¿Cómo sabría esta astronauta en formación que estaba en una piscina en la Luna y no en la Tierra?

Muchos están familiarizados con las escenas de astronautas en formación practicando actividades sin peso mientras están sumergidos en una piscina con flotabilidad neutra.

En este escenario, un astronauta se encuentra en una piscina de este tipo, recibiendo dicho entrenamiento. Esta piscina está completamente contenida, esencialmente un gran cubo completamente lleno de agua. Hay una escotilla de salida en la parte superior, generalmente cerrada. No hay terraza alrededor de la piscina, ni rejas ni escaleras. El agua en el cubo, sin embargo, no está presurizada. Está abierto a la 'atmósfera' a través de rejillas de ventilación en la parte superior. Hay ventanas alrededor de la parte superior, inferior y laterales, para ver, tanto de adentro hacia afuera como de afuera hacia adentro. El aire y las comunicaciones se le suministran continuamente a través de un cordón umbilical. Lleva puesto un traje de astronauta completo, completamente sellado, presurizado y autónomo.

Entonces, durante una sesión de su entrenamiento, esta astronauta 'se desmaya'.

Cuando recupera la conciencia, mira a su alrededor y absolutamente todo parece estar igual. La misma piscina, los mismos nadadores de apoyo con todo el equipo (no puede ver sus rostros) a su alrededor, el mismo entorno más allá de la piscina a través de las ventanas que puede ver. Según el cronómetro de su traje, parece que estuvo inconsciente solo unos segundos.

¿En qué momento pudo reconocer que ya no estaba en la Tierra, sino que había sido transportada a una instalación exactamente idéntica en la Luna, mientras estaba inconsciente?

EDITAR

Parece haber cierta confusión acerca de la 'flotabilidad neutra'. Ella es de la misma densidad que el agua. Su traje presurizado, su aparato y la densidad del agua han sido manipulados para que la masa del agua que ella desplaza sea exactamente igual a su masa total. Ella ni flota ni se hunde. La idea es que mientras ella está en el agua, esencialmente experimenta la ingravidez. Cualquier fuerza de flotación que la empuje hacia arriba es exactamente contrarrestada por la fuerza de la gravedad que la empuja hacia abajo. Cuando se mueve, F=ma es independiente de la gravedad . Si se mueve, la masa del agua que desplaza o 'hace a un lado' es exactamente la misma masa que la parte de su cuerpo que la reemplaza. La inercia es exactamente la misma, Luna vs Tierra.

La fuerza de flotación es cero. Tenga mucho cuidado si usa fórmulas y ecuaciones, no caerá en la trampa de 'dividir por cero'. 8-8=0, y también 5-5=0. Si ambos lados son iguales, no importa cuán grandes o pequeños sean ambos lados, el resultado sigue siendo cero. Una respuesta no es más grande o más pequeña que la otra.

Por lo tanto, para una respuesta aceptable, aunque las etiquetas no lo requieran, cualquier uso de fórmulas utilizadas para 'probar' las discrepancias entre la situación de la Tierra y la Luna debe incluir números realistas y un resultado numérico para los cálculos de la Tierra y la Luna que pueda ser comparado. Los números utilizados deben reflejar una flotabilidad neutra.

También tenga en cuenta que no puede salir del agua . No hay 'espacio libre' sobre el agua. Ella siempre está 'en' el agua.

Tenga en cuenta también que ella está en un traje presurizado . La presión del traje se ajusta automáticamente, por lo que es la misma presión en el agua de la Luna que en la Tierra.

Según lo proporcionado por Cadence, en los comentarios, aquí hay un enlace que podría ser útil.

SEGUNDA EDICIÓN ACLARATORIA

No tiene ninguna razón particular para sospechar que ya no está en la Tierra. Esto depende de la historia y, por lo tanto, no se mencionó específicamente. Fue sedada en el viaje. Las diferencias sutiles no llegarían a su nivel consciente. Tiene que ser una diferencia 'en tu cara' para que ella se dé cuenta de ello. POR QUÉ y CÓMO se ha movido depende de la historia y está más allá del alcance de la pregunta. Sin embargo, lo que quizás sea relevante para la pregunta (en retrospectiva) es que no hay motivación para que ella interprete las diferencias sutiles como el resultado de estar en la Luna y en la Tierra. Tienen que ser diferencias muy notorias que no se puedan atribuir a nada más, para que ella se percate de ellas.

TERCERA EDICIÓN ACLARATORIA

Aunque esto también depende de la trama y es parte de la trama (es decir, normalmente no es relevante), debo aclarar que quienes la trajeron a la Luna definitivamente no quieren que ella sepa que está en la Luna. Ese fue el propósito de hacer que ella 'se desmayara'. Sin embargo, eso no es necesariamente relevante para una respuesta. Es la parte 'neutralmente boyante' que es el factor independiente de la trama, independiente de la línea argumental, no cualquier otra cosa que pueda suceder o no. No busco una respuesta que pueda ser 'ideada' por la línea de la historia. Busco una respuesta que pueda mantenerse independientemente de cualquier argumento.

CUARTA EDICIÓN ACLARATORIA

He encontrado este artículo como un recurso potencial. Es un estudio sobre tanques de flotabilidad neutra y auriculares de realidad virtual para simular la 'cosa real'. La investigación fue financiada/patrocinada por la NASA.

Hay muchas ventajas de entrenar en la NBL. Por ejemplo, los astronautas se acostumbran a estar confinados en los voluminosos trajes espaciales. Quizás lo más importante es que experimentan la sensación de flotar como lo harían en gravedad cero. Esto se logra manteniendo una flotabilidad neutra, lo que significa que los astronautas no flotan hacia la superficie ni se hunden hasta el fondo. La flotabilidad neutra es un buen análogo de la gravedad cero porque las señales sensoriales comunes sobre la orientación del cuerpo se vuelven poco informativas. Estos incluyen señales somatosensoriales que proporcionan información sobre la presión sobre la piel, así como señales propioceptivas que proporcionan información sobre la articulación de las articulaciones y la tensión muscular. Ambos tipos de señales normalmente brindan información sobre cómo se soporta el peso del cuerpo. Mientras está bajo el agua, solo quedan las señales vestibulares del oído interno para proporcionar información no visual confiable sobre la dirección de la gravedad. En este entorno sensorial alterado, los astronautas adquieren una valiosa experiencia no solo maniobrando en los trajes espaciales, sino también practicando nuevos métodos de locomoción.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Respuestas (6)

El astronauta lo sabría de inmediato.

