves interestelares tripuladas. Los seres humanos pueden tolerar hasta 10g durante unos pocos segundos, y alrededor de 3g (el pico de aceleración máxima alcanzada por la lanzadera espacial) durante periodos más largos, pero mantener esta clase de aceleraciones y deceleraciones serían impensables en un viaje que fuese a durar años.

El ritmo óptimo de aceleración para un vuelo tripulado hacia las estrellas sería de 1g, ya que esto permitiría a la tripulación vivir bajo condiciones de gravedad terrestre normal, y además permitiría a la nave alcanzar una velocidad que haría factible el viaje interestelar. Con una aceleración de este tipo, se podría alcanzar la Nebulosa de Orión (que está a unos 1.000 años luz de distancia) en 30 años de tiempo a bordo de la nave. A medida que la nave de 1g se acercase más y más a la velocidad de la luz, los efectos relativistas, tales como la dilatación del tiempo, se irían haciendo paulativamente aparentes. El tiempo en la nave transcurriría más lentamente en comparación con el tiempo de la Tierra. Por ejemplo, tras un viaje que acabase en el punto de partida a una aceleración y deceleración de 1g, que durase 10 años según los relojes de los tripulantes de la nave, al llegar a la Tierra el tiempo transcurrido allí sería de 24 años.

Los efectos relativistas asegurarían también que, según las mediciones de observadores inmóviles, una nave espacial no podría soportar de forma continua una aceleración de 1g (es decir 9,8 m/s2). Si lo hiciera, en algo menos de un año lograría romper la velocidad de la luz. Pero de acuerdo a la teoría especial de la relatividad, ningún objeto puede ser acelerado a la velocidad de la luz. En lugar de eso, a medida que se acercase a la velocidad de la luz, la relación entre el espacio y el tiempo alteraría el marco de refencias en la nave espacial, de modo que aunque la tripulación continuaría sintiendo y registrando en sus instrumentos una aceleración de 1g, los observadores inmóviles verían a la nave simplemente acercarse más y más – pero sin alcanzar jamás – el límite definitivo de la velocidad de la luz.

La tabla mostrada debajo muestra algunas de la increibles posibilidades, en cuanto a excursiones largas, que podría conseguir una nave espacial de 1g. Estas cifras asumen períodos idénticos de aceleración y deceleración a 1g, tanto en la partida como en la llegada del viaje.

Duración del viaje asumiendo una aceleración de 1g
Tiempo medido a bordo de la nave (años) Tiempo en la Tierra (años) Alcance máximo (años-luz) Objetivo alcanzable
1 1 0,059 Nube de Oort
10 24 9,8 Sirio
20 270 137 Hyades
30 3.100 1.565 Nebulosa de Orión
40 36.000 17.600 Cluster globular
50 420.000 209.000 Nubes Magallánicas
60 5.000.000 2.480.000 Galaxia de Andrómeda

Traducido de one-g spacecraft (Enciclopedia de Astrobiología – David Darling)



59 Comentarios

  1. 20 270 137 Hyades
    Esto no me cuadra. Yo creía que la diferencia de años sería mucho menor, teniendo en cuenta los dos primeros… ¿Los astronautas vivirian entonces al llegar (es decir, vivirian 20 años), o los 270 añós ya habrian pasado para entonces? (De ser lo primero, lo que dudo bastante, podría ser un metodo bueno a lo «criogenizacion» xD)

    1. Negativo Makin. Creo que lo más oportuno sería algo así como una especie de nave-arca, cuyos descendientes de los tripulantes originales serían los que llegarían al destino.

  2. No tiene sentido… tomando el ejemplo de Orion, si los tripulantes necesitan 20 años para viajar, como es posible que la diferencia con la tierra sea de 11,5 veces este tiempo? es un factor únicamente de espacio/tiempo, que es el mismo en un sitio que en otro… si se viaja a casi 300000km/s, el tiempo transcurrido es el mismo tanto en un sitio como en otro… si un caso, la percepción de los que viajan en la nave será menor, por lo que no serían 30 años para ellos, sino 30 para aquí, en la tierra… me equivoco?

