Se a viagem espacial humana é limitada pela vulnerabilidade da força G, há uma maneira de conter as forças G?

O problema não é tanto que os humanos não possam sustentar altas forças G por um longo período de tempo: o problema é que os foguetes não podem. Se um foguete pudesse sustentar 1 g aceleração por um pouco mais de um dia, poderíamos ir a Marte em pouco mais de um dia. Em vez disso, leva vários meses para chegar a Marte porque os foguetes costumavam chegar lá apenas disparavam por um poucos minutos. A espaçonave então volta para Marte. Apenas alguns centésimos de g de aceleração sustentada reduziriam o tempo de viagem a Marte para uma semana ou mais.

Os motores químicos usados atualmente para impulsionar espaçonaves em trajetórias interplanetárias juntamente com a tirania da equação do foguete são os principais motivos pelos quais o foguete não pode sustentar altas acelerações por um longo comprimento de tempo. Há alguns promissores baixos tecnologias de ferrugem / alta eficiência (alto impulso específico), como propulsores de íons que podem ajudar os humanos a irem além da lua. Os propulsores de íons estão em uso agora, mas nenhum está totalmente pronto para o horário nobre quando se trata de voos espaciais humanos. Existem algumas tecnologias nucleares promissoras de alto empuxo / impulso específico de algum modo alto que podem ser úteis; estão atolados na política.

Além da ficção científica, não há tecnologia conhecida que possa levar os humanos para além do sistema solar.

Comentários

• Não concordo com sua última frase, temos a tecnologia para levar os humanos para além do sistema solar. Ir e voltar em uma única vida humana seria uma pergunta / resposta totalmente diferente. +1 para o resto da resposta, entretanto
• @davek Sua velocidade máxima é a velocidade da luz, embora à medida que nos aproximamos dela a energia necessária para acelerar ainda mais aumente de forma constante – Portanto, sua premissa básica é sólida, mas não é ‘ relevante até ‘ está trabalhando em frações muito grandes de C – ou nunca foi um problema, com a tecnologia atual.
• @davek você para de acelerar em um avião por causa do arrasto da resistência do ar é igual e oposto ao impulso dos motores em alguma velocidade, uma vez que ‘ não há ar no espaço ‘ basicamente nada para impede você de acelerar mais até chegar perto da velocidade da luz e os efeitos relativísticos se tornam significativos
• @ jpmc26 – Eu estava me referindo a propulsores de íons. O problema é que eles ‘ estão atualmente com um impulso tão baixo que a massa de humanos e os sistemas de suporte de vida necessários para alimentá-los exigiriam quantidades ridiculamente grandes de energia elétrica, o que implicaria ainda mais massa. Propulsores de íons são ótimos para satélites geossíncronos e sondas pequenas para os asteróides. Eles ‘ ainda não chegaram lá para o vôo espacial humano.
• @davek A fonte deve estar fazendo algumas suposições sobre a quantidade de massa de reação com a qual você é capaz ou deseja começar. Um motor iônico é, na verdade, um foguete como qualquer outro, apenas um com uma velocidade de escape muito alta. Acelerar para 90 km / s com impulsos iônicos atuais envolveria cerca de 90% da massa inicial da nave espacial sendo massa de reação, mas se você pudesse de alguma forma conseguir começar com 99% da massa de reação, você poderia atingir 180 km / s.

Ignorar o ponto principal de que a tolerância humana às forças G não é o fator limitante das viagens espaciais, muito se pensou em como neutralizar as forças G, principalmente pelos escritores de ficção científica dos anos 60.

Você pode encontrar mais informações do que sempre quis em Projectrho neste tópico.

A essência: para acelerações baixas como 2 G, você não precisa fazer nada de especial no corpo humano, apenas faça certifique-se de que você está deitado de bruços ou de costas e permanecendo disciplinado quanto à sua respiração.

Para Gs mais altos, como 5G +, você precisa gerenciar cuidadosamente o corpo humano, colocando-o em um casulo semelhante a um gel de densidade semelhante, e substituindo o ar por um líquido respirável. Quaisquer diferenças na densidade podem resultar em partes mais densas do corpo tendendo a” assentar “na parte de trás do navio e, portanto, devem ser evitadas sempre que possível.

Claro, tais medidas para neutralizar as forças G só podem ser necessárias com o uso de propelente nuclear ou de antimatéria. Os propelentes químicos não queimam por tempo suficiente para exigir tais medidas.

