Pregunta:
¿Cómo simular la gravedad de la Tierra en futuras colonias de otros planetas?
user92
2013-07-19 13:05:14 UTC
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¿Cuál sería un medio viable para simular y mantener la aceleración gravitacional de la Tierra en una futura colonia construida en otro planeta?

Me estoy enfocando principalmente en planetas terrestres, donde se podría construir una colonia en la superficie, como Mercurio, Venus, Luna, Marte, lunas gigantes de gas y hielo, planetas menores y enanos donde la constante gravitacional es menor que en la Tierra.

¿O sería un caso de una adaptación fisiológica específica que ocurre con el tiempo a los efectos gravitacionales más bajos en estos planetas?

Respondí, principalmente porque mis respuestas también se pueden aplicar a las naves espaciales. Pero creo que centrarse en los planetas mismos y crear gravedad artificial podría ser más una cuestión de física, sin tanta exploración.
@RhysW bien, las colonias serían un paso más en la exploración, ya que proporcionarían una base distante, una vez autosuficientes.
Sí, supongo que el aspecto potencial de terraformación también se incluiría en ontopic.
¿Cuál sería la motivación? ¿Cuál es el punto de moverse a un planeta de baja gravedad si solo van a aumentar la gravedad?
"¿Cuál sería la motivación?" Los bienes raíces se miden en área. Aunque los planetas tienen más masa y volumen, la mayor parte no es accesible. Los cuerpos pequeños tienen una superficie mucho más accesible que los planetas y lunas grandes de nuestro sistema solar. Para un asteroide, se puede alcanzar el * volumen * completo. Si nuestro objetivo es aumentar el área de vida y la base de recursos, debemos deshacernos del chovinismo planetario, los cuerpos más pequeños ofrecen mucho más de ambos.
En el espacio, y en los viajes espaciales largos, parecería que la mejor forma de incrementar la sensación de peso sería utilizar la fuerza centrífuga. Esto significa que toda o parte de la nave espacial tendría que girar. Hacer girar una nave espacial grande es algo difícil, porque la distribución del peso debe mantenerse y compensarse. Es posible que haya visto naves espaciales con secciones giratorias en las películas y en la televisión, pero ninguna de ellas funcionaría en la vida real.
Cinco respuestas:
#1
+10
LocalFluff
2014-03-24 15:16:08 UTC
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Las centrífugas con correas largas (o haces de aire) también se pueden usar en el suelo. A continuación se muestra una ilustración en la que la parte tripulada del carrusel está bajo tierra para protección contra la radiación. Según la fuente, el radio centrífugo sería de 33 metros de largo para alcanzar 0,5 g (con 0,17 g dados naturalmente en la Luna).

enter image description here enter image description here

De www. cislunarone.com por el Dr. Doug Plata.

La tierra firme con gravedad útil es de hecho un recurso escaso en el sistema solar. Marte y Mercurio con 0,38 g podrían ser suficientes para la salud humana. Si la gravedad lunar es suficiente, tenemos media docena de cuerpos más. Pero luego está Ceres con 0.03 g, que ciertamente es inútil.

Una idea más fantástica es construir un túnel dentro de un asteroide y girarlo para que camines con los pies hacia afuera en el interior del superficie. ¡La exploración espacial futura podría ser algo divertido!

#2
+4
HopDavid
2014-03-27 23:58:44 UTC
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Hablo de esto en ¿Cuál es el mínimo de giro hab?

Tenemos dos puntos de datos: 0 gy 1 g. No conocemos los efectos de la g parcial. Quizás Marte o la gravedad lunar puedan mantenernos saludables. O tal vez no.

Valeri Polyakov pasó 438 días en órbita pero sólo sufrió una pérdida ósea menor. Sin embargo, tenía mucha autodisciplina y mantuvo un régimen de ejercicio desafiante.

Además de la atrofia muscular y ósea, el drenaje también es un problema. Dependemos de la gravedad para drenar nuestros senos nasales, por ejemplo. No creo que se necesite un g completo para que el líquido fluya cuesta abajo. Además de ayudar con las tareas domésticas del cuerpo, la g parcial también podría permitir inodoros, duchas convencionales, etc. Una higiene menos problemática sería un gran estímulo moral y mejoraría la salud (en mi opinión).

