Mi pregunta no es si la aceleración constante puede crear gravedad artificial, ya que sé que puede hacerlo . Estoy pensando más en la construcción del mundo en el sentido de un sistema de transporte práctico donde eso ocurriría.
Doy por hecho que la gravedad cero no es habitable. Me baso en lo que nuestra ciencia actual nos dice que la gravedad cero no es factible para los humanos excepto como una prueba de resistencia. Y la vida más allá de las plantas y los organismos unicelulares no se logrará sin al menos un poco de gravedad.
En mi entorno, los humanos ahora son esencialmente "trans-humanos" que han trabajado duro en la ingeniería genética para vivir mejor en el espacio: los huesos y los músculos crecen anormalmente sin las señales de la gravedad, las células pueden repararse a sí mismas a partir de la exposición a la radiación y los rayos cósmicos, y hay cosas pequeñas. como fuerte resiliencia al efecto coriolis. Entonces, los humanos y otras formas de vida diseñadas están bien con al menos una gravedad baja.
Me imagino que el transporte en el sistema solar se puede hacer "económicamente", es decir, mediante naves de ruedas o cilindros que aceleran con fuerza, en breve, y luego se desplazan principalmente mientras giran, arrojados en una dirección determinada.
Luego, se realiza un transporte más cómodo y rápido a través de una aceleración constante, impulsada por deuterio, H3 o Hand-Wavium si es necesario. Aquí solo estamos hablando de transporte intrasolar, [EDITAR: sistema intrasolar, no a través del sol], por lo que nada tiene que ser una cantidad escandalosa de aceleración, cualquier cosa donde las personas experimenten una gravedad subluna bastante baja de hasta 1G .
Mis naves pueden parecer un platillo volador, por ejemplo, y atravesar una atmósfera volando horizontalmente, como una imagen de platillo tradicional. Pero una vez en el espacio y acelerando, se voltean de una manera que parecería que están en posición vertical, lo que permitiría que las personas que están dentro tengan una aceleración que aún les da una sensación de gravedad que les permite sentir cuál es la parte superior y cuál es la cubierta. lo mismo que cuando vuela horizontalmente dentro de la gravedad.
Sin embargo, aquí está mi pregunta sobre la gravedad de aceleración constante. Obviamente, debe calcularlo de tal manera que se voltee aproximadamente a la mitad de su viaje y comience a expulsar empuje en la dirección opuesta para reducir la velocidad.
Obviamente, una vez que la nave deja de acelerar en cierta dirección, todo lo que hay dentro es ingrávido. Mi pregunta es ¿qué sucede con las fuerzas G cuando la nave se voltea y comienza a acelerar (¿quizás al mismo ritmo?) en la otra dirección para reducir la velocidad en la segunda mitad del viaje?
¿Comenzando a acelerar en la dirección opuesta con el mismo empuje, simplemente sentiría lo mismo que la primera parte del viaje para los pasajeros, suponiendo que hayan volcado? ¿O los cuerpos en el interior experimentarían una incomodidad extrema como cuando estoy en un tren de pasajeros que está desacelerando rápidamente para reducir la velocidad y llegar a una estación? (Una sensación que no me gustaría experimentar por más de unos minutos.) ¿O algo más?
El punto de rotación no necesita un período de gravedad cero ni ningún tipo de efecto notable en los pasajeros. Simplemente no dejes de empujar .
Es decir, cuando llegas al punto medio de la trayectoria, comienzas a girar lentamente la nave mientras mantienes el empuje en un nivel normal. Si gira lo suficientemente lento, sus pasajeros no notarán nada, digamos durante un período de 5 minutos. Empuja hacia los lados durante un par de minutos, empujándolo 'fuera de curso', pero puede explicarlo fácilmente en su plan de trayectoria original. Al final del giro, tu nave ha girado 180 grados y ahora está desacelerando.
De esta manera, sus pasajeros experimentan constantemente la cómoda "gravedad" del empuje sin tener que soportar un período de gravedad cero. Y si se hace lo suficientemente lento, el giro es imperceptible para los humanos.
Deberían estar bien.
Disminuir la velocidad en un tren es más incómodo que acelerar porque la aceleración se dirige hacia el exterior a través del pecho y la cara, empujándolos delante de usted, en lugar de empujarlo hacia atrás en su asiento, lo que la gente generalmente puede tolerar un poco mejor. Sin embargo, si sus asientos giran alrededor de 180 grados antes de que el tren disminuya la velocidad, en ambos casos obtendrá una sensación de retroceso más tolerable .
Sin embargo, si la nave está alineada con su vector de empuje de la misma manera mientras acelera y desacelera (los alojamientos están apilados verticalmente sobre el motor), la aceleración que los pasajeros observarán será hacia el suelo en ambos casos, por lo que no debe sentirse diferente en ninguna etapa del viaje.
