Domanda:
La gravità artificiale è fattibile nell'esplorazione spaziale a lungo termine con equipaggio?
C. Tomm
2013-07-18 00:49:20 UTC
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Sappiamo che è possibile per gli esseri umani rimanere fisicamente in forma durante le missioni spaziali a lungo termine (vedi ad esempio Valeri Polyakov che è rimasto su Mir per più di 14 mesi per un viaggio). Tuttavia, le sfide dell'esplorazione spaziale con equipaggio sono diverse e includerebbero durate ancora più lunghe.

Ridurre la necessità del costante allenamento fisico richiesto dall'ambiente a gravità zero potrebbe contribuire a rendere più praticabili le missioni di esplorazione con equipaggio. Ciò potrebbe essere ottenuto mediante la gravità artificiale.

La gravità artificiale è oggi fattibile? Sarebbe davvero utile rendere praticabile l'esplorazione con equipaggio?

La gravità artificiale non è una cosa, qualsiasi cosa con massa esercita un'attrazione su un altro oggetto che chiamiamo gravità. L'assenza di gravità è perché non c'è nessuna forza di contatto che li spinge come abbiamo sulla terra. http://www.wired.com/wiredscience/2013/06/artificial-gravity-in-the-spinning-discovery-one/ Anche se un veicolo spaziale rotante potrebbe ottenere ciò che desideri
Le masse non si tirano l'una sull'altra, curvano lo spazio-tempo e gli oggetti seguono il percorso più breve lungo la curva.
Detto questo, "gravità artificiale" di solito si riferisce a tecniche che creano la stessa curva, e questo non è attualmente fattibile.
Tre risposte:
#1
+14
Erik
2013-07-18 01:16:38 UTC
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La gravità "artificiale" è il nome dato alle tecniche per creare un'accelerazione che imita la forza gravitazionale. Ci sono due modi principali per farlo, entrambi molto fattibili:

  1. Rotazione - in questo caso, l'accelerazione è creata dalla forza centripeta. La struttura rotante accelera l'equipaggio costringendolo a seguire un percorso curvo (solitamente circolare). Questo di solito è raffigurato come un toroide rotante, ma probabilmente è più facile da fare con un compartimento dell'equipaggio legato a un contrappeso che ruota attorno al loro centro di gravità combinato.
  2. Accelerazione continua: in questo caso, il veicolo è in spinta costante, che accelera l'equipaggio e dà l'impressione di gravità. Questo è probabilmente pratico solo per missioni molto lunghe (interstellari?) E in effetti è probabilmente un effetto collaterale benefico della propulsione richiesta.

Entrambi questi metodi probabilmente migliorano l'ambiente a lungo termine per il l'equipaggio, ma aggiungono significative complessità alla navicella.

+1. Nota che l'opzione "rotazione" ha effetti collaterali, come l'effetto Coriolis. Questo rende questa opzione "qualcosa a cui abituarsi" per gli astronauti. Maggiore è il raggio, più deboli sono gli effetti collaterali.
Buon punto @RodyOldenhuis. Questo è uno dei motivi per cui il tether è un'implementazione più probabile di un toro. Costruire un toro con un ampio raggio diventa proibitivo molto più rapidamente di un sistema legato con lo stesso raggio.
#2
+5
aramis
2013-07-21 05:51:03 UTC
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Supponendo un budget sufficiente, uno spin-habitat è un'opzione altamente praticabile. Per mantenere 1G e una rotazione accettabile di ≤2 RPM, è necessario un raggio di 223 m circa.

Date le esigenze umane, un toro di 5 m di tubo dell'habitat a 223 m di raggio mediano, con una coppia di gusci in acciaio da 1 mm , è una massa di circa 55 metri cubi di acciaio o circa 300 tonnellate, solo per un toroide strutturale abbastanza sottile. L'aggiunta di una struttura di supporto aggiuntiva dovrebbe almeno raddoppiare quella massa. Questa è la spesa proibitiva.

Calcolatrice online SpinCalc

#3
+4
James Jenkins
2013-07-19 19:37:25 UTC
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Nell'esplorazione spaziale a lungo termine con equipaggio, dove il tuo obiettivo è interstellare e il tuo arco di tempo è all'interno di una singola vita umana. La mancanza di gravità simulata non è il problema, piuttosto è il fattore limitante per il tempo di transito.

Supponendo una propulsione sufficiente (cioè Bussard ramjet) la nave accelererebbe a 1 gravità fino a metà verso la destinazione, quindi a metà percorso, voltarsi e rallentare per l'altra metà del viaggio. Oltre a un breve periodo di gravità zero al turn over, l'accelerazione del contenuto fornirebbe "gravità artificiale".

Puoi solo accelerare così velocemente senza schiacciare gli occupanti delle tue navi. Quindi essere limitati a una singola gravità per l'accelerazione è uno dei principali fattori limitanti per andare molto lontano in una vita umana.

1 g se gli occupanti stanno lavorando e 2 g quando stanno riposando o dormendo sembra possibile. 1,5 g possono essere possibili per lavori leggeri.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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