La fuerza de flotación se puede expresar como F B = ρ F gramo V , dónde ρ F es la densidad del agua (alrededor de 1000 kg/ metro 3 ) esta cantidad no cambiaría en la luna. V es el volumen de la astronauta, como la densidad, su volumen no cambiaría simplemente por ser transportada a la luna. Dado que la aceleración gravitacional en la luna es aproximadamente 1/6 de la de la Tierra, la fuerza de flotación que experimentaría sería aproximadamente una sexta parte de la fuerza de flotación que experimentó anteriormente.

La fuerza total que experimenta en la piscina es

F T = miligramos - F B = [m - ρ F V ] gramo

Que también difiere de la de la Tierra por un factor de 1/6 debido al factor de aceleración gravitacional, "g". Esto correspondería a un cambio muy notable de la aceleración gravitacional al moverse en la piscina de agua. Todo se hundiría mucho más lentamente y la superficie sería mucho más fácil.

(EDITAR: Aclaración adicional)

Después de leer los comentarios tanto en el OP como en mi publicación, parece que aquí se aplican algunos conceptos erróneos comunes, por lo que me gustaría abordarlos aquí.

[Flotabilidad neutra]

La ecuación simple que mostré arriba es válida, tanto física como matemáticamente en el caso de flotabilidad neutra, que simplemente es cuando ρ F V = metro . No hay "error de división por cero", esta es una relación simple que establece que la fuerza externa neta sobre un cuerpo es cero y, por lo tanto, el cuerpo (el astronauta) no experimentará aceleración. Por supuesto, en el caso de flotabilidad neutra permanente (como se requiere en las ediciones de los OP), la diferencia debida a la gravedad no se observará cinemáticamente estrictamente para el movimiento dentro del agua. Si no hay objetos para moverse y el astronauta no puede salir a la superficie, será mucho más difícil observar los efectos de la gravedad.

Sin embargo, la flotabilidad neutra no significa que la fuerza de flotabilidad sea cero, sino que la fuerza de flotabilidad es exactamente igual a la fuerza de gravedad. Tampoco significa que no haya fuerzas sobre el astronauta, sino que la suma de las fuerzas es cero (más sobre esto a continuación).

[Flotabilidad neutra como simulación de un entorno de gravedad cero o gravedad baja]

Como se indica en el extracto del artículo adjunto en el OP, la flotabilidad neutra puede ser una herramienta importante para imitar ciertos aspectos de los entornos de baja g/cero-g. Sin embargo, por supuesto, debe entenderse en su contexto. Por ejemplo, el artículo (en negrita mío) dice:

... La flotabilidad neutra es un buen análogo de la gravedad cero porque las señales sensoriales comunes sobre la orientación del cuerpo se vuelven poco informativas. Estos incluyen señales somatosensoriales que proporcionan información sobre la presión sobre la piel, así como señales propioceptivas que proporcionan información sobre la articulación de las articulaciones y la tensión muscular. Ambos tipos de señales normalmente proporcionan información sobre cómo se soporta el peso del cuerpo ...

Llamando la atención sobre lo que el artículo no dice, la flotabilidad neutra no significa que no sientas tu propio peso.

En el OP, en las ediciones, se afirma:

Ella ni flota ni se hunde. La idea es que mientras ella está en el agua, esencialmente experimenta la ingravidez.

Esto no es del todo correcto, de hecho experimentas fuerzas internas que soportan tu propio peso, esto se debe a que tu cuerpo tiene que soportar su estructura contra la fuerza del agua que te sostiene contra la aceleración bajo la gravedad. Por supuesto, dado que el agua distribuye esa fuerza sobre su cuerpo, tiene menos sensación de la dirección en la que actúa la gravedad, como dice el extracto del artículo. Sin embargo, dado que el astronauta aún sentirá (incluso en flotabilidad neutra) 1/6 de la fuerza total que siente en la Tierra, esta diferencia aparentemente repentina se notará. EDL hace un excelente trabajo al discutir cómo esta diferencia de peso jugaría en el equilibriocepción.