Cabe señalar que (a diferencia de un tren) un barco puede invertir la dirección del empuje relativo a su destino, sin cambiar significativamente la dirección o la cantidad de empuje relativo (/aceleración/gravedad) experimentado por sus ocupantes. La nave simplemente necesita girar lentamente su cola mientras continúa empujando a 1G. Esto es un poco menos eficiente ya que necesita hacer una ligera corrección de curva/curso en su camino, pero eso es todo.
La única discrepancia serían las fuerzas centrípetas experimentadas por el columpio, que podrían minimizarse girando más lentamente y/o columpiándose en un arco más amplio. Esto definitivamente podría reducirse hasta el punto en que los pasajeros ni siquiera lo notarían.
En resumen, no es necesario que sus pasajeros experimenten ninguna interrupción de su gravedad aparente (hasta que atraque o aterrice, esa es una historia diferente).
No se apaga para el giro y no ajusta la órbita más que en una pequeña cantidad alrededor del momento del giro. Primero leí sobre esto en Heinlein como un giro sesgado de la nave de la antorcha .
Básicamente, piense en ello como un ejercicio de simetría: dentro de un segmento corto de la trayectoria, debe girar en exceso después de girar, lo suficiente como para compensar la perturbación de la órbita al comenzar a girar con el motor encendido.
Entonces, dependiendo de la duración del giro, en relación con la trayectoria total y la potencia del impulso, la forma del sesgo no es del todo simétrica. La segunda mitad no solo compensa directamente la forma sesgada original, sino que se ve afectada por cómo ha cambiado su trayectoria total.
Ingenuamente, por ejemplo, digamos por razones gravitacionales, su trayectoria representa una curva continua en dos dimensiones. El giro se realizaría en ángulo recto con esa curva para perturbarla lo menos posible, de modo que mirando en una vista la curva tendría una forma suave sin perturbaciones. Visto como una "vista en planta" desde 90 grados, la línea recta de la trayectoria tendría un pequeño movimiento que representa el giro sesgado.
(Trabajé como programador en CAD 3D durante algunos años y realicé la planificación de la casa, por lo que tiendo a pensar en "vistas" 2D como proyecciones).
Los giros sesgados se mencionan de pasada, sin explicación de cómo funciona el giro desde este sitio
Solo pensé en una cosa que podría ser un problema según el tipo de unidad: si su motor está expulsando partículas radiactivas, ahora está volando la nave (hacia atrás) hacia ese escape.
La falta de gravedad es solo un problema para el cuerpo humano si se tiene que soportar durante un período prolongado de tiempo. Si sus naves tienen propulsores de alta potencia, presumiblemente sus propulsores de maniobra también deberían ser bastante eficientes. Así que no hay problemas para apagar los motores principales el tiempo suficiente para voltear. En el peor de los casos, todo el proceso solo tardaría un par de horas en realizarse. Su mayor peligro serían los pasajeros que o los miembros de la tripulación novatos que necesitan una bolsa para vomitar.
Tus pasajeros experimentarían cada vez menos gravedad, ingravidez y luego más y más gravedad a medida que la nave espacial dejara de acelerar, volcara y luego desacelerara. Sería algo así como un paseo en el Vomit Comet, aunque por una duración mucho más larga. Aquí hay un video que describe la experiencia. No sería mortal de ninguna manera, pero existe la posibilidad de que las personas sufran mareos en la transición. Una vez que haya dado la vuelta, las fuerzas g se sentirían exactamente igual que en su camino hacia el planeta. Podrá caminar y sentir una superficie firme bajo los pies.
De hecho, estoy más preocupado por la transición al vuelo atmosférico. Debería tener cuidado con la transición de moverse verticalmente (desde la perspectiva de sus pasajeros) a horizontalmente. Es factible, pero si no tiene cuidado, podría terminar en una situación en la que intenta ingresar a la atmósfera de lado mientras sus pasajeros aún no experimentan la gravedad total del planeta. Así pasarían de sentir la misma sensación que tenemos en la Tierra (la gravedad tirando con firmeza hacia abajo) a la sensación de menor gravedad y desplazamiento lateral. Nuevamente, no es un factor decisivo, pero debe tener a mano esas bolsas para el mareo.
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Would beginning to accelerate in the opposite direction with the same thrust, simply feel the same as the first part of the journey to the passengers, assuming they've flipped over?Guau. Esa es una cantidad increíble de texto absolutamente innecesario para hacer una pregunta muy simple. La respuesta es sí. Con todo el texto innecesario eliminado, esto realmente se convierte en una pregunta más adecuada para Physics.SE.J...
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