Űrhajók esetében kémiai meghajtással 1 millió km/h elérhető vagy esetleg a 10 millió km/h?

F=m*a

A tólóerő a távozó gáz tömegétől és gyorsulásától függ. Fékezni meg az űrben nem fékezni érdemben semmi. Nincs légellenállás, mint a Földön. A gyorsulásnak csak a relativisztikus hatások szabnak határt.

A Földön a sebesség növekedésével a légellenállás folytón nő, és egyre jobban fékez. Egy bizonyos sebességnél ez a fékezőerő egyenlő lesz a tolóerővel, és ez lesz a maximális sebesség. De az űrben nincs ilyen ellenállás.

A hajtóanyag sebességének x szerese fölött már nem éri meg egyre nagyobb rakétékat építeni. Inkább valami más megoldást választanak/választanának.

A nagyságrendet egyértelműen a hajtóanagy sebessége adja.

A rakéta sebessége meghaladhatja és meg is haladja a kipufogógázok sebességét folyamatos gyorsításkor, így nem ezzel lenne a gond, hogy a kémiai rakéta technológia nem tud nagyobb kipufogógáz sebességet. Más vele a nehézség.

A rakétákon már most is látható, hogy a térfogat és tömeg többsége az üzemanyag (a hasznos teher az csak a rakéták csúcsán van egy kis térfogatnyi).

Viszont van egy probléma az üzemanyag-gyorsulás-tömeg terén, mert a rakéták cipelik a saját üzemanyagukat.

A probléma vele az, hogy minél nagyobb sebességet akarnak létrehozni, annál több üzemanyagra van szükség és ahogy növekszik a tömeg az megint több üzemanyagot igényel, és ez exponenciálisan növekszik.

A kétszeres sebesség eléréséhez négyszer annyi üzemanyagra van szükség és így tovább az egyre nagyobb sebességek exponenciálisan növekvő üzemanyag mennyiséget igényelnek. A kérdésbeli sebességhez számolni nem tudok neked, de gyanús, hogy már az is túl sok.

És ráadásul van még egy akadály, bár számolni nem tudnék vele, annyira nem vagyok jó fizikából 😋 (talán majd valaki pontosítja), de van még egy akadály, ami a relativisztikus sebességek tartományában jelentkezik. És lehet, hogy a kérdésbeli sebességek még nem olyanok - szóval ezt nem tudom - de legyen itt ez a része is.

Nagy sebességeknél már nem a Newtoni számítások jönnek képbe (ami önmagában is nehézséget okozott), hanem a relativisztikusak, mivel a fénysebességhez közeledve növekszik a tömeg, és a tömeg növekedésével megint több üzemanyagra van szükség. Tehát az alapvető sebesség növelésnél meglévő exponenciális üzemanyagigényhez egy másik plusz exponenciális üzemanyag igény növekedés jelentkezik.

És talán az 1 millió km/h még elérhető. Bár igazából csillagközi utazáshoz semmire sem mennénk vele.

A fény sebessége 1 080 000 000 km/h.

Aminek az 1 millió km/h az csak a 0,09%-a. Az meg nem igazán használható.

Ha pl. a rakétát elhagyó gázsugár sebességének 3-szorosát akarod elérni, akkor az össztömeg/nem_üzemanyag aránynak kb. e^3 ≈ 20-nak kell lennie.

Ha a 6-szorosát, akkor kb. e^6 ≈ 400-nak kell lennie, ami már-már lehetetlen. (Több lépcsős rakéták.)

[link]