Pero, ¿no se puede compensar esto? La densidad del agua se puede alterar químicamente. El 'peso' (masa) de ella y el agua desplazada sería igual, en la Tierra y en la Luna, independientemente de la fuerza gravitacional. La gravedad de 1/6 sería la misma tanto para ella como para el agua. No veo nada en sus ecuaciones que, dado que g es el mismo tanto para el astronauta como para el agua, haga una diferencia en cuanto a la relación. Las masas permanecen en la misma proporción. Es de flotabilidad neutra, por lo que ni se hunde ni se eleva.
@JustinThymetheSecond Si solo está sentado flotando, sí, no se pudo detectar ninguna diferencia, pero moverse es una historia diferente. Por lo tanto, solo en términos de proporción, no, pero cinemáticamente, sí. La baja aceleración se aplica en todas partes, a todo, en la Luna como en la Tierra. La aceleración de la Tierra es algo muy innato para nosotros porque hemos vivido toda nuestra vida bajo la misma aceleración. Por ejemplo, cuando dejamos caer un objeto, instintivamente tratamos de tener en cuenta la aceleración gravitatoria cuando vamos a atraparlo. Así, en el segundo en que el astronauta se mueva, la ilusión desaparecerá.
@JustinThymetheSecond Reemplazar el agua con un fluido más denso también se notaría cuando se moviera, ya que nadar significaría mover más masa y, por lo tanto, se reconocería la diferencia de fuerza reactiva.
@JustinThymetheSecond, porque hacer que el agua sea más densa aumentaría su viscosidad. Es posible que pueda hacer que parezca que los objetos no se elevan tan rápido porque el líquido es más denso, pero eso también significa que los objetos que se hunden se mueven aún más lentamente debido a una combinación de menor gravedad y mayor densidad. Podría fingir el hundimiento al reducir la densidad del fluido (de alguna manera), pero luego el aumento no funciona como debería, y obviamente no puede aumentar y disminuir la densidad al mismo tiempo. Y, por supuesto, tan pronto como se mueve contra la resistencia del fluido, el juego termina.
@Keith Morrison No estoy de acuerdo con que cambiar la densidad del agua tenga que cambiar su viscosidad. Agregar sal al agua, según mi experiencia, no ha cambiado la viscosidad notablemente, pero sí cambia cuánto floto en ella. Tenga en cuenta que en las ecuaciones anteriores, se estipula expresamente en la pregunta que la fuerza de flotabilidad se manipula para que sea cero. La inercia en el agua es exactamente la misma en la Tierra que en la Luna. Mudarse no sería diferente. Y ella ni se hunde ni se eleva, a menos que 'nada', empuja o tira, todo lo cual depende de la inercia, no de la gravedad.
@JustinThymetheSecond, la razón por la que no nota los cambios de viscosidad en el agua salada frente al agua dulce es porque los humanos ya están muy cerca de la densidad del agua (¡están hechos principalmente de las cosas!), por lo que un pequeño cambio hace una diferencia muy notable. Dicho esto, la fuerza total era, y sigue siendo, cero, por lo que no está claro si se necesitaría un cambio en la viscosidad. Sospecho que PcMan está bastante en el camino correcto...
De hecho, esto llega a la conclusión exactamente opuesta a la de Randall Munroe ("Flotar se sentiría casi igual en la Luna que en la Tierra") y, francamente, me inclino a confiar en Randall.
@Matthew Lleva un traje presurizado, mantenido deliberadamente a la misma presión, por lo que hay un amortiguador entre ella y el agua. Ella está moviendo su cabeza dentro del casco presurizado y moviendo el casco en el agua. ¿Podría ella notar la diferencia?
@JustinThymetheSecond Agregar sal al agua cambia la flotabilidad al agregar masa. La viscosidad es una fuerza y, por lo tanto, utiliza la masa de un fluido para determinar su valor. Por lo tanto, cambiar la masa de un fluido cambiará su viscosidad.
@Matthew También me inclino a confiar en Randall, a menos que haya números reales en las ecuaciones de esta respuesta, para verificar los errores de "dividir por cero". Si ambos términos en una ecuación de resta tienen el mismo valor, el resultado es cero.
@Frostfyre ¿El criterio es 'notablemente'? ¿Sabe un nadador que está en agua salada frente a agua dulce porque la viscosidad cambió? ¿Se nota tanto? Estamos hablando de cambios muy pequeños en la viscosidad, no como el agua frente a la miel. "La viscosidad se puede conceptualizar como la cuantificación de la fuerza de fricción interna que surge entre capas adyacentes de fluido que están en movimiento relativo. Por ejemplo, cuando un fluido viscoso es forzado a través de un tubo, fluye más rápidamente cerca del eje del tubo que cerca de sus paredes. " Wikipedia. Nada sobre 'densidad'.
@JustinThymetheSecond Si cambia la masa sin cambiar el volumen, entonces la densidad debe cambiar.
@Frostfyre No hay argumento allí. Eso es esencialmente 'por definición'. No se sigue que la viscosidad tenga que cambiar notablemente. Subir o bajar la temperatura puede cambiar la viscosidad. ¿Alguien podría determinar que la viscosidad cambió por temperatura, densidad u otro factor? '¡¡Oye, puedo mover mi mano milímetros por hora más rápido!!'? O '¡Oye, se necesita media caloría más para mover la mano!
@JustinThymetheSecond Los trajes espaciales tienen sensores de temperatura para que puedan regular el sistema de soporte vital.
@Frostfyre Pero estas lecturas se pueden manipular. Ella sentiría la misma temperatura, sin importar qué tan caliente o fría estuviera el agua. Ella no sabría que la temperatura del agua cambió. ¿Cómo podría atribuir el cambio a la viscosidad y no a la temperatura?
@JustinThymetheSecond Si alguien pudiera manipular un sensor analógico de forma remota, entonces probablemente esté empleando magia y toda esta discusión es discutible. En este punto, su oposición tiene la apariencia de una falta de voluntad para aceptar nuevas ideas. No continuaré esta conversación.
@Frostfyre Consulte mi edición aclaratoria. Depende de la historia de por qué alguien está haciendo todo lo posible para convencerla de que todavía está en la Tierra, para sus propios fines. Tiene que ser algo que no se pueda 'tapar'. Algo inherentemente muy diferente acerca de estar en la Luna, que no se puede atribuir a otra cosa. Ella tiene que NOTARLO.
@JustinThymetheSecond, para cambiar la densidad del agua al nivel que necesita, un nadador podría notar absolutamente la diferencia entre el agua salada y el agua dulce. Por ejemplo, considere esta imagen ( gate20.files.wordpress.com/2017/10/… ) de un nadador en el Mar Muerto. No puedes hacer eso en agua dulce, o incluso en agua salada del océano.
@Keith Morrison La densidad del agua solo necesita ser la misma densidad del astronauta. Un corcho ligero en agua normal se comporta como un nadador en agua salada. El agua no se está haciendo más o menos densa que el astronauta. Continúan siendo de igual densidad. Ella no está flotando EN el agua, está flotando EN el agua.

En la Tierra, su oído interno ayuda a sentir su equilibrio ya que se alinea parcialmente con la gravedad.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Pero en una gravedad significativamente diferente, en la que la humanidad no evolucionó, ese sentido se verá significativamente alterado. Espero que si se quedara completamente quieta, sentiría esa sensación familiar de verticalidad que tenemos en la Tierra, ya que es el movimiento fluido alrededor y a través del folículo piloso como 'sensores' de nuestro oído interno. Pero cuando se movió, la gravedad más baja significa que el fluido es más libre para chapotear, genera un estímulo menos contundente y tarda más en disipar su energía y volver a descansar. Esa sería una sensación muy notable y se sentiría desorientado.

