¿Formas de amortiguar a un humano no aumentado contra fuerzas G altas y prolongadas?

La ciencia ficción blanda utiliza amortiguadores de inercia. La ciencia ficción más dura usa cosas como sofás de choque avanzados, exoesqueletos robóticos o (mi favorito personal) cócteles de drogas llenos de estimulantes y otros medicamentos como el "jugo" de Expanse. Estoy buscando algo un poco diferente y un poco fuera de lugar. Ideas para manejar altas aceleraciones que implican pensar mucho fuera de la caja. No estaba muy seguro de por dónde empezar a investigar tecnologías como esta, pero tengo algunas ideas (bastante tontas) que se me ocurrieron. Cosas como la criogenia que congela todo excepto el cerebro (probablemente bastante tonto), sumergiendo a la tripulación en tanques de agua o líquido oxigenado rico en nutrientes para quitar el peso de sus huesos y músculos (definitivamente bastante tonto), e incluso mantener a la tripulación en un estado constante de caída libre con un túnel de viento gigante que proporciona un empuje hacia arriba equivalente a la gravedad de empuje artificial actual (muy, muy tonto). ¿Alguien aquí tiene alguna otra idea que esté un poco más fuera de lugar o que pueda funcionar mejor?

Para aclarar, estoy buscando específicamente métodos únicos, creativos y/o novedosos para lidiar con un período prolongado de alta aceleración a bordo de una nave espacial cuando la tripulación no puede darse el lujo de prepararse como cyborg para el viaje. Algo así como 3-5 gs constantes al menos, probablemente más como 9-12 durante un período de unos pocos meses con descansos mínimos de gravedad cero. Este método o tecnología también tendría que ser capaz de manejar ráfagas cortas que duran de unos pocos segundos a unos pocos minutos hasta 30-40 g (como el trineo de cohetes utilizado por John Stapp). Y por encima de todo, tiene que ser científicamente plausible (algo que probablemente algunas de mis ideas no lo sean).

Quizás otro enfoque podría ser mirar por qué necesita fuerzas g tan altas en primer lugar. Podría haber una mejor manera si entendiéramos lo que estaba tratando de lograr.
Es para una "carrera espacial" literal. Una especie de versión de ciencia ficción de La vuelta al mundo en 80 días (con un toque de Death Race). La mayoría de los concursantes son cyborgs o algún tipo de transhumano que se han despojado de solo las partes orgánicas más vitales para salvar el soporte vital y otros sistemas que tomarían más masa de la necesaria. Esto les permite soportar aceleraciones locas con el andamiaje adecuado para sus partes blandas. Un corredor es un buscador de emociones no mejorado que quiere ser el primer humano de referencia en terminar la carrera solo para demostrar que es posible mantenerse al día.
Interesante. ¿Qué tal algunas restricciones de estilo de Fórmula 1 que obligan a los concursantes a "solo" hacer 1.5g o algo así? Después de 6 meses con esa aceleración, estaría en velocidades relativistas (y tiene que reducir la velocidad en el otro extremo y luego, de alguna manera, llegar a casa.
Mi respuesta a esta pregunta puede ser útil aquí. Tenga en cuenta que una aceleración continua de 10G alcanzará la mitad de la velocidad de la luz en solo dos semanas y media, y la potencia de salida de un sistema de propulsión capaz de producir tanto empuje e impulso específico destruiría el planeta.
Para usar la analogía de La vuelta al mundo en 80 días, volar hasta Plutón y regresar en 80 días requiere una aceleración continua de solo 2 m/s, o una quinta parte de G. En 3G, ida y vuelta son tres semanas. Necesita densidades de potencia de conducción realmente ridículas y excesivas para que el equilibrio óptimo de impulso y empuje específicos requiera más de 5 G de aceleración.
Entonces, quizás la solución aquí desde el punto de vista de la escritura no es hacer que la carrera sea más emocionante haciendo que los corredores ejerzan fuerzas g extremas, sino enfatizar los peligros de las fuerzas g prolongadas y qué tan rápido irás después de unos pocos. semanas incluso con unos pocos gs de aceleración?
No estoy seguro de que las fuerzas G sean la mejor manera de lograr el tipo de efecto de "perdedor" que buscas para empezar. Estoy pensando que si el objetivo es que esta sea una carrera centrada en las habilidades de los pilotos en lugar de una mera competencia tecnológica, es necesario que los propios pilotos hagan parte del trabajo pesado de la planificación y las operaciones en lugar de subcontratar todo a piloto automático, de lo contrario, solo están listos para el viaje.
Entonces, ¿qué hay de tener una de las estipulaciones de la carrera de no usar navegación/aviónica a bordo? Los implantes cerebrales de tus cyborgs les permiten planificar sus maniobras y ejecutarlas al milisegundo, mientras que el tipo normal tiene poco más que una calculadora, una regla de cálculo y un cronómetro para evitar estrellarse contra Júpiter a unas pocas docenas de km/s. Es una desventaja tangible que puede explotar para generar tensión y logra el mismo objetivo general de "demostrar que las personas normales pueden hacer lo que los cyborgs".
Tenga en cuenta: esta pregunta es muy similar a esta pregunta: worldbuilding.stackexchange.com/q/74052/2964

Respuestas (4)

Puede hacer esto, quizás , con una combinación muy precisa de campos magnéticos ultrafuertes. Esto se llama levitación diamagnética y tiene efecto sobre cualquier cosa que contenga agua. En el video se ve una rana sometida a una fuerza de exactamente 1 g, flotando así en microgravedad. Nada te impediría aumentar esa fuerza y ​​contrarrestar una mayor aceleración.

