Ik heb ergens gelezen dat langdurige G-krachten (zelfs 2 Gs) niet worden getolereerd door de menselijke fysiologie en dat dit uiteindelijk ons vermogen om ruimtevaart vol te houden beperkt. Zijn er tactieken om de belasting van de G-kracht op het lichaam te verminderen?
G-Force genummerd https://www.newscientist.com/article/mg20627562-200-maxed-out-how-many-gs-can-you-pull/
Reacties
- Het eerste deel daarvan kan waar zijn (dat aanhoudende G-krachten je doden), hoewel dit een betere vraag zou zijn als je je bron zou kunnen geven. Aan de andere kant kunnen huidige raketten dat soort versnelling maar een paar minuten volhouden, dus het is niet echt een probleem ‘. De omvang van mogelijke ruimtereizen zou enorm toenemen als we 1G uren of dagen (of zelfs jaren) zouden kunnen volhouden en pas als dat eenmaal is bereikt, zou het veel zin hebben om naar de problemen met het in stand houden van 2Gs te kijken.
- Wat Steve zei. Bemande ruimtevaart wordt niet beperkt door de kwetsbaarheid van de G-kracht, behalve tijdens lancering en landing. Maar als u eenmaal uit de atmosfeer bent, is brandstof zo kostbaar dat we de meest zachte, efficiënte versnellingen gebruiken die zullen werken, en zelfs die versnellingen zijn slechts tijdelijk.
- Zie gerelateerde Hoe snel brengt 1g je daar?
- Retourtijden met 1g, inclusief subjectieve tijd voor een relativistische reiziger upload. wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f5/Roundtriptimes.png
- Ik ‘ vermoed dat je dit idee hebt gekregen van Phil Plait (ook bekend als The Bad Astronomer). In dit geval heeft hij zijn bijnaam verdiend. Phil was slecht geroosterd op zijn eigen forum . Vreemd genoeg kan ik ‘ de verminkte natuurkunde van Phil ‘ niet vinden op YouTube.
Answer
Het probleem is niet zozeer dat mensen hoge G-krachten niet gedurende een langere tijd kunnen verdragen: het probleem is dat raketten dat niet kunnen. Als een raket dat wel zou kunnen 1 g versnelling iets meer dan een dag volhouden, zouden we in iets meer dan een dag naar Mars kunnen gaan. In plaats daarvan duurt het enkele maanden om op Mars te komen, omdat de raketten daar vroeger slechts Het ruimtevaartuig vaart dan helemaal naar Mars. Slechts een paar honderdsten van een g aanhoudende versnelling zou de reistijd naar Mars terugbrengen tot een week of zo.
De chemische motoren die momenteel worden gebruikt om ruimtevaartuigen voort te stuwen op interplanetaire trajecten in combinatie met de tirannie van de raketvergelijking zijn de belangrijkste redenen waarom raketten geen hoge versnellingen kunnen verdragen gedurende een langere lengte van tijd. Er zijn enkele veelbelovende lage th roest / hoog-efficiënte (hoge specifieke impuls) technologieën zoals ionstuwraketten die mensen kunnen helpen voorbij de maan te komen. Ionenstuwraketten zijn nu in gebruik, maar geen enkele is helemaal klaar voor prime time als het gaat om bemande ruimtevluchten. Er zijn enkele veelbelovende nucleaire technologieën met hoge stuwkracht / ietwat hoge specifieke impuls die nuttig kunnen zijn; deze zijn verwikkeld in de politiek.
Behalve sciencefiction is er geen technologie bekend die mensen buiten het zonnestelsel zou kunnen brengen.
Opmerkingen
- Ik ben het niet eens met je laatste zin, we hebben de technologie om mensen buiten het zonnestelsel te krijgen. Er heen en terug gaan in één mensenleven zou een totaal andere vraag / antwoord zijn. +1 voor de rest van het antwoord
- @davek Je maximale snelheid is lichtsnelheid, maar als we die naderen de energie die nodig is om verder gestaag te versnellen, stijgt je uitgangspunt dus goed, maar is niet ‘ relevant totdat we ‘ werken in zeer grote fracties van C – of helemaal nooit een probleem, met de huidige technologie.