Los astronautas en la Estación Espacial Internacional - gravedad cero - experimentan este efecto informado en este artículo de la NASA .

ingrese la descripción de la imagen aquí

Y, sí, para todos los niños del medio, esto es informar en gravedad cero, no en gravedad baja. No hemos estado en la luna en mucho tiempo, por lo que no hay mucha investigación sobre el tema, por lo que este es un caso de razonamiento por extensión. Pero está respaldado por algunas preguntas de investigación aún abiertas en estos artículos de revistas.

Del mismo modo, el peso de la cara y los dedos se sentiría diferente en g bajo v. 1 g. Puede sentir la gravedad si deja que los músculos de su cara se aflojen, o si deja que sus dedos o muñecas se aflojen. La tensión natural de los ligamentos, los tendones y el tejido muscular encontrará un nuevo punto de equilibrio frente a la atracción de 1/6 de g y eso se sentirá diferente (una posición diferente) que en un campo de 1 g.

Otra idea es imaginar cómo se comporta el agua en baja gravedad, ya que la tensión superficial puede comenzar a dominar su forma en lugar de la gravedad. NB: no puedo encontrar ninguna información sobre la tensión superficial de la endolinfa, por lo que esta es una sugerencia especulativa

¿Puede proporcionar referencias de que esto realmente suceda en baja (vs. no) gravedad? No recuerdo que los astronautas mencionaran que su equilibrio se vio afectado mientras estaban en la Luna; Además, tengo entendido que los canales semicirculares son principalmente órganos giroscópicos impulsados ​​por la inercia, en lugar de impulsados ​​​​por la gravedad (o la aceleración en línea recta).
Es una sugerencia interesante. Permanecer 'perfectamente quieto' frente a 'permanecer perfectamente verticalmente quieto' bit. No sé de antemano sobre ningún estudio realizado en astronautas en cuanto a si estos cambios en el oído interno son lo suficientemente notables como para ser atribuibles a cambios en la gravedad. Necesitan acomodar su equilibrio a la ingravidez y, a menudo, experimentan mareos o náuseas. Sospecho que los buzos experimentarían alguna discrepancia entre la flotabilidad y el equilibrio. ¿Es la sensación lo suficientemente grande y diferente como para que ella la atribuya a estar en la Luna, en lugar de simplemente estar en el agua, flotando?
Esta es probablemente la mejor respuesta. Si este engaño se planeó en la medida en que el entorno del lado de la Tierra se puede diseñar/alterar para facilitar el engaño, los diseñadores seguramente podrían evitar que las olas sean visibles, y no está claro que se puedan observar artefactos de flotabilidad/viscosidad. Aunque tampoco estoy seguro de que el oído interno perciba suficientemente la gravedad . Hay, después de todo, relatos bien conocidos de nadadores en la Tierra que se desorientan hasta el punto de que no pueden distinguir lo que está arriba/abajo.
Esta respuesta está mejorando, pero sería útil una referencia a cualquier cosa que los astronautas experimentaron en el equilibrio WRT lunar y el oído interno. Aquí hay una descripción de estar en un tanque de flotación. ¿Habría una diferencia notable entre estar en uno en la Luna y en la Tierra? ¿Podría el cuerpo realmente reconocer la diferencia de gravedad en los músculos, especialmente cuando está en un traje presurizado? Creo que el oído interno es el más prometedor.
Los experimentos han demostrado que se requiere un mínimo de 0,15 g para que el sistema vestibular pueda percibir arriba y abajo correctamente ( newscientist.com/article/… ). Con 0,17 g, la luna está muy cerca de esa línea, por lo que verías que los astronautas de repente parecen perder el equilibrio mientras se mueven: su cuerpo, literalmente, no puede percibir su orientación. Incluso en una flotabilidad neutra, los humanos en una piscina sabrían qué camino estaba hacia arriba. Si cerraba los ojos y no podía darse cuenta, sabría que algo andaba mal, aunque solo fuera con ella.
@Keith Morrison Esa es una información útil y un enlace útil. Incluso sería una respuesta adecuada, o una adición a esta respuesta. Es el tipo de 'prueba' que estoy buscando: si cerrara los ojos, ¿podría darse cuenta? La clave sería la flotabilidad: ¿pueden todos los nadadores detectar 'arriba' desde 'abajo' mientras flotan neutralmente, o sentirían vértigo por las señales contradictorias? ¿Cómo es en un tanque de inmersión?
@JustinThymetheSecond Puedo decirle por experiencia personal de buceo (donde trata de volverse neutralmente flotante) que normalmente no tiene vértigo al nadar mientras está neutralmente flotante.
@Rob Watts ¿Pero cerraste los ojos? ¿Te desorientas cuando estás en un casco completamente oscuro y eso sucede? ¿Aún puedes distinguir arriba de abajo? ¿Sería notablemente diferente hacer estas cosas en un tanque en la Tierra y hacerlas en un tanque en la Luna, de modo que reconocerías que estás en la Luna y no en alguna variación de la experiencia terrestre? Que tal GRITA "ESTÁS EN LA LUNA, ESTÚPIDO".
@JustinThymetheSecond Creo que deberías ver esta respuesta como un grito de que ya no estás en la Tierra, pero no que grita sobre dónde estás ahora. Una vez que haya determinado que algo está pasando, es más fácil experimentar un poco para descubrir qué es ese algo.
Tampoco hay forma de desambiguar fácilmente entre "en la luna" y "en otro lugar con aproximadamente la misma gravedad" sin señales visuales. Me imagino que incluso alguien entrenado para "sentir" la gravedad como un agricultor puede sentir los cambios climáticos tendría dificultades para desambiguar la Luna de Europa en una habitación sin ventanas con clima controlado.
Supongo que es un buen lugar para agregar sobre la presión arterial, algo también conocido, lleva unos días (?) Acostumbrarse a esa sensación de hinchazón en la cara.
@JustinThymetheSecond, estás tratando la flotabilidad neutra como si fuera la ausencia de gravedad. No lo es. La gravedad todavía afecta tu oído interno, y si no te están lanzando, sabrás en qué dirección. Y hay otro factor que está pasando por alto: el traje que lleva puesto puede tener una flotabilidad neutral en la piscina, pero ella no tiene una flotabilidad neutral en el traje . Si está usando uno como el que se usa actualmente, hay espacio entre el traje y ella, y notará que no está siendo presionada hacia abajo con tanta fuerza como un minuto antes.
@Keith Morrison No especifiqué, pero el suyo es en algún momento en el futuro, cuando la Luna sea colonizada. Los trajes son más como un traje de neopreno ajustado a la forma presurizada. Piense en la línea de esto thefutureofthings.com/5603-spacesuits-of-the-future Entonces, estar 'en el traje' es mucho 'en el agua', pero todo el traje abraza firmemente el cuerpo para mantener la misma presión cuando está en un lugar sin presión. Cuando un buceador está boca abajo en el agua, ¿siente que sus hombros empujan hacia abajo contra el traje de neopreno o siente la presión del traje de neopreno por igual en todo el cuerpo?
Soy muy consciente de que existe la gravedad: nunca dije que no pudiera distinguir entre arriba y abajo, pero se puede decir eso tanto en la Luna como en la Tierra, y el tanque en sí mismo da señales visuales. Su sangre todavía sabe arriba de abajo. Solo discuto que ella puede decir CUÁNTA gravedad está experimentando, cuando está en un tanque de flotabilidad neutral. Ella sabe 'abajo', simplemente no es jalada 'abajo'.
Uno asume que ella todavía usa un casco, ¿sí?
@Keith Morrison Sí, pero quizás más como una máscara facial completa de buzos. No está del todo claro en el enlace que di para los trajes espaciales futuristas cómo sería el casco.
El tanque de flotabilidad neutral en la Tierra está diseñado para simular el espacio. El tanque de flotabilidad neutral en la Luna está diseñado para simular el espacio. Si ambos están diseñados para simular lo mismo, ¿no deberían parecer ambos SER lo mismo? ¿Qué queda, después de que los diseñadores hayan intentado simular todo, que NO pueda ser 'simulado', que indique claramente la Tierra o no la Tierra sino la Luna? El astronauta en ambos casos quiere pensar "espacio", no "Tierra" o "Luna".
Están diseñados para simular el espacio en diferentes entornos y, como tales, deben tener en cuenta esos entornos y, por lo tanto, cómo debe funcionar la simulación. Para usar un ejemplo obvio, tanto los tanques de agua como el Vomit Comet se usan para simular la microgravedad, pero las restricciones operativas del entorno en las que se basan esas simulaciones hacen que la forma en que hacen la simulación y las limitaciones de las simulaciones sean muy diferentes.
@Keith Morrison Si uno pudiera 'volar' un Cometa Vomit en la Luna usando el mismo procedimiento que en la Tierra, ¿podría uno notar alguna diferencia durante la parte de 'simulación' sin peso? La simulación está diseñada para eliminar o anular cualquier entrada que no sea consistente con la simulación. ¿Qué 'entradas NO se pueden 'anular' en una simulación en la Tierra contra la Luna? ¿Especialmente cuando está predispuesta a pensar en "condiciones de simulación"?