¿Dónde está la respuesta a la pregunta arriba?
"Spin habs": los Spin habs son una forma viable de simular y mantener la gravedad de la Tierra. En el enlace que proporcioné hay una descripción de un carrusel en una superficie planetaria.
Una última parte de la pregunta es "¿un caso de una adaptación fisiológica específica que ocurre con el tiempo a los efectos gravitacionales más bajos ...?" Lo que creo que aborda parcialmente mi respuesta. No se conocen los efectos de la g parcial. Es posible que podamos adaptarnos a Marte o incluso g lunar. O no. Pero en este punto, la suposición de que necesitamos una g completa no está justificada. Si una g marciana es adecuada, eso podría reducir en gran medida el gasto de construir habitáculos de giro en planetas enanos como Ceres.
Bien, ¿la respuesta está en tu blog? La respuesta a la pregunta presentada en la parte superior debe estar aquí, donde la envió como tal. Vincular a tu blog está bien, si crees que aún es necesario, de lo contrario no hay ningún daño en vincularlo también en tu perfil personal.
Participo en una variedad de foros espaciales y descubrí que a menudo escribía la misma información y argumentos repetidamente. Escribir publicaciones de blog respondiendo a las preguntas frecuentes es un intento de ahorrar tiempo. A veces, las publicaciones de mi blog entran en muchos detalles, más de lo que se justifica en un foro típico. En las discusiones en línea trato de ser breve pero me gusta proporcionar enlaces en caso de que un lector quiera más información.
No somos un foro, este es un sitio de preguntas y respuestas, por lo que incluso solo por su nombre, la respuesta debe estar aquí donde está la pregunta. Se explica más en nuestro [Acerca de] y [Ayuda], en particular [respuesta]. Esto no es quisquilloso, probablemente todos escribimos nuestros propios blogs (o equivalente), pero ninguno hasta ahora los ha vinculado como respuesta (aunque quizás como comentario). En este caso, dado que es su propia escritura, obviamente puede omitir las atribuciones; de lo contrario, también requerimos que los extractos extraídos de fuentes externas estén marcados en blockquote y que los autores se atribuyan correctamente, con un enlace cuando sea posible.
#3
+2
RhysW
2013-07-19 13:23:48 UTC
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Hay algunas formas posibles de hacerlo.

1. Aumenta la masa del planeta

Obviamente, si la masa del planeta es igual a la de la Tierra, entonces tienes la misma atracción gravitacional (siempre que el giro sea el mismo, obtendré a eso).

Para planetas con más masa que la Tierra, necesitaría disminuir la masa para lograr este efecto.

Sin embargo, eso no es fácil, así que una alternativa es

Entonces, ¿qué pasa si en lugar de crear un campo de gravedad de la misma fuerza lo hacemos sentir como un campo de gravedad de la misma fuerza? / p>

2. Aplicar una fuerza hacia abajo

Esta tecnología no existe realmente, que yo sepa, pero si uno pudiera aplicar un efecto de 'repulsión' desde los techos a cada persona en la habitación, entonces el agregado la fuerza hacia abajo se sentiría como una gravedad más fuerte.

Por el contrario, si quisieras disminuirla, querrías aplicar una fuerza atractiva hacia el techo. Pero una vez más, estas tecnologías aún no existen, ni tengo ninguna idea sobre cómo crearlas.

3. Botas magnéticas

Para mí, esta parece la más viable de las opciones. Tener piso metálico y botas que sean magnéticas por inducción electromagnética. Esto le permite "encender y apagar" el magnetismo. Si los imanes te atraen hacia el piso, entonces obtienes la ventaja de que se siente como una gravedad más fuerte en tus piernas y te mantiene contra el suelo, pero tu cuerpo aún experimentará menos peso y aún habrá menos peso en esos. objetos que no están siendo magnetizados.

