Wenn die menschliche Raumfahrt durch die Verwundbarkeit der G-Kräfte begrenzt ist, gibt es eine Möglichkeit, G-Kräften entgegenzuwirken?

Das Problem ist nicht so sehr, dass Menschen über einen längeren Zeitraum keine hohen G-Kräfte aushalten können: Das Problem ist, dass Raketen dies nicht können. Wenn eine Rakete dies könnte Halten Sie 1 g Beschleunigung für etwas mehr als einen Tag aufrecht, wir könnten in etwas mehr als einem Tag zum Mars gehen. Stattdessen dauert es mehrere Monate, um zum Mars zu gelangen, da die Raketen früher nur für einen Tag dorthin feuerten Das Raumschiff rollt dann bis zum Mars. Nur ein paar Hundertstel g anhaltender Beschleunigung würden die Reisezeit zum Mars auf etwa eine Woche verkürzen.

Die derzeit zum Antrieb von Raumfahrzeugen auf interplanetaren Flugbahnen verwendeten chemischen Triebwerke in Verbindung mit der Tyrannei der Raketengleichung sind die Hauptgründe, warum Raketen über einen längeren Zeitraum keine hohen Beschleunigungen aushalten können Zeit. Es gibt einige vielversprechende niedrige th Technologien für Rost / hohe Effizienz (hoher spezifischer Impuls) wie -Ionenstrahlruder , die Menschen helfen könnten, über den Mond hinauszukommen. Ionenstrahlruder werden derzeit verwendet, aber keines ist für die Hauptsendezeit in Bezug auf die menschliche Raumfahrt bereit. Es gibt einige vielversprechende Nukleartechnologien mit hohem Schub und etwas hohem spezifischen Impuls, die nützlich sein könnten. Diese sind in der Politik verstrickt.

Außer Science Fiction gibt es keine bekannte Technologie, die Menschen über das Sonnensystem hinausführen könnte.

Kommentare

• Ich bin mit Ihrem letzten Satz nicht einverstanden. Wir haben die Technologie, um Menschen über das Sonnensystem hinaus zu bringen. In einer einzigen menschlichen Lebenszeit hin und zurück zu gelangen, wäre eine völlig andere Frage / Antwort. +1 für den Rest der Antwort
• @davek Ihre Höchstgeschwindigkeit ist Lichtgeschwindigkeit, aber wenn wir uns ihr nähern, steigt die Energie, die erforderlich ist, um weiter stetig zu beschleunigen. Ihre Grundvoraussetzung ist also solide, aber ‚ ist nicht relevant, bis wir ‚ arbeiten in sehr großen Bruchteilen von C – oder mit der gegenwärtigen Technologie überhaupt kein Problem.
• @davek Sie hören auf, in einem Flugzeug zu beschleunigen, weil der Luftwiderstand zunimmt ist gleich und entgegengesetzt zum Schub der Motoren bei einer bestimmten Geschwindigkeit, da ‚ keine Luft im Raum ist und ‚ im Grunde nichts zu tun ist Halten Sie an, mehr zu beschleunigen, bis Sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern und relativistische Effekte signifikant werden.
• @ jpmc26 – Ich bezog mich auf Ionentriebwerke. Das Problem ist, dass sie ‚ derzeit einen so geringen Schub haben, dass die Masse der Menschen und die Lebenserhaltungssysteme, die für ihre Stromversorgung benötigt werden, lächerlich große Mengen an elektrischer Energie erfordern würden, was noch mehr bedeuten würde Masse. Ionentriebwerke eignen sich hervorragend für geosynchrone Satelliten und kleinere Sonden für die Asteroiden. Sie ‚ sind für die menschliche Raumfahrt noch nicht ganz da.
• @davek Die Quelle muss einige Annahmen über die Menge an Reaktionsmasse treffen, mit der Sie beginnen können oder wollen. Ein Ionenmotor ist in der Tat eine Rakete wie jede andere, nur eine mit einer sehr hohen Abgasgeschwindigkeit. Eine Beschleunigung auf 90 km / s mit aktuellen Ionenantrieben würde bedeuten, dass etwa 90% der Startmasse des Raumschiffs Reaktionsmasse sind. Wenn Sie es jedoch irgendwie schaffen würden, mit 99% Reaktionsmasse zu beginnen, könnten Sie 180 km / s erreichen / li>