Comentários

• Melhor resposta. Na verdade, isso responde à questão, por mais falha que seja sua premissa.
• Na ficção, equilibre com a gravidade da massa que você carrega, como o clássico ‘ veleiro carregando seu próprio fan ‘ – scifi.sx ou tvtropes (aviso ! aviso!) em ‘ Amortecimento inercial ‘ . (E em outra história de McAndrew / Roker, Sheffield também tem a solução para impulsionar este monstro – energia própria do vácuo interestelar. Claro.)
• Basta instalar propulsores sem reação. Muitas naves espaciais SciFi os têm. 🙂
• Ele foi exposto a essas forças G brevemente. A questão é sobre forças G de maior duração. 30G definitivamente não pode sobreviver durante o período de um dia.
• Passando dos 60 ‘ s … A maioria dos SciFi modernos parece admitir o amortecimento G / G -compensadores / G-Generators são uma coisa no vôo espacial, mas não ‘ não entre em detalhes sobre como eles fazem isso.

Isso está muito além das possibilidades econômicas previsíveis, mas a física é boa:

Gravidade é uma maneira infalível, escalável e elegante de neutralizar as forças G da aceleração.

Uma espaçonave do tamanho de um planeta com sua própria atração gravitacional de 5 Gs poderia acelerar a 4 Gs, as pessoas que vivem perto de sua cauda sentiriam apenas a diferença, um G.

(observe que estou falando de uma nave com aproximadamente 5 vezes a massa da Terra, menos as diferenças de densidade)

O mesmo é verdadeiro para um navio com 100 Gs acelerando a 99 Gs.

Editar: mover as pessoas através de túneis no navio em direção a t A frente dela permitiria manter a experiência de um G enquanto a propulsão lentamente mudava para quebrar.

Comentários

• Claro, então você tem o problema de cargas de alto G quando você para de acelerar. E você provavelmente deseja desacelerar assim que chegar ao seu destino, o que é ainda pior para nossos infelizes passageiros.
• @chepner Coloque-os na órbita de sua nave-planeta, então cortar a aceleração. Eles ‘ estarão em microgravidade.
• Por que não ficar em órbita o tempo todo? Então você não ‘ não precisa de um planeta maior, ou tem a aceleração ligada à atração gravitacional do planeta.
• Quando você para de acelerar, você precisa ir mais longe longe do < strike > planeta < / strike > nave espacial. A força da gravidade diminui à medida que você se distancia. Dois pares de quartos de limite (um no chão, um bem alto) podem resolver isso. E para desacelerar a sua volta a coisa. Não a planta / nave, mas você se move para o lado oposto do planeta e usa outro par de motores.
• Como a gravidade é apenas a curvatura do espaço-tempo, talvez a antimatéria possa ajudar a distorcer o espaço e criar cargas g artificiais: |

A Força G é uma função da aceleração. A gravidade trabalha em uma massa para puxá-la em direção a outra massa. Grandes massas têm níveis mais altos de atração gravitacional.A força da gravidade em Júpiter e Saturno é mais forte do que na Terra. A lua está menor que na terra.

Na terra, a gravidade é uma força que continua a nos puxar para baixo em direção ao centro da terra. A superfície física interrompe essa aceleração. Nosso peso é a medida da força que atua sobre nossa massa.

A aceleração é uma mudança na velocidade. Ao navegar por inércia (sem forças de aceleração ou desaceleração), não há carga-g (ausência de peso no espaço).

Acelerar em um carro, avião ou nave espacial causa cargas-G. Novamente, é a aceleração que está causando a carga. Apoiar um avião em uma inclinação de 60 graus causará cargas g no corpo devido à força centrípeta. Loop e avião farão o mesmo. Uma olhada interna causa carga g positiva enquanto o loop externo causa carga g negativa. Ambos são medidos pelo efeito no corpo. Na posição vertical, as cargas g positivas fazem com que o sangue flua da cabeça para os pés e as cargas g negativas fazem com que o sangue flua dos pés para a cabeça. corpos humanos toleram cargas g positivas melhor do que negativas. Deitar, como em muitos jatos de combate, ajuda a mitigar os impactos à medida que o corpo fica mais nivelado.

Portanto, a tolerância da viagem espacial é uma combinação de tolerar cargas G durante as fases de aceleração e desaceleração e ausência de peso aceleração) períodos que tendem a afetar músculos, densidades ósseas, etc.

Comentários

• Força G isn ‘ ta função de aceleração. é é aceleração.
• a força que você experimenta É uma função da aceleração.