La piscina está abierta al aire a la presión ambiental de la Tierra en la parte superior, aunque no hay espacio para la cabeza allí para permitir salir de la piscina que no sea a través de la escotilla.

Tan pronto como mire hacia arriba, parecerá que algo no está bien, porque la superficie de la piscina tendrá olas más altas y más lentas de lo que está acostumbrada a ver bajo el agua. Como se establece aquí , la velocidad de propagación de las olas depende del período de la ola, y una gravedad más baja dará a las olas un período más largo, por lo tanto, las ralentizará.

Esto se debe a que las ondas están influenciadas por la gravedad; cuanto menor es la gravedad, mayor es la cantidad de energía cinética (movimiento del agua) que puede levantar la superficie, y más lentamente vuelve a bajar el agua levantada. Ya sea que pueda sentir la diferencia en la gravedad o no (es posible, pero no estoy seguro de ello en una configuración de flotabilidad neutra como esta, especialmente si ha estado en la piscina por un tiempo), la diferencia será muy visible siempre que el agua tiene una superficie que es visible para el alumno.

Cada movimiento que haga el aprendiz (o los buzos) creará olas y ondas en la superficie del agua. Incluso si no se nota conscientemente, el cambio repentino (para el aprendiz) en el carácter de las ondas, sus sombras y refracción se notará instantáneamente como "algo cambiado". El sentido de la seguridad (entrenado en los pilotos mucho antes de que se conviertan en aprendices de astronautas) dará como resultado una verificación cuidadosa, probablemente también hablando con el "control de la misión".

