Cómo garantizar la seguridad de la tripulación en una nave estelar inercial

Imagine una batalla espacial entre dos buques de guerra sin amortiguadores de inercia . Obviamente, las naves estarían limitadas a quizás 4 gravedades de aceleración prolongada, y solo podrían realizar breves ráfagas de movimiento a aceleraciones más altas, ya que el cuerpo humano es algo frágil. Aun así, las fuerzas involucradas incluso en estas aceleraciones podrían ser letales si los miembros de la tripulación no estuvieran debidamente protegidos.

Los pilotos y la tripulación del puente probablemente estarían atados a sillas acolchadas para protegerlos de la miríada de fuerzas que, de lo contrario, los sacudirían mientras la nave maniobra. Sin embargo, otros miembros de la tripulación podrían tener necesidad de movilidad para realizar su trabajo a bordo del buque. El personal de mantenimiento y los equipos de control de daños, por ejemplo, tendrían que moverse por el barco en medio de un enfrentamiento para apagar incendios y cerrar brechas en el casco y hacer lo que sea.

Entonces, la pregunta es: ¿cómo se puede mantener a salvo a los miembros de la tripulación más móviles contra los movimientos del barco mientras se sacude y se sacude mientras les permite moverse y realizar sus funciones?

¿Cuánta agilidad estás mirando? Si puede girar la nave de manera que todos los giros se "sientan" como si estuvieran abajo, eso hace que su vida sea mucho más fácil.
¿Cómo estás lidiando con la gravedad? ¿Botas magnéticas? ¿Masa cruda? ¿Star Trek? La forma en que se logre la caminata básica afectará la respuesta.
@Tezra, según tengo entendido, la pregunta es en realidad sobre lo que estás preguntando: ¿cómo se mueven?
@Tezra Durante el crucero, el "abajo" se lograría mediante la aceleración de la nave. Arquitectónicamente, los "pisos" estarían orientados perpendicularmente a este vector, por lo que la nave se sentiría como un rascacielos que se eleva hacia arriba. En combate, eso sería poco fiable ya que las maniobras podrían mover la nave en cualquier dirección y derribarían a las personas y las arrojarían contra las paredes, etc.
@CortAmmon Esperaba algo parecido a caminar a la velocidad de carrera, como si la nave tuviera amortiguadores de inercia, pero si es posible algún movimiento, sería mejor que nada. En cuanto al giro: eso ayudaría, pero mi preocupación es que cualquier maniobra que realice la nave pueda golpear a las personas en el interior, incluso si hay una fuerza predominante actuando sobre ellas.

Respuestas (5)

https://en.wikipedia.org/wiki/Powered_exoesqueleto

Un exoesqueleto motorizado permitiría a la tripulación moverse bajo aceleraciones más altas, podría amortiguar las fuerzas ejercidas sobre el individuo y permitirles moverse contra fuerzas que un humano no reforzado no podría. Es probable que también necesiten algún tipo de agarre mejorado a las superficies de la plataforma para resistir los cambios en la aceleración probable para una batalla espacial, magnético es mi primer pensamiento, pero esto también podría ser un sistema neumático (como una ventosa) o incluso un agarre mano como pie.

Por supuesto, podría convertirse en un robot completo, controlado a través de la telepresencia por humanos en cápsulas de aceleración agradables y cómodas, pero esto sería vulnerable a fallas en los sistemas de comunicaciones u otros sistemas de naves, y de todos modos no tan bueno como la armadura de poder.

Lo siguiente que hay que averiguar es cómo evitar desmayarse, pero el exoesqueleto parece una forma fantástica de realizar fácilmente muchas de estas acciones protectoras.

"¡Prepárense para maniobras evasivas!"

