En varias novelas de ciencia ficción, he leído que los humanos se sumergen en agua (o en una sustancia similar al agua) para permitir una mayor aceleración. Ahora, tengo mucha curiosidad. ¿Es esto cierto? ¿Puedes acelerar más rápido sin sufrir ningún tipo de daño si estás sumergido?
¿Existe alguna fórmula que me brinde una relación entre los efectos de la aceleración en el cuerpo humano cuando no está sumergido frente a los efectos cuando está sumergido en un fluido con diferentes niveles de viscosidad?
Sí, la inmersión en un fluido puede ayudar a manejar la carga G.
Supongo que las altas cargas G en las novelas de ciencia ficción están en historias sobre naves espaciales de combate capaces de ráfagas cortas de aceleración muy alta.
Los factores clave son la incompresibilidad de los fluidos y la flotabilidad.
Hay tiburones que vagan entre profundidades de kilómetros y justo en la superficie. En cada profundidad su flotabilidad es la misma. Una alta carga G aumentaría la presión del agua, pero estos animales no se ven afectados por esas diferencias de presión.
La flotabilidad exterior e interior del cuerpo distribuye la carga uniformemente, de modo que habrá muy poca tendencia a que una parte del cuerpo se mueva en relación con otras partes. En particular, la sangre permanecerá distribuida uniformemente. Supongo que si en algún otro planeta una especie inteligente de tiburón evoluciona hasta un punto en el que están listos para luchar en el espacio, entonces están listos para las cargas G extremas.
¿Se puede recrear eso para los humanos?
Por supuesto, debe reemplazar el aire respirable con un líquido; Los pulmones llenos de aire colapsan cuando aumenta la presión. De hecho, ha habido experimentos en los que los humanos tenían sus pulmones llenos de un líquido que tiene una alta capacidad para disolver oxígeno en él, pero las moléculas del líquido en sí no pasaban al torrente sanguíneo. La cantidad de oxígeno que se disolverá en el agua no es suficiente para cubrir los requerimientos de oxígeno del cuerpo humano, hay que utilizar algún otro líquido. En segundo lugar, para la respiración de fluidos, las bombas especiales deben mover el fluido hacia adentro y hacia afuera de los pulmones, porque los músculos de los pulmones no son lo suficientemente fuertes para mover esa cantidad de fluido.
Pero ordenar los pulmones no es suficiente, creo.
Hay una serie de bolsillos llenos de gas en la cabeza humana: los senos paranasales, los oídos internos (y puede haber otros que no conozco). Cuando un buzo desciende, tiene que igualar la presión en esos bolsillos hacia el exterior. presión de vez en cuando, y lo mismo en la subida.
Puede ser que esas bolsas llenas de gas en la cabeza sean un factor limitante para lidiar con un cambio repentino de presión.
También está la cuestión del órgano sensorial en nuestro oído interno que siente cómo estás orientado. Puede ser que bajo una carga G extrema, esos órganos sensoriales se toquen con tanta fuerza que haya un dolor agudo.
Puede haber algo de verdad detrás de esta afirmación, ya que la fuerza se puede distribuir mejor sobre la superficie del cuerpo en un líquido ( http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/kitchenscience/exp/dropping-eggs/ ). Supongo que el efecto sería aún mayor si la aceleración se debiera a la gravedad, por lo que la fuerza se distribuiría sobre el volumen del cuerpo, por lo que la aceleración relativa de las partes del cuerpo sería pequeña.
Si acelera en mientras está sumergido en agua, respirando aire de un regulador (el regulador de buceo funcionaría), los efectos en el cuerpo serán como estar sujeto a bar de presión aquí en la Tierra, en metros de profundidad.
Estarás narcótico y saturado como un buceador, pero por lo demás te sentirías perfectamente bien. Respirando otros gases, como el heliox, podría estar sujeto a hasta 50G, acelerando a y se necesitaría descompresión, como ralentizar la aceleración durante un tiempo más largo.
Si un cuerpo humano se sumerge bajo 1 metro de agua y la aceleración es de 5 G, la presión del agua sería como si el cuerpo estuviera sumergido bajo 5 metros de agua. Sin embargo, si el cuerpo se sumerge por debajo de 0,1 metros, a 5 G se sentiría como 0,5 metros. De esta forma, debería ser fácil llegar a 100G bajo 5 cm de agua (lo que correspondería a 5 metros de presión de agua). Esto sería muy fácil de sostener durante mucho tiempo, sin usar pulmones de llenado de líquido. Cuando enviaba personas al espacio usando un sistema como Star Tram, les daba a los astronautas equipo de buceo (especial), los ponía en un tanque poco profundo y los ponía en órbita con 100 G (1000 m/s^2) durante 9 segundos.
Arsen Zahray