Frage:
Gibt es Tierarten, die die Reise ins All nicht schaffen? (physiologisch)
whn
2019-09-25 01:35:14 UTC
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Ich dachte darüber nach, welche Art von Tieren es in den Weltraum schaffen könnte, und ich dachte darüber nach, wie Wirbeltiere anscheinend den G-Kräften standhalten können, die zur ISS reisen müssen, aber ich hatte nicht wirklich an Wirbellose gedacht, was ich vielleicht nicht dachte Machen Sie es aufgrund der beteiligten G-Kräfte, je nachdem, wie zerbrechlich der Organismus war.

Dann habe ich die Liste der Tierarten nachgeschlagen, die es in den Weltraum geschafft haben, und es schien ziemlich vielfältig zu sein, viele verschiedene Organismen scheinen in der Lage zu sein es in die Umlaufbahn.

Gibt es jedoch einige Tiere, die die Reise physisch nicht realistisch machen konnten / können?

Eine engere Version dieser Frage, die sofort in meinem Kopf auftauchte: Gibt es Tiere, die es nicht überleben, schwerelos zu sein (selbst wenn ihre Umgebung das entsprechende Medium und den entsprechenden Druck hat)?
Ich erschrecke, um mir eine Giraffe vorzustellen, die den G-Kräften eines Starts ausgesetzt ist.
Fisch. Wie würden sie im Wasser bleiben? Es sei denn, es war ein versiegelter Globus.
@Chloe Siehe Link "Liste der Tierarten". Es gab Fische, die lebend in den Weltraum geschickt und dann zurückgeschickt wurden.
@CalebHines Vermutlich würde es sediert und gestartet werden, während es sich auf einer gepolsterten, geformten Oberfläche niederwirft (relativ zur Schubrichtung auf der Seite liegend). Die hässliche Situation, die Sie sich mit diesen dünnen Beinen und dem Hals vorstellen, wäre also kein Problem, all dies würde sicher durch die Beschleunigungsliege unterstützt ... genau wie Menschen.
Damit jeder weiß, ist die Frage und Antwort, mit der opa verknüpft ist, speziell auf Tiere auf der ISS beschränkt und wurde zuletzt im Oktober 2015 aktualisiert. Es gibt also andere Tiere im Weltraum, die dort nicht abgedeckt sind. Zum Beispiel die Schildkröten auf [Zond 5] (https://en.wikipedia.org/wiki/Zond_5) oder der berühmte Weltraumhund [Laika] (https://en.wikipedia.org/wiki/Laika).
Vier antworten:
#1
+43
DrSheldon
2019-09-25 05:02:29 UTC
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Um ein Tier am Leben zu erhalten, muss ein Raumfahrzeug Bedingungen (z. B. Temperatur, Druck, Konzentrationen von Gasen oder Elektrolyten) innerhalb des normalen physiologischen Bereichs des Tieres schaffen. Wir können nahezu jede Umgebung neu erstellen. Die dafür erforderlichen Ressourcen können jedoch unerschwinglich sein. Die Antwort auf die Frage lautet daher, dass es für viele Tiere möglich , aber nicht durchführbar sein kann.

Einige Beispiele:

