Frage:
Ist künstliche Schwerkraft bei der bemannten langfristigen Weltraumforschung möglich?
C. Tomm
2013-07-18 00:49:20 UTC
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Wir wissen, dass es Menschen möglich ist, während langfristiger Weltraummissionen körperlich in Form zu bleiben (siehe zum Beispiel Valeri Polyakov, der für eine Reise länger als 14 Monate auf Mir blieb). Die Herausforderungen bei der bemannten Weltraumforschung sind jedoch unterschiedlich und würden noch längere Zeiträume umfassen.

Die Reduzierung des Bedarfs an ständigem körperlichem Training, das für die Zero-G-Umgebung erforderlich ist, könnte dazu beitragen, bemannte Erkundungsmissionen rentabler zu machen. Dies könnte durch künstliche Schwerkraft erreicht werden.

Ist künstliche Schwerkraft heute möglich? Würde es tatsächlich helfen, bemannte Erkundungen rentabel zu machen?

Künstliche Schwerkraft ist keine Sache, alles mit Masse übt einen Zug auf ein anderes Objekt aus, das wir Schwerkraft nennen. Die Schwerelosigkeit liegt daran, dass keine Kontaktkraft auf sie drückt, wie wir es auf der Erde haben. http://www.wired.com/wiredscience/2013/06/artificial-gravity-in-the-spinning-discovery-one/ Obwohl ein sich drehendes Raumschiff möglicherweise das erreicht, was Sie wollen
Massen ziehen nicht aneinander, sie krümmen sich Raum-Zeit und Objekte folgen dem kürzesten Weg entlang der Kurve.
Allerdings bezieht sich "künstliche Schwerkraft" normalerweise auf Techniken, die dieselbe Kurve erzeugen, und das ist derzeit nicht möglich.
Drei antworten:
#1
+14
Erik
2013-07-18 01:16:38 UTC
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"Künstliche" Schwerkraft ist der Name für Techniken zur Erzeugung einer Beschleunigung, die die Schwerkraft nachahmt. Es gibt zwei Möglichkeiten, dies zu tun - beide sind sehr realisierbar:

  1. Rotation - in diesem Fall wird die Beschleunigung durch Zentripetalkraft erzeugt. Die rotierende Struktur beschleunigt die Besatzung, indem sie gezwungen wird, einem gekrümmten (normalerweise kreisförmigen) Pfad zu folgen. Dies wird normalerweise als rotierender Torus dargestellt, ist jedoch wahrscheinlich einfacher mit einem Mannschaftsraum zu tun, der an ein Gegengewicht gebunden ist, das sich um seinen kombinierten Schwerpunkt dreht.
  2. Kontinuierliche Beschleunigung - in diesem Fall wird das Fahrzeug durchlaufen konstanter Schub, der die Besatzung beschleunigt und den Eindruck der Schwerkraft erweckt. Dies ist wahrscheinlich nur für sehr lange (interstellare?) Missionen praktisch und in der Tat wahrscheinlich eine vorteilhafte Nebenwirkung des erforderlichen Antriebs.
  3. ol>

    Beide Methoden verbessern wahrscheinlich die Langzeitumgebung für die Besatzung, aber fügen Sie dem Raumschiff erhebliche Komplexität hinzu.

+1. Beachten Sie, dass die Option "Drehung" Nebenwirkungen wie den Coriolis-Effekt hat. Dies macht diese Option für die Astronauten "etwas gewöhnungsbedürftig". Je größer der Radius ist, desto schwächer sind die Nebenwirkungen.
Guter Punkt @RodyOldenhuis. Dies ist einer der Gründe, warum das Tether eine wahrscheinlichere Implementierung als ein Torus ist. Das Bauen eines Torus mit einem großen Radius wird viel schneller unerschwinglich als ein angebundenes System mit demselben Radius.
#2
+5
aramis
2013-07-21 05:51:03 UTC
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Unter der Annahme eines ausreichenden Budgets ist ein Spin-Habitat eine sehr praktikable Option. Um 1G und eine akzeptable Drehung von ≤ 2 U / min aufrechtzuerhalten, benötigt man einen Radius von ungefähr 223 m.

Angesichts der menschlichen Bedürfnisse ein Torus aus 5 m Lebensraumrohr mit einem mittleren Radius von 223 m und einem Paar 1 mm Stahlrumpfschalen ist eine Masse von ungefähr 55 Kubikmetern Stahl oder ungefähr 300 Tonnen, nur für einen ziemlich dünnen strukturellen Torus. Das Hinzufügen einer zusätzlichen Stützstruktur sollte diese Masse mindestens verdoppeln. Das ist die unerschwingliche Ausgabe.

SpinCalc Online Calculator

#3
+4
James Jenkins
2013-07-19 19:37:25 UTC
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Bei der bemannten langfristigen Weltraumforschung, bei der Ihr Ziel interstellar ist und Ihr Zeitrahmen innerhalb eines einzigen menschlichen Lebens liegt. Das Fehlen einer simulierten Schwerkraft ist nicht das Problem, sondern der begrenzende Faktor für die Laufzeit.

Unter der Annahme eines ausreichenden Antriebs (dh Bussard ramjet) würde das Schiff mit 1 Schwerkraft bis zur Hälfte beschleunigen Weg zum Ziel, dann auf halber Strecke umdrehen und für die andere Hälfte der Reise abbremsen. Abgesehen von einer kurzen Zeitspanne von null Sekunden beim Umdrehen würde die Inhaltsbeschleunigung "künstliche Schwerkraft" liefern.

Sie können nur so schnell beschleunigen, ohne die Insassen Ihrer Schiffe zu quetschen. Die Beschränkung auf eine einzige Schwerkraft zur Beschleunigung ist daher einer der wichtigsten begrenzenden Faktoren, um im menschlichen Leben sehr weit zu kommen.

1 g, wenn die Insassen arbeiten und 2 g, wenn sie sich ausruhen oder schlafen, scheint möglich. Für leichte Arbeiten können 1,5 g möglich sein.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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