Pregunta:
¿Es factible la gravedad artificial en la exploración espacial tripulada a largo plazo?
C. Tomm
2013-07-18 00:49:20 UTC
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Sabemos que es posible que los humanos se mantengan físicamente en forma durante misiones espaciales a largo plazo (ver, por ejemplo, Valeri Polyakov, que permaneció en Mir durante más de 14 meses para un viaje). Sin embargo, los desafíos de la exploración espacial tripulada son diferentes e incluirían duraciones aún más largas.

Reducir la necesidad del entrenamiento físico constante requerido por el entorno Zero-G podría ayudar a que las misiones de exploración tripulada sean más viables. Esto podría lograrse mediante la gravedad artificial.

¿Es factible la gravedad artificial hoy en día? ¿De verdad ayudaría a hacer viable la exploración tripulada?

La gravedad artificial no es una cosa, cualquier cosa con masa ejerce un tirón sobre otro objeto que llamamos gravedad. La ingravidez se debe a que no hay una fuerza de contacto que los empuje como lo hacemos en la tierra. http://www.wired.com/wiredscience/2013/06/artificial-gravity-in-the-spinning-discovery-one/ Aunque una nave espacial giratoria podría lograr lo que desea
Las masas no se tiran unas de otras, curvan el espacio-tiempo y los objetos siguen el camino más corto a lo largo de la curva.
Habiendo dicho eso, "gravedad artificial" generalmente se refiere a técnicas que crean la misma curva, y eso no es factible actualmente.
Tres respuestas:
#1
+14
Erik
2013-07-18 01:16:38 UTC
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La gravedad "artificial" es el nombre que se le da a las técnicas para crear una aceleración que imita la fuerza gravitacional. Hay dos formas principales de hacer esto, ambas muy factibles:

  1. Rotación: en este caso, la aceleración es creada por fuerza centrípeta. La estructura giratoria acelera a la tripulación al obligarlos a seguir un camino curvo (generalmente circular). Esto generalmente se representa como un toro giratorio, pero probablemente sea más fácil de hacer con un compartimiento de la tripulación atado a un contrapeso que gira alrededor de su centro de gravedad combinado.
  2. Aceleración continua: en este caso, el vehículo está experimentando empuje constante, que acelera a la tripulación y da la impresión de gravedad. Esto probablemente solo sea práctico para misiones muy largas (¿interestelares?) Y de hecho probablemente sea un efecto secundario beneficioso de la propulsión requerida.

Ambos métodos probablemente mejoran el entorno a largo plazo para el tripulación, pero agregan complejidades significativas a la nave espacial.

+1. Tenga en cuenta que la opción "rotación" tiene efectos secundarios, como el efecto Coriolis. Esto hace que esta opción sea "algo a lo que acostumbrarse" para los astronautas. Sin embargo, cuanto mayor sea el radio, más débiles serán los efectos secundarios.
Buen punto @RodyOldenhuis. Esa es una de las razones por las que el tether es una implementación más probable que un toro. Construir un toro con un radio grande se vuelve prohibitivo mucho más rápido que un sistema atado con el mismo radio.
#2
+5
aramis
2013-07-21 05:51:03 UTC
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Suponiendo un presupuesto suficiente, un hábitat giratorio es una opción muy viable. Para mantener 1G y una rotación aceptable de ≤2 RPM, se necesita un radio de 223 m aproximadamente.

Dadas las necesidades humanas, un toro de 5 m de tubo de hábitat con un radio medio de 223 m, con un par de cascos de acero de 1 mm , es una masa de unos 55 metros cúbicos de acero o unas 300 toneladas métricas, sólo para un toro estructural bastante delgado. Agregar estructura de soporte adicional debería al menos duplicar esa masa. Ese es el gasto prohibitivo.

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#3
+4
James Jenkins
2013-07-19 19:37:25 UTC
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En la exploración espacial tripulada a largo plazo, donde su objetivo es interestelar y su marco de tiempo está dentro de una sola vida humana. La falta de gravedad simulada no es el problema, más bien es el factor limitante para el tiempo de tránsito.

Suponiendo suficiente propulsión (es decir, estatorreactor Bussard), la nave aceleraría a 1 gravedad hasta la mitad camino al destino, luego en el punto medio, gire y desacelere durante la otra mitad del viaje. Aparte de un breve período de cero gee en la rotación, la aceleración del contenido proporcionaría "gravedad artificial".

Solo puedes acelerar tan rápido sin aplastar a los ocupantes de tu barco. Por lo tanto, estar limitado a una sola gravedad para la aceleración es uno de los factores limitantes clave para llegar muy lejos en la vida humana.

Parece posible 1 g si los ocupantes están trabajando y 2 g cuando están descansando o durmiendo. 1,5 g pueden ser posibles para trabajos ligeros.


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