Se il viaggio spaziale umano è limitato dalla vulnerabilità della forza G, esiste un modo per contrastare le forze G?

Il problema non è tanto che gli esseri umani non possono sostenere forze G elevate per un periodo di tempo prolungato: il problema è che i razzi non possono. Se un razzo potesse sostenere unaccelerazione di 1 g per poco più di un giorno, potremmo andare su Marte tra poco più di un giorno. Ci vogliono invece diversi mesi per arrivare su Marte perché i razzi erano soliti arrivare lì solo per un Pochi minuti. La navicella quindi costeggia tutta la strada verso Marte. Solo pochi centesimi di g di accelerazione sostenuta ridurrebbe il tempo di viaggio verso Marte a una settimana circa.

I motori chimici attualmente utilizzati per spingere i veicoli spaziali su traiettorie interplanetarie accoppiati alla tirannia dellequazione del razzo sono le ragioni principali per cui il razzo non può sostenere accelerazioni elevate per un lungo periodo di Ci sono alcune promettenti basse temperature ruggine / tecnologie ad alta efficienza (impulso specifico elevato) come i propulsori ionici che potrebbero aiutare gli esseri umani ad andare oltre la Luna. I propulsori ionici sono in uso ora, ma nessuno è pronto per la prima serata quando si tratta di volo spaziale umano. Ci sono alcune promettenti tecnologie nucleari ad alta spinta / impulso specifico piuttosto elevato che potrebbero essere utili; questi sono impantanati nella politica.

Oltre alla fantascienza, non esiste alcuna tecnologia nota che possa portare gli esseri umani oltre il sistema solare.

Commenti

• Non sono daccordo con la tua ultima frase, abbiamo la tecnologia per portare gli umani oltre il sistema solare. Andare avanti e indietro in una sola vita umana sarebbe una domanda / risposta completamente diversa. Tuttavia, +1 per il resto della risposta
• @davek La tua velocità massima è la velocità della luce, anche se man mano che ci avviciniamo lenergia necessaria per accelerare ulteriormente aumenta costantemente – Quindi la tua premessa di base è valida ma ‘ non è rilevante finché non ‘ stai lavorando in frazioni molto grandi di C o non è mai un problema, con la tecnologia attuale.
• @davek smetti di accelerare in un aereo perché la resistenza dellaria è uguale e opposta alla spinta dei motori a una certa velocità, poiché ‘ non cè aria nello spazio ‘ praticamente nulla da smettila di accelerare di più finché non ti avvicini alla velocità della luce e gli effetti relativistici diventano significativi
• @ jpmc26 – Mi riferivo ai propulsori ionici. Il problema è che ‘ hanno attualmente una spinta così bassa che la massa degli esseri umani e i sistemi di supporto vitale necessari per alimentarli richiederebbero quantità ridicolmente grandi di energia elettrica, il che comporterebbe ancora di più massa. I propulsori ionici sono ottimi per i satelliti geosincroni e le sonde più piccole per gli asteroidi. ‘ non sono ancora lì per il volo spaziale umano.
• @davek La fonte deve fare delle supposizioni sulla quantità di massa di reazione con cui sei in grado o con cui vuoi iniziare. Un motore a ioni è, infatti, un razzo come un altro, solo uno con una velocità di scarico molto elevata. Accelerare fino a 90 km / s con le attuali unità ioniche implicherebbe che circa il 90% della massa iniziale dellastronave sia massa di reazione, ma se in qualche modo riuscissi a iniziare con il 99% di massa di reazione, potresti raggiungere 180 km / s.

Ignorando il punto principale che la tolleranza umana delle forze G non è la fattore limitante sui viaggi spaziali, è stata fatta molta attenzione a come contrastare le forze G, non da ultimo dagli scrittori di fantascienza degli anni 60.

Puoi trovare più informazioni di quante avresti mai voluto su Projectrho su questo argomento.

Il succo generale: per accelerazioni basse come 2 G, non è necessario fare nulla di speciale per il corpo umano, basta fare sicuro che sei sdraiato o supino e rimani disciplinato riguardo al tuo respiro.

Per un G più alto, come il 5G +, devi gestire con attenzione il corpo umano, mettendolo in un bozzolo gelatinoso di densità simile e sostituendo aria con un liquido respirabile. Qualsiasi differenza di densità può far sì che le parti più dense del corpo tendano a” depositarsi “verso la parte posteriore della nave, e quindi devono essere evitate ove possibile.

Naturalmente, tali misure per contrastare le forze G possono essere necessarie solo con luso di propellenti nucleari o antimateria. I propellenti chimici non bruciano abbastanza a lungo da richiedere tali misure.

