Hvis menneskelig romfart er begrenset av G-styrke sårbarhet, er det en måte å motvirke G krefter på?

Problemet er ikke så mye at mennesker ikke kan opprettholde høye G-krefter i lengre tid: Problemet er at raketter ikke kan. Hvis en rakett kunne opprettholde 1 g akselerasjon i litt over en dag, kunne vi dra til Mars på litt over en dag. Det tar i stedet flere måneder å komme til Mars fordi rakettene pleide å komme dit bare skyte i en noen minutter. Romfartøyet beveger seg deretter helt til Mars. Bare noen få hundredeler av en g med vedvarende akselerasjon ville kuttet reisetiden til Mars ned til en uke eller så.

De kjemiske motorene som for tiden brukes til å drive romfartøyer på interplanetære baner kombinert med rakettligningens tyranni er de viktigste årsakene til at rakett ikke kan opprettholde høye akselerasjoner i en lengre lengde på tid. Det er noen lovende lave t rust / høy effektivitet (høy spesifikk impuls) teknologier som ionpropeller som kan hjelpe mennesker å komme seg utover Månen. Ionpropeller er i bruk nå, men ingen er helt klare for prime time når det gjelder menneskelig romfart. Det er noen lovende kjernekraftteknologier med høy trykkraft / noe høy spesifikk impuls som kan være nyttige; disse er myed i politikk.

Annet enn science fiction, er det ingen kjent teknologi som kan ta mennesker utover solsystemet.

Kommentarer

• Jeg er uenig i den siste setningen din. Vi har teknologien til å få mennesker utover solsystemet. Å komme dit og tilbake på et menneskelig livstid ville være et helt annet spørsmål / svar. +1 for resten av svaret skjønt
• @davek Din maksimale hastighet er lyshastighet, men når vi nærmer oss den energien som kreves for å akselerere ytterligere jevnt, klatrer – Så din grunnleggende forutsetning er lyd, men er ikke ‘ t relevant til vi ‘ arbeider i veldig store brøkdeler av C – eller aldri et problem i det hele tatt, med dagens teknologi.
• @davek du slutter å akselerere i et plan fordi luftmotstanden trekker er lik og motsatt skyvet fra motorene med en viss hastighet, siden det ‘ ingen luft i rommet der ‘ er i utgangspunktet ingenting å stoppe deg med å akselerere mer til du nærmer deg lysets hastighet og relativistiske effekter blir betydelig
• @ jpmc26 – Jeg refererte til ionepropeller. Problemet er at de ‘ for tiden har så lavt trykk at massen av mennesker og livsstøttesystemene som trengs for å drive dem ville kreve latterlig store mengder elektrisk kraft, noe som ville innebære enda mer masse. Ionthrustere er ypperlige for geosynkrone satellitter og små prober til asteroider. De ‘ er ikke helt der ennå for menneskelig romfart.
• @davek Kilden må anta en viss mengde reaksjonsmasse du er i stand til eller villig til å starte med. En ionmotor er faktisk en rakett som alle andre, bare en med veldig høy eksoshastighet. Å akselerere til 90 km / s med nåværende ionstasjoner vil innebære at rundt 90% av romskipets startmasse er reaksjonsmasse, men hvis du på en eller annen måte greier å starte med 99% reaksjonsmasse, kan du oppnå 180 km / s. / li>

Ignorerer hovedpoenget at menneskelig toleranse for G-krefter er ikke begrensende faktor på romfart, har det blitt tenkt mye på hvordan du kan motvirke G-krefter, ikke minst av 60-talls sci-fi-forfattere.

Du finner mer informasjon enn du noen gang ønsket på Projectrho om dette emnet.

Generelt: for svake akselerasjoner som 2 G, trenger du ikke å gjøre noe spesielt med menneskekroppen, bare at du ligger enten liggende eller på ryggen og forblir disiplinert om pusten din.

For høyere Gs, som 5G +, må du håndtere menneskekroppen nøye og legge den i en gelignende kokong. med lignende tetthet, og erstatter en pustende væske. Eventuelle forskjeller i tetthet kan resultere i at de tettere kroppsdelene har en tendens til å» sette seg «mot baksiden av skipet, og må derfor unngås der det er mulig.

Selvfølgelig kan slike tiltak for å motvirke G-krefter alltid være nødvendige ved bruk av kjernefysisk drivstoff eller antimateriale drivmiddel. Kjemiske drivmidler brenner ikke lenge nok til å kreve slike tiltak.