La idea de la ola es interesante. Pero primero tiene que haber algo que cree la ola, algo con lo que ella ya haya tenido experiencia y sepa cuán alta y rápida debe ser la ola. Normalmente, en tal entrenamiento, no hay razón para 'hacer olas'. De hecho, sospecho que sería desalentador. ¿Ondas de luz que se reflejan en el fondo del tanque desde las ondas superficiales, tal vez, como en un tanque de ondas? ¿La 'sombra' del viaje de la onda será más lenta o más rápida moviéndose a lo largo del fondo? Esto tiene posibilidades.
Cada movimiento que haga el aprendiz (o los buzos) creará olas y ondas en la superficie del agua. Incluso si no se nota conscientemente, el cambio repentino (para el aprendiz) en el carácter de las ondas, sus sombras y refracción se notará instantáneamente como "algo cambiado". El sentido de seguridad dará como resultado una verificación cuidadosa, probablemente también al hablar con el "control de la misión".
Entonces, ¿las sombras onduladas de las ondas se propagan más lento o más rápido? Estoy de acuerdo con lo de la conciencia de seguridad del "reverso de la mente". Están entrenados para no ignorar la 'intuición', pero están entrenados para manejarla para prevenir la paranoia.
Las ondas mismas se propagan más lentamente bajo una gravedad más baja. La misma cantidad de energía eleva el agua más alto y vuelve a caer más lentamente.
Esa parte la entiendo. La altura sería la 'amplitud' de la onda y la tasa de subida y bajada determina la 'frecuencia'. Pero, ¿la frecuencia se traduce en velocidad de onda? Una señal por segundo y diez señales por segundo aún pueden propagarse a la misma velocidad en un tanque de ondas. Supongo que las ondas serían de mayor amplitud, menor frecuencia, mayor longitud de onda, y eso parecería que viajan más lento. Como si la velocidad del disco se ralentizara y se subiera el volumen. IIII----bbbuuurrrriiiieeeeedd-d-------PPPPaaauuuullll- tipo cosa.
¿Las sombras serían notablemente más anchas, más oscuras y se moverían más despacio?
Ahora que lo pienso, no estoy seguro de qué determina la velocidad de propagación de la onda. Sé que diferentes olas pueden viajar a diferentes velocidades en el océano; un tsunami puede propagarse a varios cientos de km/h, mientras que las olas normales viajan a decenas de km/h, pero son diferentes tipos de movimiento de agua. Confío en que las ondas subirían más alto y caerían más lento, y la velocidad de propagación cambiaría , pero no estoy seguro de si sería más lento o más rápido.
Bien, encontré un buen enlace sobre la velocidad de propagación de ondas. Como dije, más lento.
Bueno, bien. Estoy convencido de que las sombras de las ondas serían notablemente diferentes para alguien capacitado para prestar atención a las diferencias de fondo. El 'reverso de su mente' le estaría diciendo 'algo era diferente, investiga'. Y no podían ser manipulados.
Amigos, hay una gran suposición aquí, que es que lo que impide que el astronauta salga de la piscina es, bueno, básicamente una rejilla de algún tipo, y no un techo sólido (con algunos agujeros pequeños). Ahora, concedido, el OP no es del todo claro al respecto (por eso no he votado negativamente), pero ciertamente tengo la impresión de que es lo último.
@Matthew mencioné que el techo era sólido y que no había rejillas. Sin embargo, también aclaré que el techo tiene ventanas, por lo que la luz ambiental puede entrar en la piscina. Aunque no hay lugar para el astronauta en el espacio de la cabeza, no descarté las ondas superficiales y los reflejos desde abajo. Aunque no es una parte normal del entrenamiento, puede ir 'a la superficie' y 'hacer olas'.
(Arf, también sigo olvidándome de que eres el OP; ¡lo siento!) Eso requeriría un espacio de aire entre el agua y las ventanas. No es evidente por qué habría, o necesitaría haber, tal brecha. Supongo que depende, como se señaló, de si las instalaciones del lado de la Tierra se construyeron para facilitar el engaño y de cuán minuciosos sean los planificadores. Entonces, claro, si su objetivo es que cometan un desliz, esto probablemente funcione. Si su objetivo es que lo logren, pueden evitar este problema.
@Matthew No quiero revelar demasiado sobre la trama, pero los buenos armaron la piscina para entrenar al astronauta (agente secreto) para una operación clandestina, los malos infiltraron a un agente en la operación y secuestraron al astronauta para conocer los detalles de la operación de lo que hace, sin que ella sospeche que lo está haciendo con los malos observando. La base de operaciones de los malos está en la Luna. Pero sin spoilers de la trama, por favor. Guarda esto para ti.

El astronauta debe sospechar de inmediato que algo ha sucedido.

Si es transportada a la luna demasiado rápido, inmediatamente notará que las presiones sobre su cuerpo por la gravedad son significativamente diferentes. Sin embargo, a menos que se teletransporte instantáneamente, ya tendrá algunos de los efectos secundarios de la baja gravedad: https://www.businessinsider.com/how-body-changes-outer-space-2015-10#9-it-messes -con-tus-sentidos-9 . Cuando se despierte, probablemente tendrá la nariz tapada, lo que entrará en conflicto con la idea de que solo han pasado unos segundos. Además, el número 8 de la lista anterior menciona que el sistema vestibular de una persona se ve afectado por los cambios en la gravedad.

Juntos, los efectos de la baja gravedad inesperada probablemente se sentirían como vértigo. Sus primeros pensamientos probablemente estarían relacionados con haberse desmayado, y una conclusión lógica sería que podría estar teniendo algún tipo de emergencia de salud. Si comienza a entrar en pánico y su corazón se acelera, fluirá más sangre a su cabeza de lo que está acostumbrada. Nuevamente, esto podría malinterpretarse como una emergencia de salud.

El punto clave es que no hay una forma real de engañarla para que crea que no ha pasado nada. El tiempo que entre en pánico por su salud en lugar de buscar otras explicaciones dependerá en gran medida de su personalidad.

También tenga en cuenta que cualquier cambio significativo en la densidad del agua se notará debido a la inercia. Si tiene que hacer que el agua sea el doble de densa, entonces tendrá que hacer que el astronauta y su traje también sean el doble de densos, y toda esa masa adicional deberá agregarse a su traje. Eso dará como resultado un cambio significativo en lo difícil que le resulta moverse, aunque una vez más, esto podría atribuirse a la debilidad muscular debido a una emergencia de salud.

Una vez que el astronauta está lo suficientemente calmado para pensar las cosas cuidadosamente, una cosa que puede hacer es experimentar con varios objetos en la piscina. Las piscinas de flotabilidad neutra a menudo se usan para prepararse para las caminatas espaciales, por lo que tienen maquetas del exterior del transbordador o la estación espacial para que trabajen. Puede tener una flotabilidad neutra, pero todo lo que necesita hacer es encontrar un objeto que no lo sea. Una vez que ha encontrado ese objeto, puede girarlo un poco para tener una idea de cuánta masa tiene y luego dejarlo caer para ver si se comporta como se espera. Cuando vea que cae significativamente más lento de lo esperado, podrá confirmar que de alguna manera ya no experimenta la gravedad normal de la Tierra.