  • Es gibt viele Tiere, die nur in der Tiefsee existieren. Versuche, solche Tiere zu ernten, sind oft gescheitert, da sie unter sehr hohem Druck leben und platzen, wenn sie an die Oberfläche gebracht werden. Sie müssten einen Container entwerfen, der von der Sammlung in der Tiefsee über Vorbereitungen auf Meereshöhe bis hin zum Flug in den Weltraum reicht.
  • Einige Tiere sind einfach viel zu massiv und voluminös. Sie benötigen eine riesige Weltraumkapsel, um einen Elefanten oder einen Wal zu halten. (Entschuldigung, Star Trek IV .)
  • Viele wilde Tiere werden in der kleinen Umgebung einer Weltraumkapsel gestresst.
  • Wenn Sie die behalten möchten Tier für eine Weile, müssen Sie es füttern. Viele Tiere fressen nur Lebendfutter, daher müssen Sie auch am Leben erhalten.
  • Jedes Tier hat Grenzen für die Beschleunigung, die es tolerieren kann, und einige Arten (z. B. Giraffen) ) benötigen geringe Beschleunigung. Um in die Umlaufbahn zu gelangen, muss die Umlaufgeschwindigkeit erreicht werden. Sie können die Umlaufgeschwindigkeit mit einer geringeren Beschleunigung erreichen, müssen dann aber die Rakete für eine längere Zeit verbrennen. Dies erfordert jedoch mehr Energie (und damit Kraftstoff, Masse und Kosten). Aus diesem Grund verwenden die meisten Raketen eine Beschleunigung, die von Passagieren und Raumfahrzeugen toleriert werden kann.
  • Eine alternative Lösung für das Beschleunigungsproblem wäre der Bau eines Weltraumaufzugs.

Wenn Sie unbegrenzt Geld, Masse und Volumen haben, sind dies keine Probleme.

Aber was ist mit kleinen Säugetieren mit Hufen? Wie kann man viel Geld verwenden, um sie an das Leben in der Schwerelosigkeit anzupassen? Die Verwendung einer Zentrifuge für künstliche Schwerkraft zählt nicht.
@Uwe: Sie können sie ständig beschleunigen (durch Antrieb), um künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Wieder * möglich * aber nicht * machbar *.
Ich denke, diese Antwort könnte verbessert werden, indem ein Kommentar hinzugefügt wird, wie ein Start mit niedrigem G (denken Sie an 1.1 oder sogar 1.01 G) aus physikalischer Sicht vollständig möglich ist. Es ist im Moment nur material- und kostenintensiv.
@Phlarx Nehmen wir an, wir werden die Ingenieure schonen und uns auf eine 2G-Spitzenbeschleunigung festlegen. Wissen Sie zufällig, wie viel mehr Kraftstoff im Vergleich zu einem herkömmlichen Start mit menschlicher Bewertung benötigt wird?
"... einige Arten (z. B. Giraffen) benötigen eine geringe Beschleunigung" Zitat?
@JohnDvorak, nein, ich weiß nicht, wie ich so etwas berechnen soll, aber es wäre eine riesige Menge. Wie Größenordnungen mehr. Mit dem SpaceX-Schwebetest können wir die Technologie jetzt in Aktion sehen. Bewegen Sie den Mauszeiger einfach und beschleunigen Sie leicht nach oben, leicht in die Umlaufbahn, bis Sie sich in der Umlaufbahn befinden. Die Tests von SpaceX erstrecken sich jedoch höchstens über einige hundert Meter und bewegen sich nie sehr schnell. Daher bin ich mir nicht sicher, ob ihre Anzahl besonders nützlich wäre. Die Gesamtzeit bis zum Erreichen der Umlaufbahn wird erheblich verlängert, und Sie benötigen zusätzlich zu den normalen Startkosten Treibstoff, um die Schwerkraft für die gesamte Dauer zu bekämpfen.
@Phlarx: Wenn Sie ein Profil mit niedriger Beschleunigung verwenden, können Sie auch einen aerodynamischen Auftrieb erhalten. ein Raumflugzeug. Oder zumindest sollte die erste Stufe Flügel und luftatmende Motoren haben. Es ist immer noch weniger effizient als eine High-G-Rakete, die schnell aufsteht und die Atmosphäre verlässt, aber wenn Sie das nicht tun, können Sie es * weitaus * besser machen, als einen Stein auf Raketenschub zu schweben.
Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Beschleunigung Giraffen nicht ausschließt. Sie würden bereits in Ihrem zweiten Punkt behandelt - sie sind einfach zu groß.
#2
+20
Jeutnarg
2019-09-25 23:40:24 UTC
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Die beiden Extreme sind die wahrscheinlichsten Todesquellen für Kreaturen im Weltraum - Schwerelosigkeit und Startkraft.

