¿Es posible generar gravedad centrífuga haciendo donas?

Con la configuración correcta del cohete, ¿sería posible impulsarse en un círculo, como lo haría con las donas en un automóvil, para generar gravedad centrífuga?

Respuestas (3)

El empuje no generará gravedad, pero producirá una aceleración que puede ser indistinguible de la gravedad para un ocupante. Sí, es posible simular la gravedad haciendo que una nave espacial se empuje constantemente para viajar en círculos, pero sería una terrible pérdida de combustible.

Girar un objeto grande, o un par de objetos conectados por una correa, para simular la gravedad es más eficiente porque, una vez iniciado, continuará girando sin más aporte de energía.

Además, si bien puedes crear gravedad artificial girando la nave, realmente necesitas una nave grande (en forma de toroide) o una cuerda bastante larga para obtener cantidades significativas de gravedad artificial. El escenario de grandes naves significaría naves inmensamente más grandes que cualquier cosa que hayamos construido hasta ahora para el espacio. La correa larga es más práctica, pero es difícil que funcione sin interrumpir la órbita del vehículo (y mantener la estabilidad). También es algo que debe deshacer antes de volver a ingresar y cualquier nave que atraque deberá coincidir con su rotación (si es una estación espacial).
Todo esto agrega complejidad y requisitos de combustible. Dicho todo esto, la mayor parte de la razón por la que enviamos personas al espacio (ahora) es para hacer experimentos de microgravedad, por lo que cualquier implementación de estación espacial necesitaría tener una sección giratoria (gravedad) y una sección no giratoria (microgravedad) y una manera conveniente . para que los astronautas se muevan entre ambas áreas sin lesionarse, dañar cosas o simplemente desorientarse. Como tal, realmente no se ha puesto mucho esfuerzo en hacer un sistema de este tipo, a pesar de que es perfectamente manejable en el papel.
Cabe señalar que parte del movimiento de "rosquilla" continuaría también sin un mayor consumo de energía. Se necesita parte del empuje continuo durante un ejercicio de rosquilla de automóvil para superar la fricción (que está ausente en el espacio) y para evitar la aceleración lineal (que no se desea durante el truco del automóvil pero que en realidad puede ser ventajoso en una nave espacial). El movimiento resultante después de que el motor se detenga sería algo de volteo en el sistema de referencia original pero algo de rotación en el sistema de inercia del centro de masa del barco.
@J... grande solo significa que la gravedad en tu cabeza es más similar a la gravedad en tus pies. Si eso no importa, puedes girar más rápido.
@fectin Es la parte de "simplemente girar más rápido" la que se vuelve problemática ...
J no estás creando gravedad. Estás creando una fuerza Normal al rotar al astronauta (o en este caso al conductor) alrededor de un eje. Debido a que es una fuerza que empuja el cuerpo, se siente como la gravedad, pero es una fuerza absolutamente diferente. Supongo que podrías llamarlo "gravedad artificial", pero realmente no me gusta ese término, ya que confunde a las personas haciéndoles pensar que es un tipo de gravedad, cuando definitivamente no lo es.

Para un objeto basado en el espacio, no hay absolutamente ningún problema con la necesidad de energía: puede obtenerla de paneles solares, RTG (calor de fisión a electricidad a través del efecto termoeléctrico). Cada uno viene con un conjunto diferente de compensaciones, pero ahora todos funcionan en una nave espacial u otra (rovers de Marte, satélites, sondas de espacio profundo, ...).

Lo que no puedes tener en el espacio es masa de reacción (como en la acción y reacción de Newton). Incluso el propulsor más eficiente en masa (propulsores de iones acelerados eléctricamente) consume su combustible, y en el espacio profundo no se puede obtener más (a excepción del, actualmente teórico, Bussard Ramjet ).

Además, cualquier gravedad práctica (digamos la mitad de la gravedad de la Tierra) es alta en términos de tasa de consumo de combustible. No encontré valores de consumo de combustible, pero la inyección translunar fue un consumo de 350 segundos para 3 km/s delta-v, o aproximadamente una gravedad. El flujo de combustible fue (según esta página: https://www.nasa.gov/centers/marshall/pdf/499245main_J2_Engine_fs.pdf ) de aproximadamente 530 lb/seg, o 250 kg por segundo. En términos monetarios, eso es más de medio millón de dólares por segundo, pero el verdadero problema podría ser la disponibilidad, no el costo (los cohetes solo pueden levantar una cantidad determinada).

Entonces, mientras que la respuesta teórica a su pregunta es sí, la práctica en este momento es no.

Claro, aunque no puedo pensar en una razón por la que querrías hacer eso. Quemar los motores en cualquier dirección produce una aceleración que se siente como la gravedad. Dado el tremendo costo de traer más combustible , si estás en una nave espacial, probablemente estés tratando de llegar a alguna parte.

Girar en círculo no te da nada. No hay una atadura o similar para suministrar la fuerza centrípeta, por lo que la suministrarás con los motores. Y después de haber girado en un círculo, su cambio neto en la velocidad es cero.

Lo más probable es que simplemente se queme progrado o retrógrado, en línea recta, girando solo para mantener la nave alineada con su órbita. Además de usar combustible para llegar a donde se dirige en lugar de quemarse en círculos, los ocupantes estarán más cómodos ya que no tendrán que lidiar con fuerzas de Coriolis significativas .

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