¿Cuál es la aceleración más alta que un ser humano normal podría soportar con seguridad durante (digamos) 8 horas?

Nota técnica de la NASA D-337, Centrifuge Study of Pilot Tolerance to Acceleration and the Effects of Acceleration on Pilot Performance (1960) , páginas 30 y 31, grafica la tolerancia de la fuerza G durante períodos de tiempo. Estos son los límites donde los pilotos aún pueden funcionar. Todos muestran una clara tendencia a la baja a lo largo del tiempo.

El período más largo de fuerza G sostenida evaluado en el estudio es de ~35 minutos a ~3,5 Gs en la posición menos favorable de "ojos hacia abajo" (es decir, desaceleración).

Estos proporcionan un límite superior para la tolerancia. Al extrapolar a 8 horas, tenga en cuenta que las escalas del gráfico son logarítmicas.

Este artículo habla sobre el experimento de la NASA con cargas g aumentadas.

Resumen: realizan sesiones de 22 horas que se suponía que los sujetos debían pasar en una centrífuga, esto incluía ponerse de pie cada 4 horas. El autor del artículo realizó la sesión a 1,25 g (con alguna situación médica peligrosa). El tipo antes que él logró 1,5 g, pero se enfermó al final. No está claro cuánto de los problemas se debió a la gravedad y cuánto a la fuerza de Coriolis.

Nadie ha mencionado aún la posibilidad de un tanque de aceleración. Si un pasajero se sumerge en un tanque rígido fuerte lleno de líquido con prácticamente la misma densidad que el tejido humano, la fuerza G efectiva se reduce a uno dependiendo de la diferencia de densidad entre el líquido y el tejido humano. Somos principalmente agua, por lo que el agua es una buena combinación. Los huesos son más densos, pero los huesos y los tejidos conectivos óseos son resistentes porque ese es su propósito. El tejido pulmonar es probablemente el más vulnerable: no se puede llenar con agua porque tenemos que respirar aire y es delicado. Las ondas de choque de las grandes bombas matan al romper los tejidos pulmonares.

¿Pero tenemos que respirar aire? Hay clorofluorocarbonos químicamente inertes que pueden transportar una gran cantidad de oxígeno disuelto. Una rata puede sumergirse en dicho líquido y puede "respirarlo" durante un tiempo considerable. No sé si se ha probado en humanos (y si es así, puede clasificarse como secreto). Una emulsión de tal CFC en solución salina tiene aprobación médica como sustituto de la sangre de emergencia cuando no se dispone de una transfusión compatible.

De todos modos, supongo que algo así como 10G respirando aire en un tanque de agua y tal vez hasta 50G respirando un líquido CFC oxigenado.

La penalización de peso para un tanque de aceleración es muy considerable (muchas veces mayor que la de un pasajero o piloto), por lo que la idea nunca ha sido práctica en aviación o vuelos espaciales. Sin embargo, si hay una fuente de energía muy barata para la propulsión, tal vez podría volverse práctica.

Hacer un planeta habitable para humanoides: El planeta

Puse una pequeña sección allí sobre las fuerzas G. La orientación es MUY importante, algunos humanos pueden manejar hasta 45G por períodos cortos de tiempo si están colocados correctamente (globos oculares en/sobre su espalda - corazón-cerebro al mismo nivel, columna apoyada, etc.). La vibración también es importante. Si está en la frecuencia incorrecta, incluso los niveles bajos de G extra pueden ser increíblemente dañinos. Si se trata de un transbordador, y tiene a sus humanos en asientos acunados, correctamente orientados, entonces puede obtener mucho más de ellos que, por ejemplo, los pilotos de combate, que experimentan sacudidas y giros, en lugar de orientarse correctamente hacia el eje de empuje.

Los 6G se manejan por algo así como 10m; porque solo puedes manejar 10G por alrededor de 1m.

Supongo que un máximo de alrededor de 2G sostenido durante las 8 horas que está especificando (no creo que nadie haya tenido la oportunidad de probar esa duración, y mucho menos obtener algún tipo de promedio). Y esto no sería ni la mitad de agradable.

Creo que si estás lanzando desde la superficie de un planeta/pozo de gravedad, querrás variar el empuje. Mucho al principio, luego dar un descanso a los humanos, luego entrar en un régimen de empuje constante y sostenido. Una gran cantidad de empuje lo sacará rápidamente de un pozo de gravedad, mientras que un empuje más bajo llevará mucho más tiempo para llegar a una distancia más pequeña, dependiendo de la tecnología, obviamente.

Por supuesto, esta será una tecnología casi mágica, ya que mantener tanto empuje durante tanto tiempo es difícil: el 90% de la masa de un cohete es propulsor, y nunca hemos hecho un SSTO. Es más fácil dejar caer los motores después de su uso que lidiar con las complejidades de las diferentes necesidades de empuje. Y quemas la mayor parte de eso dentro de los primeros 2:30 (para el transbordador).

La mayoría de los cohetes solo se queman en el despegue alrededor de 1+0.3G a veces 1+0.6G, debido a la escala del motor, etc. Lo que parece un desperdicio, ya que cuanto más tiempo estás en el pozo de gravedad, más tienes que quema solo para mantenerte a la par.

Los pilotos de combate pueden vivir una tremenda aceleración 3g sin romperse los huesos, cuando hacen giros bruscos. Se espera que cualquier cantidad superior a 3,5 g deje daños permanentes en los huesos y tendones. La tripulación (si está bien entrenada para viajes espaciales) podría soportar hasta 3,5 g sin sufrir ningún daño permanente.