Schwerelosigkeit kann ein kritisches Problem für jede Kreatur sein, die sich vollständig darauf verlässt auf die Schwerkraft zum Schlucken - es ist wahrscheinlich, dass einige Vogelarten im Weltraum nicht richtig essen oder trinken können. Langfristig ist es wahrscheinlich, dass ein paar Wochen Schwerelosigkeit nicht einmal viele Landbewohner töten werden Wenn es Schwierigkeiten verursacht.

Quetschschäden oder Herzinsuffizienz durch G-Force sind viel wahrscheinlicher Todesursachen. Kleine Kreaturen werden wahrscheinlich in Ordnung sein - viele kleine Kreaturen regelmäßig Unterwerfen Sie sich einer weitaus höheren G-Kraft als dem Start ... indem Sie einfach herumhüpfen. Froghopper-Bugs treffen regelmäßig ~ 400G. Fleas treffen 100G. Ich bin sicher, dass Hauskatzen 3G leicht brechen, und das ist Raumfahrt. Das Quadratwürfelgesetz hilft, dies zu erklären - eine proportionale Stärke macht es wahrscheinlicher, dass kleine Dinge eine höhere G-Kraft treffen in ihrer täglichen Existenz.

Da wir wissen, dass Menschen überleben können, können wir (ziemlich sicher) davon ausgehen, dass jede Kreatur, die kleiner als ein Mensch ist, das G wahrscheinlich überleben wird Startkraft.

Und was ist mit den großen Jungs? Elefanten werden wahrscheinlich nicht überleben . Ein Elefant bei 3G wird ungefähr 36.000 Pfund Kraft erfahren, obwohl die meisten Elefanten in der Lage zu sein scheinen, für einen begrenzten Zeitraum ungefähr 1,5 G zu handhaben - fragen Sie National Geographic, wie das funktioniert. 36.000 Pfund klingen für mich immer noch tödlich em> Giraffen würden sterben - ihre Herzen werden bereits von 1G besteuert. Wale sind absolut geröstet - sie können 1G nicht lange ohne Wasser überleben, Sie können 3G unter keinen Umständen vergessen . Ich habe keine Ahnung, wo die Grenze gezogen wird, und ich stelle mir vor, dass auch andere Faktoren eine Rolle spielen ... aber ich denke, dass alles, was größer als ein Grizzlybär ist, wahrscheinlich tödliche Komplikationen durch erweiterte 3G-Kräfte erleiden wird. Es ist nur mehr, als ihr Kreislaufsystem bewältigen kann.

Einige Kreaturen können möglicherweise eine ansonsten tödliche Reise überleben, wenn sie in ein Gel oder eine andere flüssige Substanz gegeben werden, obwohl der Behälter immens stark sein müsste oder vielleicht auch dienen nicht dazu, sie zu immobilisieren (viel Glück beim Bau eines Panzers, der einen wütenden Wal überleben kann.) Ich glaube nicht, dass dies alle Kreislaufprobleme verhindern würde, obwohl es dazu dienen würde, den Druck zu verteilen und den Schaden durch Quetschen zu verringern.

Letztendlich ist es unwahrscheinlich, dass wir es wissen, wenn wir nicht testen, und ich bin nicht begeistert von der Ethik der Tests, die erforderlich wären.