Será bastante difícil para ella determinar exactamente dónde está. Usando los objetos más densos que puede encontrar, puede hacer una estimación aproximada de qué tan fuerte es la gravedad (es decir, un objeto pesado tarda aproximadamente 6 veces más en llegar al fondo, lo que significa que la gravedad es aproximadamente 1/6 de lo normal). Sin embargo, solo puedo pensar en una forma de notar la diferencia entre estar en la luna y estar en una nave espacial que acelera a 1/6 g: a menos que haya sido secuestrada por extraterrestres, la nave espacial tiene una cantidad limitada de combustible y eventualmente lo hará dejar de acelerar.

Los astronautas en formación no entran en pánico, o no siguen siendo astronautas en formación. El viaje de la Tierra a la Luna depende de la historia y está fuera del alcance. La razón por la que 'capcom' le dio para explicar el apagón está más allá del alcance. Nuevamente, enfatizo, ella no tiene absolutamente ninguna razón para sospechar nada. es un ejercicio de entrenamiento normal. No tiene necesidad de atribuir ninguna anomalía particular a estar 'en la luna', que no puede explicarse razonablemente por alguna perturbación del ejercicio de entrenamiento basado en la Tierra. Los astronautas en formación suelen tener vértigo. Es intencionalmente parte de su entrenamiento.
No necesitas hacer NADA 'el doble de denso'. Las masas siguen siendo las mismas, la Tierra contra la Luna. Cualquier manipulación necesaria para los cambios de equipo necesarios sería indetectable. Tal vez una o dos calorías de gasto muscular. La flotabilidad neutra es la misma, sin importar la gravedad. Neutro en la Tierra, neutral en la Luna, para las mismas condiciones. La masa desplazada es igual a la masa que realiza el desplazamiento. La inercia es F=ma, no es necesaria la gravedad. Un cuerpo de una masa dada tiene la misma inercia en el espacio profundo que en Saturno.
@JustinThymetheSecond Te estoy dando razones por las que el viaje de la Tierra a la Luna es realmente relevante para poder darte una buena respuesta, junto con la razón dada para explicar su apagón. Si cree que estas no son preocupaciones importantes, es porque tiene información que aún no ha compartido con nosotros. Está sintiendo efectos secundarios físicos inmediatos que, si bien es posible que los haya sentido como parte de su entrenamiento, no serían parte del entrenamiento que se lleva a cabo en el ejercicio de flotabilidad neutra.
@JustinThymetheSecond con respecto al cambio de densidad, creo que entendí mal "... y la densidad del agua ha sido manipulada" para significar que podría haber un cambio significativo en la densidad en lugar de solo ajustes para mantener la flotabilidad neutral.
Muchos de esos detalles son antecedentes, relacionados con la trama. Esto es tomar dos puntos en la trama, ignorando todo lo que está en el medio como irrelevante. He sido criticado en el pasado por dar demasiada historia de fondo. Dada solo su experiencia en el tanque en la Tierra y su experiencia en el tanque en la Luna, es todo lo que es relevante para ella. Es todo lo que ella sabe. Ella no sabe nada de lo que sucedió en el medio. En lo que a ella respecta, no pasó nada en el medio. Capcom puede hacer pasar cualquier efecto como artefactos de su apagón en primer lugar y 'simplemente continuar con el entrenamiento'.
La idea de observar un objeto a su alrededor es interesante, excepto que en el entrenamiento de flotabilidad neutra, todas las herramientas, objetos y equipos también tienen flotabilidad neutra para mantener el entrenamiento. Un objeto que sueltas en el espacio no 'cae', se queda quieto. El objeto tendría que ser algo que no se esperaba que se usara y, por lo tanto, no tendría flotabilidad neutra. Sin embargo, no tendría experiencia con un objeto de este tipo en la piscina de la Tierra, para compararlo con la piscina de la Luna, a menos que tuviera experiencia con otras piscinas.
Además, las cosas que caen al agua caen a la velocidad de asentamiento en el agua, determinada por la resistencia y la flotabilidad, por lo que es un equilibrio entre mayor gravedad, resistencia y densidad. Solo funciona con objetos 'caídos' (sin flotabilidad neutral). Cualquier cosa con flotabilidad neutra que ella mueva o balancee, no se trata de la gravedad sino de la inercia, la masa y el arrastre del agua.

Hay un sentido llamado propiocepción que te dice dónde se encuentra tu cuerpo en relación a sí mismo. ¡Múltiples detectores sensoriales están involucrados en la formación de este sentido, uno de los cuales no se vería afectado por fuerzas externas por definición!

La propiocepción que funciona normalmente contribuye al equilibrio al proporcionar retroalimentación cinestésica de la extensión de los movimientos de la cabeza y las extremidades a través de señales somatosensoriales de los receptores musculotendinosos en el cuello y las articulaciones.

Receptores musculotendinosos-

Órganos tendinosos de Golgi: sensibles al estiramiento del tendón debido a la contracción muscular y hacen que el músculo se relaje.

Huso muscular: responde al estiramiento activo o pasivo. así como la velocidad (fásica) y la duración (tónica) del estiramiento.

Si la posición en la que se despierta es diferente de la que tenía cuando fue noqueada por milímetros, lo notará. Cuando un automóvil se detiene, hay una pequeña sacudida sin importar qué tan lento desacelere. Supongo que el cambio en la propiocepción se interpretaría de manera similar.

PD Esa es una premisa bastante buena para una historia. Es difícil pensar en un caso con menos evidencia disponible.

