Vraag:
Is kunstmatige zwaartekracht haalbaar bij bemande langdurige ruimteverkenning?
C. Tomm
2013-07-18 00:49:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

We weten dat het voor mensen mogelijk is om fysiek in vorm te blijven tijdens langdurige ruimtemissies (zie bijvoorbeeld Valeri Polyakov die meer dan 14 maanden op Mir verbleef voor één reis). De uitdagingen van bemande ruimteverkenning zijn echter anders en zouden zelfs nog langere duur inhouden.

Het verminderen van de behoefte aan de constante fysieke training die vereist is door de Zero-G-omgeving, zou kunnen helpen om bemande verkenningsmissies levensvatbaarder te maken. Dit zou kunnen worden bereikt door kunstmatige zwaartekracht.

Is kunstmatige zwaartekracht tegenwoordig haalbaar? Zou het inderdaad helpen om bemande verkenning levensvatbaar te maken?

Kunstmatige zwaartekracht is geen ding, alles met massa oefent een aantrekkingskracht uit op een ander object dat we zwaartekracht noemen. De gewichtloosheid is omdat er geen contactkracht op hen drukt zoals we op aarde hebben. http://www.wired.com/wiredscience/2013/06/art Artificial-gravity-in-the-spinning-discovery-one/ Hoewel een ronddraaiend ruimtevaartuig kan bereiken wat je wilt
Massa's trekken niet aan elkaar, ze buigen de ruimte-tijd en objecten volgen het kortste pad langs de curve.
Dat gezegd hebbende, verwijst "kunstmatige zwaartekracht" meestal naar technieken die dezelfde curve creëren, en dat is momenteel niet haalbaar.
Drie antwoorden:
#1
+14
Erik
2013-07-18 01:16:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

"Kunstmatige" zwaartekracht is de naam die wordt gegeven aan technieken om versnelling te creëren die de zwaartekracht nabootst. Er zijn twee belangrijke manieren om dit te doen - die beide heel goed mogelijk zijn:

  1. Rotatie - in dit geval wordt de versnelling gecreëerd door centripetale kracht. De roterende structuur versnelt de bemanning door hen te dwingen een gebogen (meestal cirkelvormig) pad te volgen. Dit wordt meestal afgebeeld als een roterende torus, maar is waarschijnlijk gemakkelijker te doen met een bemanningsruimte die is vastgemaakt aan een contragewicht dat rond hun gecombineerde zwaartepunt draait.
  2. Continue acceleratie - in dit geval ondergaat het voertuig constante stuwkracht, die de bemanning versnelt en de indruk wekt van zwaartekracht. Dit is waarschijnlijk alleen praktisch voor zeer lange (interstellaire?) Missies en is in feite waarschijnlijk een gunstig neveneffect van de vereiste voortstuwing.

Beide methoden verbeteren waarschijnlijk de langetermijnomgeving voor de bemanning, maar voeg wel aanzienlijke complexiteit toe aan het ruimtevaartuig.

+1. Merk op dat de "rotatie" -optie bijwerkingen heeft, zoals het Coriolis-effect. Dit maakt deze optie "iets om aan te wennen" voor de astronauten. Hoe groter de straal, hoe zwakker de bijwerkingen.
Goed punt @RodyOldenhuis. Dat is een van de redenen waarom de tether een waarschijnlijkere implementatie is dan een torus. Het bouwen van een torus met een grote straal wordt veel sneller onbetaalbaar dan een tethering-systeem met dezelfde straal.
#2
+5
aramis
2013-07-21 05:51:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bij voldoende budget is een spinhabitat een zeer haalbare optie. Om 1G en een acceptabele rotatie van ≤2 RPM te behouden, heeft men een straal van 223 m of zo nodig.

Gezien de menselijke behoeften, een torus van 5 m habitatbuis met een mediane straal van 223 m, met een paar stalen rompschalen van 1 mm , is een massa van ongeveer 55 kubieke meter staal of ongeveer 300 ton, alleen voor een vrij dunne structurele torus. Het toevoegen van een extra ondersteuningsstructuur moet die massa minstens verdubbelen. Dat zijn de onbetaalbare kosten.

SpinCalc Online Calculator

#3
+4
James Jenkins
2013-07-19 19:37:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bij bemande ruimteverkenning op lange termijn, waarbij je doel interstellair is en je tijdsbestek binnen één mensenleven valt. Gebrek aan gesimuleerde zwaartekracht is niet het probleem, het is eerder de beperkende factor voor de transittijd.

Uitgaande van voldoende voortstuwing (dwz Bussard straalmotor) zou het schip met 1 zwaartekracht versnellen tot half weg naar de bestemming, dan halverwege omdraaien en vertragen voor de andere helft van de reis. Behalve een korte periode van nul bij omslag, zou de versnelling van de inhoud zorgen voor "kunstmatige zwaartekracht".

Je kunt alleen zo snel accelereren zonder de inzittenden van je schip te pletten. Beperkt zijn tot een enkele zwaartekracht voor versnelling is dus een van de belangrijkste beperkende factoren om heel ver te komen in een mensenleven.

1 g als de inzittenden werken en 2 g als ze rusten of slapen lijkt mogelijk. 1,5 g is wellicht mogelijk voor licht werk.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...