Lo mejor de esta tecnología es que también podría usarse en una nave espacial para vuelos de exploración largos

No creo que el giro afecte a la gravedad, después de todo, todavía estamos sujetos en el polo norte.
El polo norte aún gira a la misma velocidad que el resto de la tierra, no se queda quieto mientras el resto del planeta gira. Gira una pelota de baloncesto en tu dedo, la parte superior e inferior aún se mueven.
@RhysW: Estás conectando un cambio en la masa relativa con un aumento o disminución del giro de un planeta. ¿Podría dar una mejor explicación del trasfondo físico de esta declaración o una referencia, que lo explique (por cálculo / fórmulas)?
@ernestopheles pensándolo bien, creo que estaba equivocado, volver a leer mis fuentes demuestra lo contrario. Gracias por el empujón para proporcionar pruebas.
No creo que las botas magnéticas simulen la gravedad de ninguna manera útil. No veo cómo ejerce presión sobre el esqueleto para evitar la pérdida ósea.
Obtendrá la misma atracción gravitacional que la Tierra si el planeta tiene la misma masa * y densidad *. (O menor masa con mayor densidad, o mayor masa con menor densidad). La Tierra tiene la densidad promedio más alta de cualquier planeta del Sistema Solar.
@user39: El giro de la Tierra * ligeramente * reduce su peso efectivo si está parado en el ecuador. Para contrarrestarlo por completo, tendría que rotar aproximadamente cada 84 minutos en lugar de cada 24 horas, lo que haría que el planeta se partiera.
Existe una diferencia entre la velocidad angular ω (a menudo medida en radianes / tiempo) y lo que normalmente consideramos velocidad (distancia / tiempo). La velocidad es r * ω, donde r es la distancia desde el eje. En el caso de la Tierra, ω es aproximadamente 2 pi / 24 horas. La velocidad en el polo norte es 0 km * 2 pi radianes / 24 horas o 0 km / hora. En el ecuador son 6378 km * 2 pi radianes / 24 horas o aproximadamente 1700 km / hora.
Estoy de acuerdo con Local Fluff, las botas magnéticas no ejercerían presión sobre los huesos largos y, por lo tanto, harían poco para prevenir la atrofia. Es factible aplicar una fuerza hacia abajo, pero esto se puede hacer sin rechazar los techos. Alguien en la luna podría simular el peso de la tierra llevando una mochila 5 veces su masa. Aumentar la masa de un planeta no es práctico. Voy a votar en contra de esta respuesta y a favor de la respuesta de Local Fluff. Las centrífugas son una forma práctica de aumentar la gravedad.
@HopDavid: la desventaja práctica de llevar una mochila 5 veces tu masa en la luna es que, aunque el peso es el mismo que tu cuerpo en la Tierra, la inercia es 6 veces mayor. Es de suponer que puede transportarlo, pero una vez que se está moviendo realmente * no * quiere que su pulgar quede atrapado entre esa cosa y el marco de una puerta, o tiene que detenerse rápidamente una vez que esté al día. La solución práctica, como usted dice, es trabajar en centrifugadoras por cuantas horas al día resulten necesarias.
Una variación de # 1, en lugar de agregar a la masa del planeta, o quizás además de ella, concentrar una gran cantidad de materia altamente densa (¿uranio empobrecido? ¿Plomo?) Podría aumentar la gravitación en un área determinada. Quizás esa podría ser la ubicación de una colonia. Se podrían enviar robots por adelantado para recolectar y concentrar minerales. No sé cuánto impacto tendría esto y, por supuesto, significa que no está aumentando la atracción para todo un planeta, y está hablando de grandes cantidades de materia para hacer una gran diferencia.
#4
+2
oxalis
2016-05-23 00:35:47 UTC
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Parece que LocalFluff también habló sobre centrifugadoras. Aquí está mi opinión, que está en líneas similares.

Sería limitante para las personas permitir que su fisiología se debilite por falta de gravedad (siempre que sea posible un viaje de regreso a una gravedad más alta en una fecha posterior o deseado). Sin embargo, puede estar bien dejar que las plantas y los animales se adapten, lo que reduce el alcance del problema para mantener la salud de los seres humanos.