    1. Te equivocas,Se ha demostrado que un cuerpo al estar más cerca de la velocidad de la luz el tiempo del cuerpo pasa más lento que el tiempo del observador. Es decir en el ejemplo de la nave que viaja a 1g por 20 años pasarían 20 años para la nave y los que estén dentro, pero para los observadores (nosotros) el tiempo pasaría más ras rápido que para ellos (270 años).
      Por eso mientras más tiempo ande la nave en el espacio a una velocidad más cerca a la de la luz que nosotros, estaría viajando en el tiempo hacia el futuro.

    2. recuerda que la aceleración es una ecuación con forma de parabola, por lo que conforme pasan los años en la nave y la velocidad alcanzada se acerca mas a la de la luz, el tiempo relativo tiende a aumentar

  3. Serian 30 años para ellos, 3100 años para nosotros . Se juega con los efectos relativistas de dilatacion temporal.

    Lo bueno de los tiempos que se manejan es que el astronauta llegue vivo a su destino, volver al mundo que dejaste es otra cosa.

    Evidentemente un viaje a Orion es practicamente un viaje sin retorno. Cuando volvieran la especie humana seria algo diferente, por lo menos en costumbres (solo han pasado 4 o 5 mil años desde que dibujabamos animales en las paredes de las cuevas, 100 desde que inventamos la radio, …)

  4. maganike , creo que acabas de exponer la famosa paradoja de los gemelos de Einstein 😉

    La verdad que yo me apuntaria a un viaje de 30 años aunque la tierra cambiase muuucho tras mi regreso si es que regreso jeje

    La pega es que lograr una fuente de energia capaz de soportar una aceleracion de 9.8m/s durante 30años sin parar buf… chungo xD.

    1. no es tanto la aceleración ya que en el espacio no existe el aire se debe acelerar conforme se avanza, solo se necesitaría dicha energía para el despegue y la desaceleracion
      referente a al tiempo estamos regidos por la ley de gravedad, cosa que nos mantiene en sincronía a la tierra se ha comprobado que los relojes de los astronautas varian en comparación de los de la tierra

  5. Bueno Alexpi, primero tendría que acelerar durante 15 años y luego decelerar otros 15 al mismo ritmo. Si, la cosa no es fácil… ni siquiera los motores iónicos… tal vez haya que esperar a desarrollar los motores de antimateria 😯

  6. El problema que se plantea con este tipo de naves es ¿de dónde saca la energía? Si suponemos reactores nucleares, así y todo hará falta masa eyectable para proporcionar un impulso; así que estamos en lo mismo: ¿de dónde saca esa masa eyectable?
    Hoy por hoy no hay muchas respuestas. Lo más factible en teoría es usar un campo colector del hidrógeno interestelar para obtener el combustible de un reactor de fusión. ¿Y qué es lo que se eyecta? ¿helio? ¿polvo interestelar?
    Claro que eso es siempre y cuando las teorías actuales sigan siendo válidas.
    Aunque Einstein corrigió a Newton no lo anuló, y el principio de acción-reacción sigue siendo válido. Para conseguir una fuerza en una dirección hay que aplicar otra igual en sentido contrario…

  7. Una pregunta que me surgió es que todo esto de la velocidad cuasi relativista y la aceleración se parece mucho a la «teoría» que dio lugar a «El movimiento se demuestra andando».
    Si cada vez te acercas más en algún punto, llegarás, aunque la teoría diga que no… No?
    Tampoco me acuerdo en exceso de las teorías de Einstein.