Commenti

• Migliore risposta. Questo in realtà risolve la questione, per quanto errata sia la sua premessa.
• Nella narrativa, bilancia la gravità dalla massa che porti con te, come la classica ‘ barca a vela che trasporta la propria fan ‘ – scifi.sx o tvtropes (avviso ! warning!) in ‘ Inertial Dampening ‘ . (E in unaltra storia di McAndrew / Roker, Sheffield ha anche la soluzione per spingere questo mostro: auto-energia del vuoto interstellare. Certo.)
• Basta installare propulsori senza reazione. Molte astronavi SciFi le hanno. 🙂
• È stato esposto brevemente a quelle forze G. La domanda riguarda le forze G di maggiore durata. Il 30G non è assolutamente sopravvissuto per un giorno.
• Superando i 60 ‘ … La maggior parte della fantascienza moderna sembra ammettere il G-dampening / G -compensatori / G-Generator sono una cosa nei voli spaziali, ma non ‘ entrare nei dettagli su come lo fanno.

Questo va ben oltre le prevedibili possibilità economiche, ma la fisica è valida:

Gravity è un modo sicuro, scalabile ed elegante per contrastare le forze G dallaccelerazione.

Unastronave delle dimensioni di un pianeta con la sua forza gravitazionale di 5 G potrebbe accelera a 4 G, le persone che vivono verso la sua coda sperimentano solo la differenza, una G.

(nota che sto parlando di una nave circa 5 volte la massa della Terra, meno le differenze di densità)

Lo stesso vale per una nave con 100 G che accelera a 99 G.

Modifica: spostare le persone attraverso i tunnel della nave verso t a fronte di esso consentirebbe di mantenere lunica esperienza G mentre la propulsione si spostava lentamente verso la rottura.

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• Certo, allora hai il problema di carichi G elevato quando smetti di accelerare. E probabilmente vorrai rallentare una volta arrivato a destinazione, il che è anche peggio per i nostri sfortunati passeggeri.
• @chepner Mettili sullorbita della loro nave-pianeta, quindi tagliare laccelerazione. ‘ saranno in microgravità.
• Perché non restare in orbita tutto il tempo? Quindi ‘ non hai bisogno di un pianeta più grande o hai laccelerazione legata allattrazione gravitazionale del pianeta.
• Quando smetti di accelerare devi spostarti ulteriormente lontano dallo < avvertimento > pianeta < / avvertimento > astronave. La forza di gravità diminuisce man mano che ci si allontana. Due coppie di quarti limite (uno a terra, uno molto in alto) potrebbero risolvere questo problema. E per rallentare il tuo turno la cosa intorno. Non la pianta / nave, ma ti sposti sul lato opposto del pianeta e usi un altro paio di motori.
• Poiché la gravità è solo una curvatura spazio-temporale, forse lantimateria potrebbe aiutare a deformare lo spazio e creare carichi g artificiali: |

La forza G è una funzione dellaccelerazione. La gravità lavora su una massa per attirarla verso unaltra massa. Le grandi masse hanno livelli più elevati di attrazione gravitazionale.La forza di gravità su Giove e Saturno è più forte di quella terrestre. La luna meno che sulla terra.

Sulla terra la gravità è una forza che continua a trascinarci verso il centro della terra. La superficie fisica ferma quellaccelerazione. Il nostro peso è la misura di quella forza che agisce sulla nostra massa.

Laccelerazione è un cambiamento di velocità. Quando si procede per inerzia (senza forze di accelerazione o decelerazione), non cè carico g (assenza di gravità nello spazio).

Accelerare in unauto, un aereo o unastronave provoca G-Load. Ancora una volta, è laccelerazione che causa il carico. Posizionare un aereo in una banca di 60 gradi causerà carichi g sul corpo a causa della forza centripeta. Il looping e laereo faranno lo stesso. Uno sguardo dallinterno causa un carico g positivo mentre un ciclo esterno causa un carico g negativo. Entrambi sono misurati in base alleffetto sul corpo. In posizione eretta, carichi g positivi che fanno fluire il sangue dalla testa verso i piedi e carichi g negativi che fanno scorrere il sangue dai piedi alla testa. i corpi umani tollerano i carichi g positivi meglio di quelli negativi. Stare sdraiati, come in molti jet da combattimento, aiuta a mitigare gli impatti poiché più il corpo è a livello.

Quindi la tolleranza dei viaggi nello spazio è una combinazione di tolleranza ai carichi g durante le fasi di accelerazione e decelerazione e assenza di gravità (assenza di accelerazione) periodi che tendono a influenzare muscoli, densità ossee, ecc.

Commenti

• La forza G non è ‘ ta funzione dellaccelerazione. è è laccelerazione.
• la forza che provi È una funzione dellaccelerazione.