Dacă călătoria spațială umană este limitată de vulnerabilitatea forței G, există o modalitate de a contracara forțele G?

Problema nu este atât de mare încât oamenii nu pot susține forțe G mari pentru o perioadă extinsă de timp: problema este că rachetele nu pot. Dacă o rachetă ar putea să susținem o accelerație de 1 g pentru o perioadă de peste o zi, am putea merge pe Marte peste o zi. În schimb, durează câteva luni pentru a ajunge pe Marte, deoarece rachetele obișnuiau să ajungă acolo doar foc pentru o câteva minute. Nava spațială se îndreaptă până pe Marte. Doar câteva sutimi de g de accelerație susținută ar reduce timpul de călătorie pe Marte la aproximativ o săptămână.

Motoarele chimice utilizate în prezent pentru propulsarea navelor spațiale pe traiectorii interplanetare cuplate cu tirania ecuației rachetei sunt principalele motive pentru care racheta nu poate susține accelerații mari pentru o lungime extinsă de timp. Există câteva promițătoare tehnologii de rugină / eficiență ridicată (impuls specific ridicat), cum ar fi propulsoare de ioni care ar putea ajuta oamenii să treacă dincolo de Lună. Propulsorii de ioni sunt folosiți acum, dar niciunul nu este destul de pregătit pentru prime time când vine vorba de zborul spațial uman. Există câteva tehnologii nucleare cu impulsuri specifice promițătoare / oarecum ridicate care ar putea fi utile; acestea sunt amestecate în politică.

În afară de science fiction, nu există o tehnologie cunoscută care ar putea duce oamenii dincolo de sistemul solar.

Comentarii

• Nu sunt de acord cu ultima dvs. propoziție. Avem tehnologia necesară pentru a duce oamenii dincolo de sistemul solar. A ajunge și a reveni într-o singură perioadă de viață umană ar fi o întrebare / răspuns total diferit. +1 pentru restul răspunsului, deși
• @davek Viteza maximă este viteza luminii, deși, pe măsură ce ne apropiem de ea, energia necesară pentru a accelera continuu urcă în mod constant – Deci premisa dvs. de bază este solidă, dar nu este ‘ t relevantă până când ‘ funcționează în fracțiuni foarte mari de C – sau niciodată nu este deloc o problemă, cu tehnologia actuală.
• @davek încetezi să accelerezi într-un avion, deoarece tragerea de la rezistența aerului este egal și opus forței de tracțiune de la motoare la o anumită viteză, deoarece ‘ nu are aer în spațiu acolo ‘ practic nimic oprește-te să accelerezi mai mult până când te apropii de viteza luminii și efectele relativiste devin semnificative
• @ jpmc26 – mă refeream la propulsoarele ionice. Problema este că ‘ au în prezent o forță atât de scăzută încât masa oamenilor și sistemele de susținere a vieții necesare pentru alimentarea lor ar necesita cantități ridicol de mari de energie electrică, ceea ce ar presupune și mai mult masa. Propulsoarele ionice sunt excelente pentru sateliții geosincroni și sondele mici către asteroizi. ‘ nu sunt încă acolo pentru zborul spațial uman.
• @davek Sursa trebuie să facă anumite presupuneri cu privire la cantitatea de masă de reacție cu care sunteți capabil sau dispus să începeți. Un motor cu ioni este, de fapt, o rachetă ca oricare alta, doar una cu o viteză de evacuare foarte mare. Accelerarea la 90 km / s cu acționările ionice curente ar implica aproximativ 90% din masa inițială a navei spațiale fiind masa de reacție, dar dacă ai reuși cumva să începi cu 99% masă de reacție, ai putea atinge 180 km / s.

Ignorând punctul major că toleranța umană față de forțele G nu este factor limitativ al călătoriilor spațiale, s-a gândit mult asupra modului de a contracara forțele G, nu în ultimul rând de scriitorii de sci-fi din anii 60.

Puteți găsi mai multe informații decât v-ați dorit vreodată la Projectrho pe acest subiect.

Aspectul general: pentru accelerații joase, cum ar fi 2 G, nu trebuie să faceți nimic special pentru corpul uman, doar faceți sigur că sunteți predispus sau pe spate și rămâneți disciplinat cu privire la respirație.

Pentru G mai mari, cum ar fi 5G +, trebuie să gestionați cu atenție corpul uman, punându-l într-un cocon de tip gel de densitate similară și înlocuind aerul cu un lichid respirabil. Orice diferență de densitate poate duce la părțile mai dense ale corpului care tind să se„ așeze ”spre partea din spate a navei și trebuie evitate acolo unde este posibil.

Desigur, astfel de măsuri pentru contracararea forțelor G pot fi necesare vreodată numai cu utilizarea propulsorului nuclear sau antimaterie. Combustibilii chimici nu ard suficient timp pentru a necesita astfel de măsuri.