Ignoriert den Hauptpunkt, dass die menschliche Toleranz gegenüber G-Kräften nicht ist Als begrenzender Faktor für die Raumfahrt wurde viel darüber nachgedacht, wie man G-Kräften entgegenwirken kann, nicht zuletzt von Science-Fiction-Autoren der 60er Jahre.

Unter Projectrho zu diesem Thema.

Das Wesentliche: Für niedrige Beschleunigungen wie 2 G müssen Sie nichts Besonderes für den menschlichen Körper tun, sondern nur machen Stellen Sie sicher, dass Sie entweder liegend oder auf dem Rücken liegen und diszipliniert über Ihre Atmung bleiben.

Bei höheren Gs wie 5G + müssen Sie den menschlichen Körper sorgfältig verwalten und ihn in einen gelartigen Kokon geben von ähnlicher Dichte und Ersetzen von eine atmungsaktive Flüssigkeit. Dichteunterschiede können dazu führen, dass sich die dichteren Körperteile zur Rückseite des Schiffes“ absetzen „und daher nach Möglichkeit vermieden werden müssen.

Natürlich können solche Maßnahmen zur Bekämpfung von G-Kräften immer nur unter Verwendung von Kern- oder Antimaterietreibmittel erforderlich sein. Chemische Treibmittel brennen nicht lange genug, um solche Maßnahmen zu erfordern.

Kommentare

• Beste Antwort. Dies befasst sich tatsächlich mit der Frage, die aufgrund ihrer Prämisse fehlerhaft ist.
• In der Fiktion, Gleichgewicht mit der Schwerkraft aus der Masse, die Sie mitnehmen, wie das klassische ‚ Segelboot, das sein eigenes trägt Lüfter ‚ – scifi.sx oder tvtropes (Warnung ! Warnung!) bei ‚ Trägheitsdämpfung ‚ . (Und in einer anderen McAndrew / Roker-Geschichte hat Sheffield auch die Lösung, um dieses Monster anzutreiben – Eigenenergie des interstellaren Vakuums. Sicher.)
• Installieren Sie einfach reaktionslose Triebwerke. Viele SciFi-Raumschiffe haben sie. 🙂
• Er war kurz diesen G-Kräften ausgesetzt. Die Frage betrifft länger andauernde G-Kräfte. 30G ist definitiv nicht über einen Zeitraum von einem Tag überlebensfähig.
• Über die 60 ‚ s hinaus … Die meisten modernen SciFi-Geräte scheinen G-Dämpfung / G zuzulassen -Kompensatoren / G-Generatoren sind eine Sache in der Raumfahrt, aber ‚ gehen Sie nicht auf Details darüber ein, wie sie es tun.

Dies geht weit über vorhersehbare wirtschaftliche Möglichkeiten hinaus, aber die Physik ist solide:

Schwerkraft ist eine todsichere, skalierbare und elegante Methode, um G-Kräften durch Beschleunigung entgegenzuwirken.

Ein Raumschiff in Planetengröße mit einer eigenen Anziehungskraft von 5 Gs könnte Beschleunigen Sie mit 4 Gs, Menschen, die in Richtung ihres Hecks leben, würden nur den Unterschied erfahren, ein G.

(beachten Sie, dass ich von einem Schiff spreche, das ungefähr fünfmal so groß ist wie die Masse der Erde, abzüglich Dichteunterschiede)

Gleiches gilt für ein Schiff mit 100 Gs, das mit 99 Gs beschleunigt.

Bearbeiten: Bewegen der Personen durch Tunnel im Schiff in Richtung t Die Vorderseite würde es ermöglichen, die One-G-Erfahrung beizubehalten, da sich der Antrieb langsam zum Brechen verlagerte.