  8. pues yo creo que si alcanzaramos la velocidad de la luz todo seria mas rapido ya que pudieramos ir a otros planetas sin ningun pe… y qaparte como afirman todo lo de la velocidad de la luz si nunca an viajado a esa velocidad jejejejejejeje

  9. vayanse a la var las nalgas con sus teorias el pedo es que lo que queremos es una mejor vida pues dejen de chingar la madrte con los marcianitos y preocupense por este mundo alfin de cuentas nunca podremos vacacionar en el espacio

  10. Bueno, yo no se mucho de las teorias de Eistein, pero acuerdense que antes tambien se pensaba que nunca romperiamos la barrera del sonido, y se perdieron muchas vidas tratndo de conseguirlo, hasta que lo lograron. Creo que pasara lo mismo tratando de construir naves o motores que se acerquen a la velocidad luz; se perderan muchas vidas pero al final LO LOGRAREMOS.

  11. Pregunta:
    La nave de 1 G cuanto tardarìa en llegar a Marte.
    Esta nave tendrà un limite de velocidad de acuerdo a la rapidez de descarga del material propulsor?

      1. eso no es del todo correcto. Si se puede sobrepasar y de hecho varias veces la propia velocidad, si aplicas sobre lo que llamas masa, osea el vehículo o trazador espacial, un campo anti gravitatorio permanente o por lo menos mientras que dure el trayecto y no quitándolo claro. Con eso evitas la desaceleración paulatina si quieres, y no te limitas a la velocidad para crear sensación de gravedad a los objetos o cuerpos en el interior de la masa o nave como lo llamas. Dicha tecnología ya existe, lo cual te abrira un mundo de preguntas, pero hasta aquí llega la respuesta. un saludo

      2. en realidad, si se sobrepasara la velocidad de la luz, eso de convertirse en energia estaria por verse (ahi veriamos si en realidad es cierto eso de e: mc2). Pero algo empezo a dar vueltas en mi cabecita: si E:mc2, pero tambien es cierto eso de la relatividad… eso de convertirse en energía… no sera producto de la percepcion del observador estatico, mientras para el que paso esa velocidad, el que se hizo energia es el observador?. Como anecdota, recuerdo que hace un par de siglos se decia que si sobrepasabas los 55 km/h, el cuerpo de los tripulantes del vehiculo no resistiria esa aceleración; por lo que postulaban imposible pasar esa velocidad…

      3. Te voy a dar un dato que normalmente se pasaba por alto para entender que pasa, la situacion es que existen dos posiciones relativas, una al observador en la tierra donde efectivamente se cumplen las predicciones relativistas y la del observador en la nave donde no sucede nada significativo para el observador, todo las constantes se modifican para acomodarse a este ultimo, por lo tanto desde su punto de vista los limites pasan a ser otros relativoa a el.

  12. hola, quisiera saber si han realizado recientemente algun tipo de intento de generar gravedad artíficial y si han conseguido algun resultado. Necesito información
    En cuanto al tema que toca aquí, no se puede viajar a tan alta velocidad, sin que la nave produzca gravedad, lo siento, moririamos todos.

    1. es posible, solo con naves giratorias que imitaran la gravedad de la tierra así como se ve la imagen el circulo que leva la nave al estar girando produce un sistema centrifugo que provoca estar pegado al piso de esa rueda solo se debe encontrar la revoluciones adecuadas

    2. La sensación de gravedad terrestre no se obtiene de la velocidad sino de la aceleración a 1g. De igual manera, al llegar al 50% del recorrido se deberá «frenar» igualmente a 1g y se mantiene la sensación de gravedad terrestre. En otras palabras, la mitad del viaje se hace en aceleración y la otra mitad en desaceleración. Naturalmente, la nave debería poder acomodarse para que el «suelo», donde pisan los tripulantes siga siéndolo.

  13. hola yo se podría diseñar estructuralmente una nave estelar robot para que soportase aceleraciones muy grandes, destinada a alcanzar velocidades de crucero de una fracción importante de la velocidad de la luz, esto no podría hacerse con naves interestelares tripuladas. Los seres humanos pueden tolerar hasta 10g durante unos pocos segundos, y alrededor de 3g (el pico de aceleración máxima alcanzada por la lanzadera espacial) durante periodos más largos, pero mantener esta clase de aceleraciones y deceleraciones serían impensables en un viaje que fuese a durar años.

