¿Es factible la gravedad artificial en la exploración espacial tripulada a largo plazo?

La gravedad "artificial" es el nombre dado a las técnicas para crear una aceleración que imita la fuerza gravitatoria. Hay dos formas principales de hacer esto, las cuales son muy factibles:

1. Rotación: en este caso, la aceleración es creada por la fuerza centrípeta . La estructura giratoria acelera a la tripulación al obligarlos a seguir un camino curvo (generalmente circular). Esto generalmente se representa como un toroide giratorio, pero probablemente sea más fácil de hacer con un compartimiento para la tripulación atado a un contrapeso que gira alrededor de su centro de gravedad combinado.
2. Aceleración continua: en este caso, el vehículo experimenta un empuje constante, lo que acelera a la tripulación y da la impresión de gravedad. Esto probablemente solo sea práctico para misiones muy largas (¿interestelares?) Y, de hecho, probablemente sea un efecto secundario beneficioso de la propulsión requerida.

Ambos métodos probablemente mejoren el entorno a largo plazo para la tripulación, pero agregan complejidades significativas a la nave espacial.

Suponiendo un presupuesto suficiente, un hábitat giratorio es una opción muy viable. Para mantener 1G y una rotación aceptable de ≤2 RPM, se necesita un radio de aproximadamente 223 m.

Dadas las necesidades humanas, un toro de tubo de hábitat de 5 m con un radio medio de 223 m, con un par de cascos de acero de 1 mm, es una masa de unos 55 metros cúbicos de acero o unas 300 toneladas métricas, solo para un toro estructural bastante delgado. Agregar una estructura de soporte adicional debería al menos duplicar esa masa. Ese es el gasto prohibitivo.

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En la exploración espacial tripulada a largo plazo, donde su objetivo es interestelar y su marco de tiempo es dentro de una sola vida humana. La falta de gravedad simulada no es el problema, sino el factor limitante del tiempo de tránsito.

Suponiendo suficiente propulsión (es decir, estatorreactor Bussard ), la nave aceleraría a 1 gravedad hasta la mitad del camino hacia el destino, luego, en el punto medio, daría la vuelta y desaceleraría durante la otra mitad del viaje. Aparte de un breve período de gravedad cero al girar, la aceleración del contenido proporcionaría "gravedad artificial".

Solo puedes acelerar tan rápido sin aplastar a los ocupantes de tu nave. Por lo tanto, estar limitado a una sola gravedad para la aceleración es uno de los factores limitantes clave para llegar muy lejos en la vida humana.