Στον εξωτερικό χώρο δεν υπάρχει τριβή και αντιτιθέμενη δύναμη σε ένα διαστημόπλοιο κινούμενο σε συγκεκριμένη ταχύτητα, τότε πώς δεν μπορείτε να επιτύχετε πολύ υψηλή αλλά καθορισμένη ταχύτητα ως ακόμη και μικρή επιτάχυνση;

Έχετε απολύτως δίκιο, στο κενό του χώρου, δεν υπάρχει καμία αντίσταση στον αέρα για να επιβραδύνετε ένα διαστημόπλοιο κάτω. Ωστόσο, η επίτευξη "πολύ υψηλής αλλά καθοριστικής ταχύτητας" εξακολουθεί να είναι προκλητική και δεν πρόκειται μόνο για τριβή:

1. Περιορισμοί καυσίμου πυραύλων:

* πεπερασμένο καύσιμο: Τα διαστημόπλοια φέρουν μια πεπερασμένη ποσότητα καυσίμου. Κάθε φορά που ο κινητήρας καίει, αποβάλλει τη μάζα, επιταχύνοντας το πλοίο προς την αντίθετη κατεύθυνση. Τελικά, το καύσιμο τελειώνει.

* Εξίσωση πυραύλων Tsiolkovsky: Αυτή η εξίσωση εξηγεί πόσο μπορεί να επιτύχει ένα διαστημικό σκάφος με βάση την αρχική μάζα, την τελική μάζα και την ταχύτητα εξάτμισης των κινητήρων της. Η εξίσωση δείχνει ότι η αύξηση του δέλτα-V απαιτεί σημαντική αύξηση της μάζας καυσίμου.

2. Αποδοτικότητα του συστήματος προώθησης:

* ώθηση κινητήρα: Ακόμα και οι πιο ισχυροί πυραύλοι έχουν περιορισμένη ώθηση. Ενώ είναι αλήθεια ότι η συνεχή, ακόμη και η μικρή επιτάχυνση μπορεί να οδηγήσει σε υψηλές ταχύτητες σε μεγάλες περιόδους, η ίδια η επιτάχυνση μπορεί να είναι πολύ μικρή.

* Ειδική ώθηση: Αυτό το μέτρο υποδεικνύει πόσο αποτελεσματικά ένας κινητήρας πυραύλων μετατρέπει το καύσιμο σε ώθηση. Η υψηλότερη ειδική ώθηση σημαίνει περισσότερη ώθηση για ένα δεδομένο ποσό καυσίμου.

3. Πρακτικές εκτιμήσεις:

* Δομικά όρια: Τα διαστημόπλοια έχουν σχεδιαστεί για να αντέχουν σε ορισμένες δυνάμεις. Η ώθηση τους πολύ γρήγορα, ακόμη και στο κενό του χώρου, μπορεί να βλάψει τη δομή.

* Απαιτήσεις ενέργειας: Η επιτάχυνση σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες απαιτεί τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Η δημιουργία και η αποθήκευση αυτής της ενέργειας είναι μια σημαντική μηχανική πρόκληση.

* Ώρα: Ακόμη και με συνεχή επιτάχυνση, η επίτευξη "πολύ υψηλής αλλά καθοριστικής ταχύτητας" απαιτεί χρόνο. Για αποστολές μεγάλης διάρκειας, αυτό μπορεί να γίνει ένας σημαντικός παράγοντας.

Συνοπτικά:

Ενώ ο χώρος προσφέρει το πλεονέκτημα της αντίστασης στον αέρα, η επίτευξη εξαιρετικά υψηλών ταχυτήτων εξακολουθεί να περιορίζεται από παράγοντες όπως:

* πεπερασμένο καύσιμο

* Αποδοτικότητα του συστήματος πρόωσης

* Δομικά όρια

* Απαιτήσεις ενέργειας

* Χρονοβόρα

Αυτοί οι περιορισμοί δεν είναι ανυπέρβλητοι, αλλά είναι σημαντικές εκτιμήσεις για τους σχεδιαστές διαστημικών σκάφους και τους σχεδιαστές αποστολών.