- @davek je stopt met accelereren in een vliegtuig omdat de luchtweerstand is gelijk en tegengesteld aan de stuwkracht van de motoren bij een bepaalde snelheid, aangezien er ‘ geen lucht in de ruimte is ‘ s eigenlijk niets stop met meer accelereren totdat je de lichtsnelheid nadert en relativistische effecten significant worden
- @ jpmc26 – ik verwees naar ionstuwraketten. Het probleem is dat ze ‘ momenteel zon lage stuwkracht hebben dat de massa mensen en de levensondersteunende systemen die nodig zijn om hen van stroom te voorzien, belachelijk grote hoeveelheden elektrisch vermogen zouden vereisen, wat nog meer zou betekenen massa. Ionenstuwraketten zijn geweldig voor geosynchrone satellieten en kleine sondes naar de asteroïden. Ze ‘ zijn er nog niet helemaal voor bemande ruimtevluchten.
- @davek De bron moet een aanname doen over de hoeveelheid reactiemassa waarmee je kunt of wilt beginnen. Een ionenmotor is in feite een raket zoals elke andere, maar een met een zeer hoge uitlaatsnelheid. Versnellen tot 90 km / s met de huidige ionenaandrijvingen zou ongeveer 90% van de startmassa van het ruimteschip als reactiemassa inhouden, maar als je op de een of andere manier zou kunnen starten met 99% reactiemassa, zou je 180 km / s kunnen halen. / li>
Answer
Het belangrijkste punt negerend dat menselijke tolerantie van G-krachten niet de beperkende factor voor ruimtevaart, er is veel nagedacht over hoe G-krachten kunnen worden tegengegaan, niet in de laatste plaats door sci-fi-schrijvers uit de jaren 60.
Je kunt meer informatie vinden dan je ooit wilde op Projectrho over dit onderwerp.
De algemene strekking: voor lage versnellingen zoals 2 G hoeft u niets speciaals aan het menselijk lichaam te doen, zeker dat u in uw buik of op uw rug ligt en gedisciplineerd blijft over uw ademhaling.
Voor hogere Gs, zoals 5G +, moet u het menselijk lichaam zorgvuldig beheren door het in een gelachtige cocon te plaatsen van vergelijkbare dichtheid, en vervangt lucht door een ademende vloeistof. Elk verschil in dichtheid kan ertoe leiden dat de dichtere delen van het lichaam de neiging hebben om naar de achterkant van het schip te” bezinken “en moet daarom waar mogelijk worden vermeden.
Natuurlijk kunnen dergelijke maatregelen om G-krachten tegen te gaan alleen ooit nodig zijn met het gebruik van nucleaire of antimaterie-drijfgassen. Chemische drijfgassen branden niet lang genoeg om dergelijke maatregelen te vereisen.
Opmerkingen
- Beste antwoord. Dit beantwoordt eigenlijk de vraag, hoe gebrekkig het uitgangspunt ook is.
- In fictie: balans met de zwaartekracht van de massa die je met je meedraagt, zoals de klassieke ‘ zeilboot met zijn eigen fan ‘ – scifi.sx of tvtropes (waarschuwing ! warning!) op ‘ Inertiële demping ‘ . (En in een ander McAndrew / Roker-verhaal heeft Sheffield ook de oplossing om dit monster voort te stuwen – zelf-energie van een interstellair vacuüm. Zeker.)
- Installeer gewoon reactieloze stuwraketten. Veel SciFi-ruimteschepen hebben ze. 🙂
- Hij werd kort blootgesteld aan die G-krachten. De vraag gaat over G-krachten met een langere duur. 30G is zeker niet te overleven gedurende de periode van een dag.
- De 60 ‘ s overschrijden … De meeste moderne SciFi lijkt G-demping / G toe te geven -compensatoren / G-generatoren zijn een ding in ruimtevluchten, maar ‘ ga niet in op details over hoe ze het doen.