Si su nave es lo suficientemente grande como para tener una tripulación significativa que debe permanecer de pie durante el combate, esa nave tendrá mucha masa (y, por lo tanto, mucha resistencia a la aceleración). Has etiquetado esta pregunta y la , así que voy a suponer que no quieres ir demasiado lejos por la madriguera del conejo de la ciencia ficción fantástica. Por lo tanto, sin amortiguadores de inercia, no son solo las personas las que van a experimentar grandes aceleraciones, es la nave misma (probablemente al menos en cientos de toneladas), por lo que pondrá límites a la cantidad de fuerza que puede aplicar. Claro, podrías agregar refuerzos a la nave, pero eso agrega masa, lo que también te ralentizará.

De todos modos, la estrategia aquí no es muy diferente de la mayoría de la ciencia ficción donde alguien grita, "prepárense para ir duro al puerto". No es que el conductor deba prepararse para girar el volante que ya tiene en la mano, pero les da a todos los demás la oportunidad de aferrarse a algo.

Ahora, a 4 g sostenidos, los humanos seguirán necesitando algún tipo de ayuda mecánica para permanecer en un lugar. ¿ Podrías levantar cuatro veces tu peso corporal durante varios segundos a la vez agarrándote de una barandilla de seguridad con una mano mientras aprietas los pernos con la otra? No puedo. Tendría que haber algunos protocolos de seguridad (y sería fácil agregar algunas advertencias de audio automáticas e interbloqueos para que, si necesita hacer un giro de 4g y su oficial de máquinas no está atado, el motor no se encienda hasta que ella es (o hasta que alguien anule la advertencia).

Realmente, 4g es demasiada aceleración sostenida para que los humanos hagan mucho más que sentarse o pararse atados y presionar botones.

Magnitud frente a dirección

Como sabes, la aceleración es un vector, lo que significa que tiene dirección. Una cosa que puede hacer para ayudar a su tripulación es poner su puente, y posiblemente otros departamentos como ingeniería, su bahía médica, etc., en carcasas giratorias esféricas que pueden autoalinearse con la dirección del viaje. Mencionaste algo similar a esto para viajes en línea recta en un comentario, pero se puede extender a cualquier aceleración si puedes diseñar cosas alrededor de vainas esféricas. Al menos de esa manera, puede asegurarse de que la aceleración sea siempre "hacia atrás" (o "hacia abajo", aunque los humanos tienden a tolerar mejor cargas g sostenidas más altas si están de adelante hacia atrás). Tendrá que asegurarse de que las consolas, las pantallas y los suministros giren con el equipo, pero podría ayudar un poco. Departamentos con cosas grandes e inamovibles que deben repararse, como los motores principales, Será difícil, pero esos son casos en los que las reparaciones probablemente tendrán que esperar hasta que termines de hacer las maniobras. Después de todo, 4g es unmucha aceleración para esperar que alguien haga trabajo físico con partes móviles, pernos volando por todos lados, etc.

¿Qué pasa con los impactos de las armas?

Si estamos hablando de impactos repentinos de golpes de armas que son lo suficientemente poderosos como para sacudir toda su enorme nave lo suficientemente fuerte como para arrojar a la tripulación, pero no lo suficientemente fuerte como para abrir agujeros masivos en su casco, ¡quiero recorrer sus astilleros! Hablando en serio, una vez que su barco sale del dique seco, no hay mucho que pueda hacer sobre los impactos impredecibles, pero abróchese el cinturón y espere lo mejor. Desde el punto de vista del diseño, deseas desviar la mayor cantidad posible de energía entrante y, dependiendo de las armas utilizadas, eso podría significar muchos ángulos agudos, o tal vez tengas algún tipo de escudo deflector o algo así. Si tiene que absorber toda la energía, toda esa energía se destinará a una combinación de daño, calor y aceleración.


Para terminar, siempre que sus capitanes insistan en realizar simulacros periódicos con los arneses de seguridad para que la tripulación pueda abrocharse el cinturón rápidamente cuando la orden de virar bruscamente (o ir a los puestos de combate) llegue a través del intercomunicador, el barco aún puede realizar algunas maniobras bastante evasivas mientras mantener a la tripulación razonablemente protegida. El resto de mi respuesta entra en algunos de los detalles más finos.

Hombre, esa idea de la vaina rotatoria es genial.