La propiocepción es interesante. Habría diferencias pequeñas y sutiles. pero ¿pasaría la prueba de 'perceptible', o simplemente sería 'artificial'? Ella se desmayó (en la trama, debido a las drogas del 'chico malo', pero 'explicado' por Moon capcom' como 'oooops excesivos medicamentos contra las náuseas'), está predispuesta a pensar en 'espacio', no tiene razón para creer 'no en simulación', y capcom en la Luna tiene la respuesta preparada en espera 'artefacto del apagón, todos nuestros sistemas leen normal, continuar entrenando'. Si necesito 'artificial', puedo hacerlo, pero esperaba algo más científicamente sustancial.
Toda la premisa del tanque de flotabilidad neutra es confundir y anular el mecanismo de retroalimentación propioceptivo humano normal, para que sea más fácil para el alumno pensar en el "espacio sin peso". Los métodos de engaño serían las mismas técnicas simuladas igualmente efectivas en la Luna que en la Tierra. Se trata de 'Piensa en el espacio, no en la Tierra (o la Luna)' en ambos casos.
Sentí que el resultado aquí es... que ella notará que se desmayó. Eso parecía implícito en la pregunta y no parece estar relacionado con lo que realmente se pregunta.
Desde su perspectiva, hubo un cambio en las entradas sensoriales que no fue continuo. Si mueve su brazo desde el frente hacia atrás, todavía siente todas las partes intermedias. No sentiría nada entre las partes cuando se despierte. El apagón mismo le dará una pista de que algo sucedió. Probablemente contactaría a capcom segundos después de despertarse, en lugar de mirar alrededor. Esta es la primera pista que podría tener.
Tener la primera pista de algo que el personaje, incluso el lector, ignora es simplemente una buena escritura. La 'sacudida' causada por el cambio no gradual de la propiocepción puede ser una de esas pistas. "Cuando golpeó con el martillo, una sacudida repentina recorrió todo su cuerpo. 'Vaya, debo tener mucho más entrenamiento por vencer. No estaba preparado para eso en absoluto'". Una historia corta después "Me secuestraron ¡Sabía que ese martillo no golpeaba tan fuerte!"
@ E Tam Lo que dice y hace capcom depende de la trama. Por supuesto, podría idear alguna razón basada en la conversación, pero no estoy buscando una solución de trama artificial. Tal vez necesitaba dejar más claro que ella es muy consciente de que se desmayó. Tal incidente sería casi imposible de encubrir, por muchas razones, incluido el hecho de que obviamente ella estaría en una posición diferente y sería atendida por los buzos de apoyo. No puedo ver nada que no esté relacionado con la trama que pueda ser una pista de que ella ya no está en una simulación en la Tierra, eso no puede explicarse de varias maneras.
Lo lamento. Entendí mal la pregunta. Pensé que la idea de que se suponía que el apagón en sí era secreto; que desde su perspectiva fue teletransportada a la luna en un abrir y cerrar de ojos. Si ella sabe que se desmayó, entonces puedes ignorar todo lo que escribí.

Las fuerzas del traje serían difíciles de controlar.

Olvídate del agua por un momento. Ella está en un traje de presión . Por fuera puede ser guacamole o aspiradora dura, pero por dentro descansa sobre el forro del traje. Si el traje está realmente inflado- si es como una burbuja en la que podría moverse - entonces puedes imaginar que ella está en el fondo sintiendo la gravedad de la Tierra o la Luna, y si le da la vuelta, caería con la aceleración de la Tierra o la Luna al otro lado de El traje. Ahora, para estar seguros, el traje se puede diseñar inteligentemente para que su cuerpo esté bajo presión desde todos los lados y no haya vacíos para probar y la presión sea más que la presión de la gravedad. Pero es difícil imaginarse hacerlo tan perfecto que no haya ningún indicio de indicación. Tienes que confiar en la idea de que la inconsciencia y la desorientación durante el buceo en cuevas harán que una persona dude de sus propios sentidos.

El buceo es diferente.

Bajar diez metros en el tanque debería duplicar la presión sobre el traje. Si no estuviera presurizado, sentiría una presión tremenda en los oídos y necesitaría ajustarse con frecuencia mientras esté en la Tierra. (seis veces menos en la luna) Dado que el traje está presurizado, eso no sucederá; sin embargo, la tensión en el traje cambiará, porque está bajo un mayor diferencial de presión cuando ella está más alta en el tanque. Si ella tiene experiencia con esto, y le presta el tipo de atención minuciosa que esperaría de un buzo entrenado y un astronauta en entrenamiento, pensaría que difícilmente podría dejar de notarlo. Este efecto es menor cuanto mayor es la presión en el traje, pero el efecto anterior debería ser mucho mayor.

Este es el concepto del traje espacial que tenía en mente. space.com/4074-slimming-future-spacesuits.html Nada como los trajes actuales, mencioné esto en un comentario a otra respuesta, en caso de que te lo hayas perdido. La presión dentro del traje se ajusta continuamente para mantener una presión constante. Un procedimiento de rutina en las simulaciones de tanques de flotabilidad neutra. En el espacio, la presión no cambia.
No he encontrado nada que explique cómo se mantiene y equilibra la presión en los tanques de entrenamiento de astronautas. Sin embargo, estos astronautas no parecen tener ningún sistema en particular para evitar las 'curvas', aunque la velocidad de ascenso recomendada es de 60 pies por minuto, por lo que no es un gran problema en un tanque de 40 pies. Sospecho que pueden presurizar (y despresurizar) lentamente el traje a la presión más alta esperada.
Sin embargo, los trajes están específicamente diseñados para tener suficiente constricción para mantener la integridad en una atmósfera de diferencia entre el interior y el exterior (en el caso del espacio, una atmósfera en el interior, cero en el exterior). Es una pregunta interesante: nunca he leído ninguna ciencia ficción que describa un problema o un cambio en la sensación como usted sugiere cuando la 'esclusa de aire' está presurizada y despresurizada. El traje experimentaría lo mismo que usted describe al pasar de 10 m bajo el agua a la superficie (una atmósfera). Pero no hay nada que haya encontrado en una búsqueda.
Las cosas que no te cuentan en una novela de ciencia ficción. ciencia.howstuffworks.com/spacewalk3.htm
¿Cómo sabría esta astronauta en formación que estaba en una piscina en la Luna y no en la Tierra?
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