Jag läste någonstans att långvariga G-krafter (till och med 2 Gs) inte tolereras av mänsklig fysiologi och att detta i slutändan begränsar vår förmåga att upprätthålla rymdresor. Finns det någon taktik för att minska G-kraftspänningen på kroppen?
G-Force numrerad https://www.newscientist.com/article/mg20627562-200-maxed-out-how-many-gs-can-you-pull/
Kommentarer
- Den första delen av det kan vara sant (som upprätthållit G-krafter dödar dig) även om detta skulle vara en bättre fråga om du kunde ge din källa. Å andra sidan kan nuvarande raketer bara hålla den typen av acceleration i några minuter, så det är ’ inte riktigt ett problem. Omfattningen av möjliga rymdresor skulle öka kraftigt om vi kunde upprätthålla 1G i timmar eller dagar (eller till och med år) och bara en gång det uppnåddes skulle det vara mycket poäng att titta på problemen med att upprätthålla 2G.
- Vad Steve sa. Mänsklig rymdresa begränsas inte av G-styrkan sårbarhet, förutom under sjösättning och landning. Men när du är ute av atmosfären är bränsle så värdefullt att vi använder de mest skonsamma, effektiva accelerationerna som kommer att fungera, och även dessa accelerationer är bara korta.
- Se relaterad Hur snabbt kommer 1g att ta dig dit?
- Retur gånger vid 1 g, inklusive subjektiv tid för en relativistisk resenär uppladdning. wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f5/Roundtriptimes.png
- Jag ’ jag gissar att du fick denna uppfattning från Phil Plait (aka Den dåliga astronomen). I det här fallet fick han sitt smeknamn. Phil rostades dåligt på sitt eget forum . Märkligt nog kan jag ’ inte hitta Phil ’ s manglade fysik på YouTube.
Svar
Problemet är inte så mycket att människor inte kan upprätthålla höga G-krafter under längre tid: Problemet är att raketer inte kan. Om en raket kunde upprätthålla en g -acceleration lite över en dag, vi kan åka till Mars på lite över en dag. Det tar istället flera månader att komma till Mars eftersom raketerna bara kom dit eld för en några minuter. Rymdfarkosten sträcker sig sedan hela vägen till Mars. Bara några hundradelar av en g av ihållande acceleration skulle reducera restiden till Mars ner till en vecka eller så.
De kemiska motorerna som för närvarande används för att driva rymdfarkoster på interplanetära banor i kombination med raketekvins tyranni är de viktigaste anledningarna till att raket inte kan upprätthålla höga accelerationer under en längre längd av Det finns några lovande lågt rost / hög effektivitet (hög specifik impuls) teknik som jonpropeller som kan hjälpa människor att komma bortom månen. Jonpropeller används nu, men ingen är helt redo för prime time när det gäller mänsklig rymdflygning. Det finns några lovande kärnteknologier med hög dragkraft / något hög specifik impuls som kan vara användbara; dessa är fastnat i politik.
Förutom science fiction finns det ingen känd teknik som kan ta människor bortom solsystemet.
Kommentarer
- Jag håller inte med din sista mening. Vi har tekniken för att få människor bortom solsystemet. Att komma dit och tillbaka på en enda mänsklig livstid skulle vara en helt annan fråga / svar. +1 för resten av svaret dock
- @davek Din högsta hastighet är ljushastighet, men när vi närmar oss den energi som krävs för att accelerera ytterligare stiger stigande – Så din grundläggande förutsättning är sund men är inte ’ t relevant tills vi ’ arbetar i mycket stora fraktioner av C – eller aldrig ett problem alls, med nuvarande teknik.
- @davek du slutar accelerera i ett plan eftersom drag från luftmotstånd är lika och motsatt dragkraften från motorerna med viss hastighet, eftersom det ’ ingen luft i rymden finns ’ är i princip inget att sluta accelerera mer tills du kommer nära ljusets hastighet och relativistiska effekter blir betydande
- @ jpmc26 – Jag hänvisade till jonpropeller. Problemet är att de ’ för närvarande har så låg dragkraft att massan av människor och de livsstödssystem som behövs för att driva dem skulle kräva löjligt stora mängder elektrisk kraft, vilket skulle innebära ännu mer massa. Jonpropeller är bra för geosynkrona satelliter och små sönder till asteroiderna. De ’ är inte riktigt där ännu för mänsklig rymdflygning.
- @davek Källan måste ta ett visst antagande om hur mycket reaktionsmassa du kan eller vill börja med. En jonmotor är faktiskt en raket som alla andra, bara en med mycket hög avgashastighet. Att accelerera till till 90 km / s med nuvarande jonenheter skulle innebära att cirka 90% av rymdskeppets startmassa är reaktionsmassa, men om du på något sätt lyckades börja med 99% reaktionsmassa kan du uppnå 180 km / s.
Svar
Ignorerar den viktigaste punkten att mänsklig tolerans mot G-krafter är inte begränsande faktor för rymdresor, har mycket tänkt på hur man kan motverka G-krafter, inte minst av 60-talets sci-fi-författare.
Du kan hitta mer information än du någonsin ville ha på Projectrho om detta ämne.