    1. La nave de 1g no aceleraría a 10g, sinó se llamaría la nave de 10g… La única vez que estaríamos a más de 1g sería durante la salida de la Tierra, y supongo que estaremos todos de acuerdo en que se puede.

      Respecto a lo de 15 años acelerando y 15 años frenando, nos quedariamos a mitad de camino. Porque si el objetivo fuera pasarse de largo, los 15 últimos años estaríamos viajando a una velocidad de 3 pares de cojones. Si esos 15 años frenamos, no llegamos. Habría que empezar a frenar un poco después, no muchisimo despues, y terminariamos tardando un poco más de 30 años. No se cuanto, no voy a ponerme a echar cuentas, sorry…

      Y si nos comemos una china (piedrecita) a esas velocidades, quizas nos atraviese la nave de lado a lado, y ni siquiera lleguemos a Plutón, que eso está a la vuelta de la esquina…

  14. la custion es que estamos limitandnos al pensar que no se puede viajar mas rapido que la luz y al pensar que nesesitmos un transporte para lograrlo

  15. Pero eso no sería viajar en el tiempo literalmente, me explico.

    Aquí lo que pasaría es que los tripulantes de la nave vivirían su vida más lentamente en comparación a los que estén fuera de la nave, eso no es viajar en el tiempo de una manera instantánea como vemos en las películas.
    Me parece que estamos obviando el tema del combustible, ya que no hay combustible en el mundo que aguante esas entregas de potencia necesarias para alcanzar esas velocidades sinagotarse en 0,

    1. Eduardo el ser humano tiene la capacidad de aprovechar todo lo que nos rodea, ademas la historia a demostrado que el hombre : » la necesidad es la madre de todas las inventivas «, y por ello el hombre buscara y encontrara la manera de solucionar sus propios problemas (limitaciones).

      Es bueno proyectarse hacia el futuro, pero antes de eso, primero resolvamos nuestros problemas actuales en la humanidad, aprendiendo de los errores de nuestro pasado, solo asi podremos visionar un futuro aceptable para la raza humana,hasta entonces pensemos en como solucionar los problemas de ahora.

  16. y ahora…cual seria el trayecto de dicha nave, puesto que el unverso es enorme, seria un a y otra vez dar vueltas al reddedor de la tierra, puesto que no se podria llegar a un punto, frenar y luego volver a acelerar, o como seria?

  17. Es probable que en un futuro se pueda viajar a velocidades cercanas a las de lal luz. También es cierto que la energía a utilizar será la derivada de la antimateria. Pero viajar a velocidad constante, a una velocidad cercana a la de la luz, será inviable ya que a esas velocidades es improbable modificar la trayectoria a eventuales obstáculos. El hombre está lejos de muchos objetivos y la mayoría de ellos jamás se materializarán

  18. podrian hacer naves que dieran la vuelta a la tierra en vez de ir hacia adelante, asi cuando paren no les haria falta volver atras. ya estamos viviendo algo pasado aunque con algo mas de prisa.

  19. Al ver todos estos comentarios, debemos decir que el ser humano se ha esforzado por alcanzar este fantastico sueño del poder viajar al futuro, pero yo me pregutno ¿Ustedes creen que sera posible actualmente?, actualmente se puede controlar el tiempo a manera de regalo, eso ya es algo, pero la verdad es que para poder hacerlo tendriamos que utilizar una energia gama.
    La unica fuente posible seria por medio de constelaciones, pero quien en su sano juicio iria a eso?
    esto solo es una idea de lo que prepara el futuro.
    El tiempo no espera, sigue con su transcurso y no espera a quien se queda. Es lamentable pero apropiado.

