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segunda-feira, 28 de abril de 2014
ENERGIA E MASSA COMBUSTÍVEL PARA A PROPULSÃO POR DOBRA ESPACIAL
Uma nave relativística “normal” de 1.000.000 de toneladas, por exemplo, para alcançar 10% da velocidade da luz (0,1c), necessitaria de uma energia igual a 4,534•1023 joules, que requereriam 709.551.444,9kg de matéria de fusão nuclear, ou seja, 70,955% da massa total da nave seria de matéria para fusão.
Para a nave partir de 360km/h e alcançar a velocidade de 10c em um único estágio de dobra, a dobra espacial teria de ser de um fator de 30.000.000, só para alcançar uma velocidade igual a 10c. Isso requereria uma energia igual a 1,35•1035 joules, que seriam retirados de um total de matéria escura (que supõe-se ser nuclear de fusão) igual a 6,338•1027kg, que é uma massa igual 3,339 vezes a massa de Júpiter.
Agora, para alcançar a velocidade de 10c em vários estágios de dobra, ou seja, ir somando pequenos saltos de dobra, de 100 em 100m/s, até a velocidade 10c o fator médio de dobra será de 1,5; a energia necessária para realizar cada estágio de dobra será igual a energia cinética vezes o fator médio de dobra, Fmd, ou seja, 1002•1.000.000.000•1,5/2= 7,5•1012 joules por estágio, sendo necessários 30.000.000 de estágios para alcançar os 10c, o que dá 2,25•1020 joules totais, que devem ser retirados de 528.169,0141kg de matéria escura de fusão (2,25•1020/300.000.0002/0,0071•1,5 — sendo 300.000.000 a velocidade da luz, 0,0071 a fração do rendimento da fusão nuclear e 1,5 o fator médio de dobra).
Sendo assim, poderíamos então querer alcançar velocidades de dobra maiores, como por exemplo 1.000.000 de vezes a velocidade da luz. Para isso, o fator médio de dobra seria, somando estágios de 1 em 1m/s, de 1,5, e a quantidade de estágios de 300 trilhões (3•1014), o que daria uma energia total de 2,25•1023 joules, que deveriam ser retirados de uma massa de fusão de 528.169.014,1kg, que é uma massa igual a 52,816% da massa total da nave.
Mas, em quanto tempo se alcançaria uma velocidade de 10c, por exemplo?
Se cada estágio durar um micro segundo, 30.000.000 de estágios dariam um período total de 30 segundos, e alcançar 10c em 30 segundos daria uma aceleração de 100.000.000m/s2. Com essa aceleração, em 30 segundos, uma distância de 4,5•1010m seria percorrida (0,3008 unidades astronômicas).
Então, se cada estágio durasse um micro segundo, para alcançar uma velocidade de dobra de 1.000.000c, em 300 trilhões de estágios, seriam necessários 300.000.000 de segundos, o que dá 9,506 anos, o que resultaria numa aceleração de 1.000.000m/s2. Com essa aceleração, em 300.000.000 de segundos, uma distância de 4,5•1022m seriam percorridos (4.756.871,036 anos-luz).
Só para lembrar, na propulsão por dobra espacial, como é o espaço que se move e não a nave, a reação inercial resultante de acelerações como 1.000.000m/s2 e 100.000.000 de m/s2 não seriam sentidas.
FONTE:http://gdmluzcinetica.wordpress.com/
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