Una posible solución es ir sin gravedad interior. Si la tripulación está flotando en el interior durante la batalla, podrían usar mochilas 'jet' conectadas a las computadoras de la nave que dispararían automáticamente para corregir la trayectoria del miembro de la tripulación en relación con los giros que está haciendo la nave. Esto podría requerir un entorno inflamable extra denso en la nave durante estas maniobras, por lo que tal vez tengan que hacer algo como inundar las cápsulas de control relevantes y usar un traje espacial/buceo completo. Las personas/cosas en áreas no esenciales podrían simplemente estar atadas. Operar en agua como esta podría permitir más de 4 giros G. Estos trajes podrían estar altamente presurizados de una manera similar a los trajes de piloto de combate modernos. Según Wikipedia estos trajes permiten giros de hasta 9 G's.

Solo imagine una explosión propagándose a través de su nave llena de líquido. Además, imagina abrir un agujero. No parece práctico.
@AndreiROM No me refiero a todo el barco, solo imagino algunas áreas seleccionadas donde el movimiento es fundamental. Usted plantea un buen punto de que necesitarían algún tipo de protección/blindaje adicional. Esto no es tan diferente al problema al que se enfrenta la tripulación de un submarino si su barco sufre una brecha. Rodear un área de este tipo con un pequeño vacío podría proteger contra la propagación de ondas explosivas.
¿Por qué no usar simplemente paquetes de 'chorros' de aire comprimido o paquetes de ventiladores para moverse en aire respirable normal? Podría lograr los mismos efectos sin la necesidad de inundar el compartimento con fluidos sofocantes de llamas (y humanos).
@MikeDiBaggio Pensé en eso, pero tenía dos preocupaciones principales: 1) El aumento de la viscosidad de un líquido facilitaría que un motor evitara que volara por la habitación, lo ayudaría a mantenerse en su lugar por sí solo. Es cierto que le resultaría más difícil moverse rápidamente por la habitación, pero la principal preocupación parecía ser que los trabajadores fueran arrojados contra las paredes. 2) El aire no proporciona una gran barrera para la explosión de un paquete de aire comprimido. Tenía cierta preocupación de que tal configuración probablemente dañaría las computadoras/interfaces/etc. en la habitación.

La respuesta simple es que no. Los barcos tripulados por humanos estarían muy lejos de las líneas del frente y se moverían de manera controlada y regular. Piense en portaaviones, portaaviones, etc. Si se necesitaran maniobras dramáticas en un barco tripulado, entonces la tripulación estaría atada a cápsulas especiales, probablemente envuelta en gel de amortiguación, y probablemente aún inconsciente por cualquier otra cosa.

Las "naves" que realmente luchan serían drones no tripulados con reflejos miles de veces más rápidos que los humanos y capaces de acelerar mucho más. Sugiero leer la trilogía "Nights Dawn" de Peter F Hamilton para ver un excelente ejemplo de este tipo de combate, sus drones se conocen como Combat Wasps.

Cualquier nave lo suficientemente grande como para que Gs sea un problema es pequeña y rápida (como un caza, tripulación 1) o una nave capital que intenta ser ágil. Lo último realmente no funciona bien. (Fuerza = Masa X Accel, también conocido como Accel = Fuerza / Masa, por lo que la cantidad de energía para mover una nave capital es enorme)

Básicamente, una nave Capital casi nunca tendría el poder de realizar ningún tipo de maniobra para esquivar los ataques entrantes. Sería mucho más rentable usar la propia masa de las naves como su "amortiguador de inercia" y que configurar las armas y la armadura para poder atacar a todos los lados simultáneamente (similar a su diseño en los juegos de lucha espacial). Esta nave capital podría entonces desplegar una serie de cazas para encargarse de las amenazas más finas. La tripulación solo necesitaría una forma segura de moverse por el barco (como rieles de guía con manijas de 'piloto automático'). Y luego podrías tener naves de escolta (tripulación ~5) que son más resistentes que los cazas, pero capaces de maniobrar mejor que las naves capitales.