  20. Respecto a acer largos viajes en el tiempo, olvidamos la fuente de susutento de los tripulantes y yo pienso q el modo mas efectivo seria como bbien se a postulado antes construir una especie de »arca» en la qe poder crear un microclima,esto es, conseguir una reacciones quimicas sintetizadas iguales a las del sol.aunqe se an realizado algunos experimentos sobre esto ninguno a sido concluyente.
    pienso q aunqe esta tecnologia aun nos qeda un poco lejos el ser humano lo conseguira
    al igual q a conseguido crear vida sintetica lo q se creia inverosimil ace una decada y por otra parte, creo q como sigamos tratando el planeta de esta manerano nos qedara otra solucion q la investigacion para una supermigracion humana.

  21. Como podríamos viajar a esa velocidad, con la supuesta nave sin chocar o golpear algun cuerpo del espacio, ya sea un asteroide, planeta o satélite??, quien seria el piloto???. Esto es algo que siempre me he preguntado. Lo otro que también merece un análisis, es el factor gravitacional de otros cuerpos sobre la nave. Por ejemplo si esta se acerca a un agujero negro, acaso no seria desviado su curso y acelerado a quizás muchas g hacia su centro???

  22. ¿Porque viajar a la velocidad de la luz?…¿y si se puede, como hacer para no chocar con los asteroides y planetas existentes, soles, agujeros negros y causares?…Es solo una ilusión del hombre que jamás será realizada, …para mi entender no nos tenemos que desesperar en viajar a la velocidad de la luz, porque cuando nos llegue el momento de partir ,el alma que es nuestra energía, lo lograra y así viajaremos por todos los planetas transformados en ella misma. nunca moriremos, solo nos transformaremos en la misma luz. Asi que dejen de desgastar su tiempo en este planeta y hagamos algo mas inteligente:::»CUIDARLO».

  23. Haber, una cosa es la teoria y otra la practica. Si, en teoria podria pasar segun los calculos matematicos. Otra cosa, es si pasaria como dicen. Me explico, una cosa es que el observador pase el tiempo real y el observado «sienta» o le «parezca ser menor el tiempo transcurrido», pero no es el sentir, lo que importa, si no si las «celulas» envejecerian mas lento, que eso, es mas dudoso. Una cosa es que te parezca y otra que las celulas, su ciclo de vida, se vea reducido, que eso no se puede provar por que no se a podido hacer y provar. La otra cuestion, es, la comida, cuanta energia, se necesitaria, para poder mover una nave, que pueda llevar como carga, agua, comida y aire suficiente, para todos esos años, para x pasajeros. Esa nave para poder cargar tal cantidad, seria tremendamente pesada y no hay que decir que costosa, pongamos, plantas y semillas suficientes para crear una granja, el agua, si se puede reciclar, para cosas basicas, como cañerias y tal, pero la de consumo, no y comida etc etc.

    Luego, el otro tema importante sobre esto, es, materiales, que soporten, esas velocidades, tantos años, sin deteriorarse, contando, que en el espacio, el polvo espacial, aun siendo del diametro como la arena, a las velocidades del espacio, seria como estrellar una bala en el ensamblaje.

    Ya tienen problemas, estando quietos las naves actuales, orbitando, con el polvo espacial y hay que repararlo, a las velocidades que se cuentan en estas velocidades, no quiero ni contar, no contamos con aleaciones, que puedan soportar esos golpes a esas velocidades.

    Como no empiezen a pensar en un escudo tipo ciencia ficcion, y esas cosas, que protegiera toda la nave, me parece que va a ser que no.

    Son demasiadas, cosas, fuera de nuestro alcance, para poder realizar esos viajes.

    Y como decia, se me olvida el combustible, un combustible, que consiga mantener esas velocidad de aceleracion, durante todos esos años sin gastarse?

    vale un cojon, de dinero, los 3 que usan para poder sacar una nave del planeta y se consumen en el proceso, ni saver cuanto necesitarian para hacer eso…

    Es una empresa inmensa y imposible de crear, aparte de que dudo que ningun pais, ponga el dinero y los años para poder empezar a si quiera construir lo basico de la nave, sin pensar en motores, que no tenemos, combustibles que tampoco.