Den allmänna kärnan: för svaga accelerationer som 2 G behöver du inte göra något speciellt för människokroppen, bara gör säker på att du ligger antingen benägen eller på ryggen och förblir disciplinerad om din andning.
För högre Gs, som 5G +, måste du noga hantera människokroppen och lägga den i en gelliknande kokong med liknande densitet och ersätter en vätska som andas. Alla skillnader i densitet kan resultera i att kroppens tätare delar tenderar att” sätta sig ”mot fartygets baksida, och så måste undvikas där det är möjligt.
Naturligtvis kan sådana åtgärder för att motverka G-krafter bara vara nödvändiga med användning av kärn- eller antimateria-drivmedel. Kemiska drivmedel brinner inte tillräckligt länge för att kräva sådana åtgärder.
Kommentarer
- Bästa svaret. Detta adresserar faktiskt frågan, bristfällig som dess utgångspunkt är.
- I fiktion, balansera med tyngdkraften från massan du bär med dig, som den klassiska ’ segelbåt som bär sin egen fläkt ’ – scifi.sx eller tvtropes (varning ! varning!) vid ’ Tröghetsdämpning ’ . (Och i en annan McAndrew / Roker-berättelse har Sheffield också lösningen att driva detta monster – självenergi av interstellärt vakuum. Visst.)
- Installera bara reaktionslösa thrusterar. Massor av SciFi-rymdskepp har dem. 🙂
- Han utsattes kort för dessa G-styrkor. Frågan är om G-krafter med längre varaktighet. 30G är definitivt inte överlevande under en dag.
- Går förbi de 60 ’ s … De flesta moderna SciFi verkar erkänna G-dämpning / G -compensators / G-Generators are A Thing in spaceflight, but don ’ t går in på några detaljer om hur de gör det.
Svar
Detta är långt bortom förutsebara ekonomiska möjligheter, men fysiken är sund:
Gravity är ett säkert, skalbart, elegant sätt att motverka G-krafter från acceleration.
Ett rymdskepp i planetstorlek med sitt eget gravitationsdrag på 5 Gs skulle kunna accelererar vid 4 Gs, människor som lever mot svansen skulle bara uppleva skillnaden, en G.
(observera att jag pratar om ett fartyg ungefär fem gånger jordens massa minus minus densitetsskillnader)
Detsamma gäller för ett fartyg med 100 GS som accelererar vid 99 Gs.
Redigera: flytta folket genom tunnlar i fartyget mot t framsidan av det skulle möjliggöra att behålla en G-upplevelse när framdrivningen långsamt skiftades till att bryta.
Kommentarer
- Naturligtvis har du problemet av höga G-belastningar när du slutar accelerera. Och du vill förmodligen bromsa upp när du kommer till din destination, vilket är ännu värre för våra olyckliga passagerare.
- @chepner Sätt dem på banan på deras planetskepp, då stäng av accelerationen. De ’ kommer att vara i mikrogravitation.
- Varför inte bara vara i omloppsbana hela tiden? Då behöver du ’ inte behöver en större planet eller har accelerationen knuten till planetens gravitation.
- När du slutar accelerera måste du gå vidare bort från < strejk > planet < / strejk > rymdskepp. Tyngdkraftsstyrkan minskar ju längre du är borta. Två par gränskvartal (ett på marken, ett riktigt högt uppe) kunde lösa detta. Och för att bromsa din vändning. Inte anläggningen / fartyget, utan du flyttar till motsatt sida av planeten och använder ett annat par motorer.
- Eftersom tyngdkraften bara är krökning i rymden kan kanske antimateria hjälpa till att vrida upp rymden och skapa konstgjorda g-belastningar: |
Svar
G Kraft är en funktion av acceleration. Gravitation arbetar på en massa för att dra den mot en annan massa. Stora massor har högre nivåer av gravitationell attraktion.Tyngdkraften på Jupiter och Saturn är starkare än den på jorden. Månen mindre än på jorden.
På jorden är tyngdkraften en kraft som fortsätter att dra oss ner mot jordens centrum. Den fysiska ytan stoppar accelerationen. Vår vikt är måttet på den kraft som verkar på vår massa.
Acceleration är en förändring i hastighet. Vid utskjutning (ingen acceleration eller retardationskrafter) finns ingen g-belastning (tyngdlöshet i rymden).
Acceleration i en bil, plan eller rymdskepp orsakar G-belastningar. Återigen är det accelerationen som orsakar belastningen. Att banka ett flygplan i en 60 graders bank kommer att orsaka g-belastningar på kroppen på grund av centripetal kraft. Looping och flygplan kommer att göra detsamma. Ett inre utseende orsakar positiv g-belastning medan och yttre slinga orsakar negativ g-belastning. Båda mäts efter effekt på kroppen. Vid upprättstående positiva g-belastningar som får blod att strömma ut ur huvudet mot fötterna och negativa g-belastningar som får blod att flöda från fötter till huvud. människokroppar tolererar positiva g-belastningar bättre än negativa. Att ligga ner, som i många stridsflygplan, hjälper till att mildra effekterna eftersom mer av kroppen är jämn. acceleration) perioder som tenderar att påverka muskler, bentäthet osv.
Kommentarer
- G-kraft är inte ’ ta funktion av acceleration. det är acceleration.
- den kraft du upplever är en funktion av acceleration.