Los carnavales en la Tierra pueden crear efectos de gravedad más altos que la Tierra. La NASA ya está investigando aplicaciones de esto.

Una posible solución para una colonia en un planeta de menor masa como Marte, donde hay algo de gravedad pero aún es más débil que la Tierra, es proporcionar áreas de ejercicio de estilo centrífugo tan grandes como ruedas de la fortuna que giran constantemente (excepto para el mantenimiento planificado o períodos de tiempo sin uso).

Una cápsula (que traza una trayectoria circular idéntica) podría girarse a la velocidad necesaria para que coincida con la centrífuga y acoplarse magnéticamente. Las personas dentro de la cápsula podrían acelerar, atracar, trotar durante una hora o levantar pesas o hacer sentadillas, luego volver a la cápsula y volver a casa. Todo esto, por supuesto, necesitaría refinarse bastante por seguridad y conveniencia. Sin embargo, siempre que la centrífuga tenga un techo que no supere, digamos, 12 pies, una persona podría caer con seguridad al "techo" en el caso de que la centrífuga pierda potencia (debido a que la gravedad más ligera hace una caída como esta más seguro de lo que sería en la Tierra).

Me imagino que la cámara de ejercicios, si se diseña como una noria, tendría los gs más altos cuando una persona que está parada tiene los pies apuntando al suelo marciano y los gs mínimos cuando sus pies apuntan hacia el cielo marciano. Por lo tanto, requeriría un período de ajuste para que las personas no se lesionen al calcular mal la cantidad de gravedad en un momento determinado (es decir, aterrizar demasiado fuerte). Esto supone que la cámara de ejercicio no tiene una programación del motor lo suficientemente inteligente como para acelerar y desacelerar para manejar la gravedad cambiante.

Eso ayudaría a resolver el problema de los efectos de la gravedad en todo el cuerpo, a diferencia de usar el tobillo pesos. Incluso podrías elegir que tu cantidad de gravedad sea un poco más alta que la de la Tierra si eso reduce el tiempo necesario para que una persona se mantenga fuerte.

Otro artículo de la NASA sobre sus exploraciones con centrifugadoras.

Eche un vistazo a las centrifugadoras utilizadas para experimentar con altas cargas G. Giran en el plano horizontal y contienen un cubo que se balancea hacia afuera para que el vector de "gravedad" siempre apunte al piso. Mucho más fácil que una noria vertical.
@Hobbes Eso suena más fácil y más práctico, pero todavía me gusta la idea de una noria simplemente porque no te deja atrapado en un cubículo. En su lugar, podría tener una pista circular completa para correr o moverse. Sin embargo, esa es una preocupación psicológica, no técnica.
Monté en un paseo de carnaval un par de veces que se llamó 'Round-Up'. Comenzó a girar en posición horizontal, comenzó a inclinarse hasta que los jinetes giraron casi verticalmente. En el extremo inferior del giro, la fuerza centrífuga era probablemente de alrededor de 2 Gs y en la parte superior del giro, podía levantar todo mi cuerpo de la alfombra trasera con un dedo en cada mano.
Se puede construir una centrífuga horizontal con una serie de cubos conectados a lo largo de su perímetro. Una noria tiene grandes variaciones de gravedad (casi de 0 a 2G en su ejemplo), eso es como montar en una montaña rusa, no es un buen entorno para trabajar.
#5
+1
D. Wade
2016-09-13 22:06:16 UTC
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La creación de gravedad artificial en otro planeta o luna podría lograrse de la misma manera que se haría en el espacio, moviendo un vehículo en un círculo. Sería difícil mover un vehículo muy grande en un círculo, como hacerlo girar, pero un vehículo más pequeño podría viajar en un círculo en una pista peraltada. El sistema podría ser similar a los automóviles que se mueven por una pista inclinada en una autopista de motor. Los sistemas Maglev probablemente funcionarían mejor debido al menor desgaste de las ruedas. La pista debería tener aproximadamente una milla de diámetro para que los ocupantes no sientan el efecto Coriolis de moverse en un círculo como en un sistema de diámetro pequeño. La pendiente de la pista podría variar según la velocidad requerida para producir una gravedad específica requerida.



Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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