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Ecuación de Cohete de Tsiolkovski

Ecuación de Cohete de Tsiolkovski
\[\Delta v=v_e\ln\left(\frac{m_0}{m_f}\right)\]

Variables

Dvcapacidad de delta-v (m/s)
vevelocidad efectiva de escape de los gases (m/s)
m0masa inicial incluyendo propelente (kg)
mfmasa final después del consumo de propelente (kg)

Descripción

¿Qué calcula esta fórmula?


La Ecuación de Cohete de Tsiolkovski calcula el cambio teórico de velocidad (delta-v) que puede alcanzar un cohete en función de su relación de masas y de la velocidad efectiva de escape de los gases.


Es una de las ecuaciones fundamentales de la astronáutica y de la ingeniería de cohetes.


Cuándo se utiliza


Se utiliza para estimar el desempeño de naves espaciales, los requisitos de etapas de un lanzador, la viabilidad de una misión o la cantidad de propelente necesaria.


Es ampliamente utilizada en diseño de cohetes, planificación de misiones orbitales y análisis de misiones espaciales.


Ejemplo


Una nave espacial posee:


Masa inicial = 50000 kg


Masa final = 10000 kg


Velocidad efectiva de escape = 3000 m/s


Fórmula:


Δv = ve × ln(m0/mf)


Sustitución:


Δv = 3000 × ln(50000/10000)


Δv = 3000 × ln(5)


Δv = 4828 m/s


Resultado:


Delta-v = 4.83 km/s


Aplicaciones


Diseño de cohetes


Planificación de misiones espaciales


Análisis de vehículos lanzadores


Presupuesto de propelente


Estimación del desempeño de naves espaciales


Astronáutica


Nota


La Ecuación de Tsiolkovski asume un funcionamiento ideal del cohete en el vacío y no considera pérdidas por gravedad, resistencia aerodinámica, maniobras de guiado ni variaciones del rendimiento del motor. Las misiones reales suelen requerir más propelente del que predice la ecuación ideal. En vehículos multietapa, la ecuación se aplica por separado a cada etapa.

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