+1 für das Quadratwürfelgesetz.
Was ist, wenn Sie die großen Tiere teilweise in Wasser oder eine Art Gel tauchen? Das Schwimmen funktioniert in allen Arten der Schwerkraft identisch.
@Michael Wenn Sie einen Container bauen können, der der Kraft standhält ... könnte das funktionieren. Ich bezweifle, dass wir einen solchen Behälter für einen Wal oder einen Elefanten herstellen könnten, zumal Sie auch verhindern müssten, dass das Tier den Behälter selbst berührt.
Wie sieht der Blutdruck einer Giraffe aus, wenn sie sediert und niedergeschlagen ist (auf einer unterstützenden Beschleunigungsliege)? Können wir eine Art Kompressionskleidungsstück am Hals verwenden, um dort zu helfen?
@user3067860 Das klingt nach einer eigenständigen Frage, obwohl ich mir vorstelle, dass Sie den Kontext einbeziehen möchten. Ich weiß es nicht und bezweifle, dass jemals jemand eine Giraffe unter extremen Bedingungen transportiert hat, um dies testen zu müssen.
@Jeutnarg - wir bringen solche Behälter * ständig * auf den Markt - sie werden "Oxidationsmitteltanks" genannt - Flüssiger Sauerstoff ist etwas dichter als Wasser.
Warum müssen Sie verhindern, dass der Wal / Elefant den Behälter berührt? Ich vermute, ein Blauwal in einem Panzer würde ungefähr so ​​schwer abheben wie ein Mensch.
@MartinBonner: Die Seite des Tanks ist ein roter Hering. Passiert etwas Seltsames, wenn Sie die Seite eines Pools berühren? Nein. Der Behälter kann genau wie Wasser eine Kraft auf das ihn berührende Teil ausüben. Aber ich würde mir Sorgen um die zusätzlichen Gs an inneren Organen machen, z. Das Herz hängt an dem, was es in der Körperhöhle stützt. Vieles von dem, was sich darin befindet, ist flüssigkeitsähnlich und nicht komprimierbar, so dass das Eintauchen hilft, aber alle Dichteunterschiede lassen Schwerkraft / Beschleunigung wirken.
"Es ist wahrscheinlich, dass einige Vogelarten im Weltraum nicht richtig essen oder trinken können." Und Pferde, Rinder usw ....
@PeterCordes Wenn Sie glauben, dass Ihr Panzer den Aufprall mit einem Wal überlebt, dann haben Sie mehr Kraft - ich sagte "Berühren", aber angesichts der Verwirrung hätte ich wohl "Rammen" oder "Schlagen" sagen sollen. Ich bin nicht sicher, ob Sie einen Wal während des Starts sicher beruhigen oder ruhig halten können
Ah, ja, das macht Sinn, und ja, Sie sollten Ihre Antwort so bearbeiten, dass sie "Schlagen" oder "Rammen" sagt. Das wäre klar. Sie können es größtenteils mit einem Netz bewegungsunfähig machen, sodass es nicht viel Bewegungsfreiheit bietet: Sie möchten, dass der Tank größtenteils walförmig ist, sodass Sie kein großes Gewicht Wasser tragen müssen. (Oder wenn Sie sowieso viel Wasser in den Weltraum bringen, dann könnten Sie den Wal an der Oberfläche eines größeren Tanks haben.) Bei Null G würde ein Wal kein Wasser brauchen, außer um seine Haut feucht zu halten. Aber Sie müssten sich Sorgen machen, dass es unter der Oberflächenspannung ertrinkt und Wasser über dem Blasloch bleibt.
#3
+12
Uwe
2019-09-25 14:16:59 UTC
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Wattwürmer, die im Sand unter dem Meerwasser leben. Sie brauchen die Schwerkraft, um sich in die winzigen Tiere zu graben und sich von ihnen zu ernähren, die zwischen Sandpartikeln leben. Sie würden einige Wochen ohne Nahrung überleben.

Seesterne, Seeigel und Seegurken konnten nicht länger in der Schwerelosigkeit leben. Sie brauchen den Meeresboden, um sich zu bewegen und nach Nahrung zu suchen. Seesterne und Seeigel schwimmen nicht im Wasser, da sie keine Flossen haben. Einige Seegurken schwimmen nur für kurze Zeit.

Grüne Bonellia (Bonellia Viridis) ist ein weiterer Meereswurm, der auf und teilweise im Meeresboden lebt. Siehe 1 und 2.

Diese Tiere sind Teil des U-Boot-Ökosystems, das sie zum Überleben benötigen. Sie könnten die Reise in den Weltraum überleben, würden aber nicht sehr lange in der Schwerelosigkeit leben.

Kleine luftatmende Meeressäuger wie Biber und Seeotter konnten nicht schwimmen und im Wasser tauchen und dann wie gewohnt an die Oberfläche zurückkehren zum Atmen.