Comentarii

• Cel mai bun răspuns. Aceasta abordează de fapt întrebarea, cu premisa ei greșită.
• În ficțiune, echilibru cu gravitația din masa pe care o transportați, precum clasicul ‘ velier care își poartă propria fan ‘ – scifi.sx sau tvtropes (avertisment ! avertisment!) la ‘ Inertial Dampening ‘ . (Și într-o altă poveste despre McAndrew / Roker, Sheffield are, de asemenea, soluția pentru propulsarea acestui monstru – energia de sine a vidului interstelar. Sigur.)
• Instalați doar propulsoare fără reacție. O mulțime de nave spațiale SciFi le au. 🙂
• El a fost expus acelor forțe G pe scurt. Întrebarea este despre forțele G de durată mai lungă. 30G nu poate fi supraviețuit cu siguranță pe parcursul unei zile.
• Trecând peste 60 ‘ … Majoritatea SciFi-urilor moderne par să admită amortizarea G / G -compensatorii / generatorii G sunt un lucru în zborul spațial, dar nu ‘ nu intra în niciun detaliu despre modul în care o fac.

Aceasta depășește cu mult posibilitățile economice previzibile, dar fizica este sănătoasă:

Gravity este un mod sigur, scalabil, elegant de a contracara forțele G din accelerație.

O navă spațială de dimensiuni planetare, cu atracția gravitațională de 5 G accelerează la 4 Gs, oamenii care trăiesc spre coada ei ar experimenta doar diferența, un G.

(rețineți că vorbesc despre o navă de aproximativ 5 ori masa Pământului, minus diferențele de densitate)

Același lucru este valabil și pentru o navă cu 100 Gs accelerând la 99 Gs.

Edit: deplasarea oamenilor prin tunelurile navei către t partea din față ar permite păstrarea experienței unice G, deoarece propulsia a trecut încet la rupere.

Comentarii

• Desigur, atunci aveți problema de sarcini cu G ridicat atunci când opriți accelerarea. Și probabil că doriți să decelerați odată ce ajungeți la destinație, ceea ce este și mai rău pentru pasagerii nefericiți.
• @chepner Puneți-i pe orbita navei lor planetare, apoi întrerupeți accelerația. ‘ vor fi în microgravitație.
• De ce să nu fie doar pe orbită tot timpul? Apoi, nu ‘ nu aveți nevoie de o planetă mai mare sau nu aveți accelerația legată de atracția gravitațională a planetei.
• Când opriți accelerarea, trebuie să vă deplasați mai departe departe de < greva > planeta < / strike > navă spațială. Rezistența gravitațională scade cu cât ești mai departe. Două perechi de sferturi limită (una la sol, una foarte sus) ar putea rezolva acest lucru. Și pentru a-ți încetini rândul. Nu planta / nava, dar vă deplasați în partea opusă a planetei și utilizați o altă pereche de motoare.
• Deoarece gravitația este doar o curbură spațiu-timp, poate antimateria ar putea ajuta la deformarea spațiului și la crearea încărcări artificiale de g: |

G Forța este o funcție a accelerației. Gravitația funcționează pe o masă pentru a o trage spre o altă masă. Masele mari au niveluri mai ridicate de atracție gravitațională.Forța gravitațională pe Jupiter și Saturn este mai puternică decât cea de pe pământ. Luna mai puțin decât pe pământ.

Pe pământ gravitația este o forță care continuă să ne tragă în jos spre centrul pământului. Suprafața fizică oprește această accelerație. Greutatea noastră este măsura acelei forțe care acționează asupra masei noastre.

Accelerarea este o schimbare a vitezei. Atunci când treceți pe coastă (fără forțe de accelerație sau decelerare), atunci nu există nicio sarcină g (greutate în spațiu).

Accelerarea într-o mașină, avion sau navă spațială determină încărcări G. Din nou, accelerația este cea care provoacă încărcarea. Bancarea unui avion într-o bancă de 60 de grade va provoca încărcări g pe corp din cauza forței centripete. Buclarea și avionul vor face același lucru. O privire interioară provoacă sarcină g pozitivă în timp ce bucla exterioară provoacă sarcină g negativă. Ambele sunt măsurate prin efect asupra corpului. Când sunt în poziție verticală, sarcini g pozitive care determină curgerea sângelui din cap spre picioare și sarcini g negative care determină curgerea sângelui de la picioare la cap. corpurile umane tolerează sarcini g pozitive mai bine decât negative. Întinsul, ca în multe avioane de luptă, ajută la atenuarea impactului, întrucât mai mult corp este la nivel.

Așadar, toleranța deplasării în spațiu este o combinație de tolerare a sarcinilor g în timpul fazelor de accelerare și decelerare și a greutății accelerare) perioade care tind să afecteze mușchii, densitățile osoase etc.

Comentarii

• Forța G nu este ‘ ta funcția de accelerație. este accelerația.
• forța pe care o experimentați ESTE o funcție a accelerației.