    Solo sacar ese mastodonte a la orbita, no existiria suficiente combustible para sacarlo a orbita. y suponiendo el construirlo en orbita, la de viajes que se tendrian de hacer no quiero ni imaginar un numero, por que como digo, los años, son años, sean luz o no, y se pueda sobrevivir o no celularmente. Materiales, consumibles, sigamos, soñando, por que es a lo unico que aspiramos en este aspecto y en papel, por que en realidad, ningun pais ni paises conjuntamente asumiran el coste y los años de investigacion y desarrollo de un proyecto asi. Como no vean, algun beneficio economico, no moveran un dedo y aparte de enviar a astronautas a reparar los satelites en orbita, que eso si les da dinero, lo demas, conformaros con las sondas, que estan pagadas por empresas mineras, que como mucho, pagaran viajes a la luna y marte para sacar tajada si ven factible el poder montar alguna mina para sacar recursos, que eso, dentro de unos años, si necesitaremos, por que a este ritmo, dejaremos seca la tierra.

  24. A mi no me cuadran los datos. Demasiada lenta la nave. Si el primer año como dices ya casi ha alcanzado la velocidad de la luz, el segundo año de vuelo ya casi habrá recorrido un año luz, el tercero lo mismo, con lo que a los 11 años en la Tierra, ya tendría que haber recorrido unos 10 años luz, y no a los 24 años, al margen de que por el efecto relativista, el tiempo para los tripulantes sea menor.

  25. Lo que impide llegar a la velocidad de la luz, es la Contracción Fitzgerald-Lorenz, no la explicación que da el artículo.
    Los objetos adquieren masa y disminuyen su tamaño, a media de que mueven a mayor velocidad. Al llegar a C, la masa se torna infinita y el tamaño se vuelve despreciable. Esto es llamado Singularidad.
    Las ondas se pueden mover a mayores velocidades que la luz. En poco tiempo habrá computadoras cuánticas que modulan el spin de un protón a través de Ondas de Broglié, a la velocidad de Plank, que es 20.000- millones de veces mayor que la velocidad de la luz.
    Edgardo Maffía

  26. Ya lo logré entender. Resulta que los datos de David Darling, considera tanto la ida como la vuelta, entonces realmente el espacio recorrido es el doble.

  27. El mayor problema sería encontrar el combustible adecuado que aporte un empuje de 1g de forma continuada y durante mucho tiempo.

    Otro problema, sería construir un escudo lo suficientemente potente como para proteger la nave de colisiones de micropartículas que viajen a velocidades relativistas.

    En definitiva, necesitaríamos un supercombustible y un superescudo. De todas formas, me parece un relato interesante, desde un punto de vista lúdico.

  28. He leído tus artículos un par de veces queriendo hallar algo diferente
    y la realidad es que de esta manera pasa.
    Cada que leo tus artículos encuentro algo nuevo.
    Te juro que llevo no menos de tres horas leyendo cada una de
    las cosas que has escrito y me semejan geniales. Espero que no creas que intento acosarte jeje.
    Esta vez en serio, quiero decirte que es una agradable experiencia poder encontrarme con gente
    que posee grandes habilidades con las letras. Espero que sigas de este modo y que si se
    da el momento, podamos conocernos. Saludos!

    usualmente no quiero dejar comentarios porque me da pereza ingresar y
    todo eso, pero esta vez he visto algo que me ha hecho escribir un mensaje agradecerte por compartir
    tus pensamientos. ahora este comentario no aporte mucho a los
    otros lectores pero quisiera que aporte un apoyo para
    que la pagina web continue creciendo semana tras semana hasta que sea la numero uno del
    mundo

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Por maikelnai, publicado el 1 junio, 2007
Categoría(s): Tecnología