Wasservögel, die in der Luft fliegen, an Land gehen, an der Wasseroberfläche schwimmen und im Wasser tauchen, dürfen nur fliegen.

Giraffen erleben Probleme, die durch sehr hohen Blutdruck im Kopf während der Schwerelosigkeit verursacht werden. Narkose auf der Erde ist aufgrund des sehr hohen Gehirnblutdrucks riskant, wenn Kopf und Herz in liegender Position auf dem gleichen Niveau sind. Eine Narkose kann auf eine Stunde oder weniger begrenzt sein, die Schwerelosigkeit kann jedoch Tage oder Wochen betragen.

Ich vermute, dass Weltraumbiber gut abschneiden würden, aber die kanadische Weltraumbehörde hat meinen Vorschlag noch nicht gebilligt.
Die Mikrogravitation kann z.B. Wenn wir das wirklich wollen, gibt es dort keine unüberwindlichen technischen Probleme außer den Kosten und der Größe - es ist unpraktisch, eine * kleine * Raumstation mit 0,5-1 g künstlicher Schwerkraft herzustellen, aber für einen größeren Lebensraum durchaus plausibel.
@Peteris: Sie fragen sich, wie viel Schwerkraft Sie zum Schwimmen benötigen.
@MSalters Ich vermute sehr wenig, wenn überhaupt. Es ist nur eine Verdrängung des Materials, genau wie bei einem Raketentriebwerk, nur mit einem externen Treibmittel. Ich würde mich viel mehr mit der Schwierigkeit befassen, die Oberfläche zu durchbrechen und aus dem Wasser auszutreten, da es die Tendenz hat, über jede Oberfläche zu fließen, mit der es in Kontakt kommt. Ich würde gerne testen und sehen, wie einfach es sein würde, aber ich würde definitiv auf einem Tauchset für mindestens den ersten Versuch bestehen und auf eine Weise sicherstellen, dass ich richtig aus dem Wasser komme.
@MSalters Ich dachte, es wäre eine [Folgefrage] wert (https://space.stackexchange.com/questions/39085/can-you-swim-in-zero-g)
#4
+6
h22
2019-09-25 22:10:23 UTC
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Nein , da der "Raum" meist nur "keine Schwerkraft" ist, die Schwerkraft jedoch nur durch Drehung simuliert werden kann.

Es ist auch unwahrscheinlich, dass Tiere ohne die Schwerkraft sofort sterben, da sie sonst auf der Erde getötet würden, wenn sie nur auf den Kopf gestellt würden. Dies unterscheidet sich von von Menschen hergestellten Geräten wie Pendeluhren oder sogar Automotoren - diese sind normalerweise nicht für den umgekehrten Betrieb ausgelegt.

Nur wenn wir längere Zeiten berücksichtigen (möglicherweise nicht füttern, möglicherweise nicht reproduzieren, möglicherweise nicht richtig) Verhalten, vielleicht verschlechtert sich etwas), dann kann das Vorhandensein der Schwerkraft eine Rolle spielen.

Dies wirft die Frage auf: Haben wir jemals versucht, an Elefanten, Giraffen oder Walen zu experimentieren, um zu sehen, ob sie sterben?
Die Frage scheint ziemlich konzentriert auf die Gefahren der tatsächlichen Reise in den Weltraum zu sein, auf die diese Antwort überhaupt nicht eingeht. Dies scheint eine Handbewegung der gesamten Reise zu sein und zu diskutieren, was passieren würde, wenn sie bereits dort wären.
@JohnDvorak: Nach [diesem zufälligen Video, das ich auf YouTube gefunden habe] (https://www.youtube.com/watch?v=Ygd2vAcDNX8) scheinen Elefanten zumindest in der Lage zu sein, (zumindest etwas mehr als auf halber Strecke) auf dem Kopf zu überleben Nieder. (Ganz zu schweigen davon, unter Wasser zu sein und ein paar andere Elefanten auf sie klettern zu lassen.)


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 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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