Kommentare

• Natürlich haben Sie dann das Problem von hohen G-Lasten, wenn Sie aufhören zu beschleunigen. Und Sie möchten wahrscheinlich abbremsen , sobald Sie an Ihrem Ziel angekommen sind, was für unsere unglücklichen Passagiere noch schlimmer ist.
• @chepner Setzen Sie sie dann auf die Umlaufbahn ihres Planetenschiffs Beschleunigung abschneiden. Sie ‚ befinden sich in der Schwerelosigkeit.
• Warum nicht einfach die ganze Zeit im Orbit sein? Dann brauchen Sie ‚ keinen größeren Planeten oder die Beschleunigung ist an die Anziehungskraft des Planeten gebunden.
• Wenn Sie aufhören zu beschleunigen, müssen Sie sich weiter bewegen weg vom < Streik > Planeten < / Streik > Raumschiff. Die Schwerkraft nimmt ab, je weiter Sie entfernt sind. Zwei Paare von Grenzvierteln (eines am Boden, eines wirklich hoch oben) könnten dies lösen. Und um deine Drehung zu verlangsamen, dreh das Ding um. Nicht die Pflanze / das Schiff, sondern Sie bewegen sich auf die gegenüberliegende Seite des Planeten und verwenden ein anderes Motorpaar.
• Da die Schwerkraft nur eine Raum-Zeit-Krümmung ist, kann Antimaterie möglicherweise dazu beitragen, den Raum zu verzerren und zu erzeugen künstliche g-Lasten: |

G Kraft ist eine Funktion der Beschleunigung. Die Schwerkraft arbeitet an einer Masse, um sie zu einer anderen Masse zu ziehen. Große Massen haben eine höhere Anziehungskraft.Die Schwerkraft auf Jupiter und Saturn ist stärker als auf der Erde. Der Mond ist kleiner als auf der Erde.

Auf der Erde ist die Schwerkraft eine Kraft, die uns weiterhin zum Erdmittelpunkt hinunterzieht. Die physikalische Oberfläche stoppt diese Beschleunigung. Unser Gewicht ist das Maß für diese Kraft, die auf unsere Masse wirkt.

Beschleunigung ist eine Änderung der Geschwindigkeit. Beim Ausrollen (keine Beschleunigungs- oder Verzögerungskräfte) gibt es keine G-Last (Schwerelosigkeit im Weltraum).

Das Beschleunigen in einem Auto, Flugzeug oder Raumschiff verursacht G-Lasten. Wieder ist es die Beschleunigung, die die Last verursacht. Wenn Sie ein Flugzeug in eine 60-Grad-Bank legen, wird der Körper aufgrund der Zentripetalkraft belastet. Looping und Flugzeug machen dasselbe. Ein Innenblick verursacht eine positive G-Last, während eine Außenschleife eine negative G-Last verursacht. Beide werden durch die Wirkung auf den Körper gemessen. Im aufrechten Zustand fließen positive G-Belastungen, die dazu führen, dass Blut aus dem Kopf in Richtung der Füße fließt, und negative G-Belastungen, die dazu führen, dass Blut von den Füßen zum Kopf fließt. Der menschliche Körper verträgt positive G-Belastungen besser als negative. Das Liegen, wie bei vielen Kampfjets, hilft dabei, die Auswirkungen zu mildern, da mehr Körper eben ist.

Die Toleranz der Raumfahrt ist also eine Kombination aus Toleranz gegenüber G-Lasten während der Beschleunigungs- und Verzögerungsphase und Schwerelosigkeit (Abwesenheit von Beschleunigungsperioden, die dazu neigen, Muskeln, Knochendichten usw. zu beeinflussen.

Kommentare

• G-Kraft ist nicht ‚ ta Funktion der Beschleunigung. es ist Beschleunigung.
• Die Kraft, die Sie erfahren, ist eine Funktion der Beschleunigung.