Kommentarer

• Beste svaret. Dette adresserer faktisk spørsmålet, mangelfullt som forutsetningen er.
• I fiksjon, balanser med tyngdekraften fra massen du bærer med deg, som den klassiske ‘ seilbåt som bærer sin egen fan ‘ – scifi.sx eller tvtropes (advarsel ! advarsel!) ved ‘ Tregdemping ‘ . (Og i en annen McAndrew / Roker-historie har Sheffield også løsningen på å drive frem dette monsteret – selvenergi av interstellært vakuum. Jo.)
• Bare installer reaksjonsløse thrustere. Mange SciFi-romskip har dem. 🙂
• Han ble kortvarig utsatt for disse G-styrkene. Spørsmålet handler om G-krefter med lengre varighet. 30G er definitivt ikke overlevende i løpet av en dag.
• Å gå forbi de 60 ‘ s … De fleste moderne SciFi ser ut til å innrømme G-demping / G -kompensatorer / G-generatorer er en ting i romfart, men ikke ‘ t går inn i noen detaljer om hvordan de gjør det.

Dette er langt utenfor forutsigbare økonomiske muligheter, men fysikken er sunn:

Gravity er en sikker, skalerbar og elegant måte å motvirke G-krefter fra akselerasjon.

Et planetstort romskip med sitt eget tyngdekraft på 5 Gs kunne akselerere ved 4 Gs, folk som lever mot halen ville bare oppleve forskjellen, en G.

(merk at jeg snakker om et skip omtrent 5 ganger jordens masse, minus tetthetsforskjeller)

Det samme gjelder for et skip med 100 GS som akselererer ved 99 GS.

Edit: flytter folket gjennom tunneler i skipet mot t foran det ville det være mulig å beholde den ene G-opplevelsen mens fremdrift sakte skiftet til å bryte.

Kommentarer

• Selvfølgelig har du problemet av høye G-belastninger når du slutter å akselerere. Og du vil sannsynligvis bremse ned når du kommer til destinasjonen din, noe som er enda verre for våre ulykkelige passasjerer.
• @chepner Sett dem på banen til planetsskipet deres, så kutt av akselerasjonen. De ‘ vil være i mikrogravitasjon.
• Hvorfor ikke bare være i bane hele tiden? Da trenger du ‘ ikke trenger en større planet, eller har akselerasjonen knyttet til gravitasjonens trekk på planeten.
• Når du slutter å akselerere, må du bevege deg videre borte fra < streik > planeten < / streik > romskip. Tyngdekraftsstyrken avtar jo lenger du er borte. To par begrensningskvartaler (ett på bakken, ett veldig høyt oppe) kunne løse dette. Og for å bremse din tur. Ikke anlegget / skipet, men du beveger deg til motsatt side av planeten og bruker et annet par motorer.
• Siden tyngdekraften kun er krumning i romtid, kan antimateriale hjelpe til med å vride opp rommet og skape kunstige g-belastninger: |

G Kraft er en funksjon av akselerasjon. Tyngdekraften arbeider på en masse for å trekke den mot en annen masse. Store masser har høyere gravitasjonsnivå.Tyngdekraften på Jupiter og Saturn er sterkere enn den på jorden. Månen mindre enn på jorden.

På jorden er tyngdekraften en kraft som fortsetter å trekke oss ned mot midten av jorden. Den fysiske overflaten stopper akselerasjonen. Vekten vår er målet for den kraften som virker på massen vår.

Akselerasjon er en endring i hastighet. Når du kjører (ingen akselerasjon eller retardasjonskrefter), er det ingen g-belastning (vektløshet i rommet).

Akselerasjon i bil, fly eller romskip forårsaker G-belastninger. Igjen er det akselerasjonen som forårsaker belastningen. Banking av et fly i en 60 graders bank vil føre til g-belastninger på kroppen på grunn av sentripetal kraft. Looping og fly vil gjøre det samme. Et innvendig utseende forårsaker positiv g-belastning mens og utvendig sløyfe forårsaker negativ g-belastning. Begge måles etter effekt på kroppen. Når det står loddrett, får positive g-belastninger blod som strømmer ut av hodet mot føttene og negative g-belastninger som får blod til å strømme fra føtter til hode. menneskekropper tåler positive g-belastninger bedre enn negative. Å legge seg, som i mange jagerfly, hjelper til med å dempe påvirkningen ettersom mer av kroppen er i nivå.

Så toleranse for romfart er en kombinasjon av å tolerere g-belastninger under akselerasjons- og retardasjonsfaser og vektløshet (fravær av akselerasjon) perioder som har en tendens til å påvirke muskler, bentetthet osv.

Kommentarer

• G-kraft er ikke ‘ ta funksjon av akselerasjon. det er akselerasjon.
• kraften du opplever ER en funksjon av akselerasjon.