Antwoord
Dit is ver buiten de voorzienbare economische mogelijkheden, maar de fysica is gezond:
Zwaartekracht is een trefzekere, schaalbare, elegante manier om G-krachten door versnelling tegen te gaan.
Een ruimteschip ter grootte van een planeet met zijn eigen zwaartekracht van 5 G zou kunnen versnellen met 4 Gs, mensen die naar zijn staart leven, zouden alleen het verschil ervaren, één G.
(merk op dat ik het over een schip heb dat ongeveer 5 keer de massa van de aarde heeft, minus de verschillen in dichtheid)
Hetzelfde geldt voor een schip met 100 Gs dat accelereert met 99 Gs.
Bewerken: de mensen door tunnels in het schip naar t De voorkant ervan zou het mogelijk maken om de ene G-ervaring te behouden terwijl de voortstuwing langzaam naar het breken ging.
Opmerkingen
- Natuurlijk heb je dan het probleem van hoge G-ladingen wanneer u stopt versnelt. En je wilt waarschijnlijk vertragen zodra je op je bestemming aankomt, wat nog erger is voor onze ongelukkige passagiers.
- @chepner Zet ze in de baan van hun planeet-schip, dan snijd de versnelling af. Ze ‘ bevinden zich in microzwaartekracht.
- Waarom blijven ze niet de hele tijd in een baan om de aarde? Dan heb je ‘ geen grotere planeet nodig, of heb je de versnelling gekoppeld aan de zwaartekracht van de planeet.
- Als je stopt met versnellen, moet je verder gaan weg van de < aanval > planeet < / strike > ruimteschip. De zwaartekracht neemt af naarmate u verder weg bent. Twee paar limietkwartieren (één op de grond, één heel hoog) kunnen dit oplossen. En om je te vertragen, draai het ding om. Niet de plant / het schip, maar je gaat naar de andere kant van de planeet en gebruikt nog een paar motoren.
- Aangezien zwaartekracht slechts ruimte-tijdkromming is, kan antimaterie misschien helpen om de ruimte te verdraaien en kunstmatige g-belastingen: |
Antwoord
G-kracht is een functie van versnelling. De zwaartekracht werkt op een massa om deze naar een andere massa te trekken. Grote massas hebben een grotere aantrekkingskracht.De zwaartekracht op Jupiter en Saturnus is sterker dan die op aarde. De maan minder dan op aarde.
Op aarde is de zwaartekracht een kracht die ons naar het middelpunt van de aarde blijft trekken. Het fysieke oppervlak stopt die versnelling. Ons gewicht is de maat voor die kracht die op onze massa inwerkt.
Versnelling is een verandering in snelheid. Bij uitrollen (geen acceleratie- of vertragingskrachten) dan is er geen g-load (gewichtloosheid in de ruimte).
Accelereren in een auto, vliegtuig of ruimteschip veroorzaakt G-Loads. Nogmaals, het is de versnelling die de belasting veroorzaakt. Een vliegtuig in een oever van 60 graden laten bankieren veroorzaakt door middel van centripetale kracht g-belastingen op het lichaam. Looping en vliegtuig zullen hetzelfde doen. Een kijkje van binnen veroorzaakt een positieve g-belasting, terwijl een externe lus een negatieve g-belasting veroorzaakt. Beide worden gemeten op basis van het effect op het lichaam. Bij het rechtop staan positieve g-belastingen waardoor bloed uit het hoofd naar de voeten stroomt en negatieve g-belastingen waardoor bloed van de voeten naar het hoofd stroomt. menselijke lichamen tolereren positieve g-belastingen beter dan negatief. Liggen, zoals bij veel straaljagers, helpt de impact te verzachten naarmate meer van het lichaam vlak is.
Dus tolerantie van ruimtereizen is een combinatie van het tolereren van g-belastingen tijdens acceleratie- en vertragingsfasen en gewichtloosheid (afwezigheid van versnelling) perioden die de neiging hebben om spieren, botdichtheden, enz. te beïnvloeden.
Opmerkingen
- G-kracht isn ‘ ta functie van versnelling. het is is versnelling.
- de kracht die je ervaart IS een functie van versnelling.