Actualmente, casi nada se sabe sobre los efectos secundarios biológicos de la levitación diamagnética, excepto que no es letal de inmediato (la rana sobrevivió sin efectos nocivos). Si estar sujeto al campo causa cáncer, agotamiento del calcio óseo o paro cardíaco, o incluso discapacidad mental temporal, entonces, por supuesto, este método sería imposible... pero, por ahora, nadie puede derribar un amortiguador de inercia de levitación en esos motivos (los humanos parecen no sentir efectos significativos de los generadores de imágenes MNR; aunque algunas investigaciones, por ejemplo, Persinger et al., parecen indicar que los procesos de pensamiento se ven afectados de alguna manera)

La aceleración diferencial entre partes del cuerpo con diferentes contenidos de agua (por ejemplo, los huesos del cráneo y los globos oculares o el cerebro) se sentiría como una incomodidad, por lo que no podrá compensar aceleraciones arbitrariamente grandes.

Incluso si funcionara, habría severas limitaciones en la movilidad dentro del campo. Con suficiente energía sería posible apantallar una habitación entera (dos metros de altura) de modo que sólo experimente un g verticalmente, pero creo que sería ruinosamente caro. Cuanto mayor sea el volumen habitable, mayor será la fuerza de marea que experimentará (llevando la sangre hacia sus extremidades) a menos que aumente el volumen real.

Otra dificultad sería la orientación del campo. Si, como parece probable, el campo se puede redirigir lo suficiente, entonces también se puede compensar la aceleración lateral. Pero si por alguna razón esto no se puede hacer, está restringido a compensar la aceleración vertical, por ejemplo, un despegue, y las maniobras se limitarán a una o dos g por períodos cortos, sin peleas de perros de alta aceleración.

Además, no me gustaría ser un aparato electrónico inmerso en ese campo. Las fuerzas de Lorentz por sí solas serían un infierno para los cobres conductores de corriente, los chips se verían polarizados por los efectos Hall, etc. Puede diseñar consolas fijas para que estén protegidas contra el campo (y sujetas a la aceleración total), pero no relojes, asistentes portátiles o cualquier cosa que deba levantarse o bajarse con fuerza muscular; casi seguro, sin implantes, marcapasos o perforaciones también.

Voté negativamente porque pensé que los humanos sufrían problemas mentales con una fuerza de campo magnético demasiado baja para que esto fuera práctico, luego fui a buscar una cita para hacer un comentario... y no pude encontrar ninguna. Pero ahora no puedo votar porque han pasado más de 5 minutos. Supongo que hasta que los votos se bloquean. Perdón.
No te preocupes, @TLW. ¿Posiblemente estabas pensando en la investigación de Persinger? Hay indicios de que los campos magnéticos intensos podrían afectar al cerebro. Insinué eso, posiblemente debería haber sido más claro.

Bueno, hay algunas opciones que veo. Uno está en tu categoría definitivamente bastante tonta y es la respiración líquida . Si no recuerdo mal, esta es una idea que se analizó para viajar a Marte. Podrías combinar eso con un G-Suit y probablemente te iría bastante bien. El mayor problema es permitir que la sangre fluya hacia y desde el cerebro. Pero si tiene un líquido externo como los perfluorocarbonos (comúnmente utilizados en la respiración líquida), presionando contra sus piernas podría ayudar a empujar la sangre de regreso a su cerebro.

Así que supongo que estoy proponiendo la respiración líquida. Sumerja a sus viajeros en líquidos de perfluorocarbono enriquecidos con oxígeno que son más densos que la sangre. Cuando haces la maniobra (X)g, los perfluorocarbonos empujan contra las piernas forzando la sangre al cerebro. Solo asegúrese de que su plataforma de respiración líquida reciba oxígeno constantemente. No estoy 100% seguro de cómo actúan los perfluorocarbonos no enriquecidos con oxígeno en relación con los perfluorocarbonos enriquecidos con oxígeno.

Esta es una mitigación interesante, aunque no evita daños internos. (O, para citar una historia de la que no recuerdo el título, '¿qué sucede cuando se le cae una llave inglesa a un submarino?')

Creo que ya se ha hecho una pregunta muy similar aquí que podría resultarle de interés.

Según se informa, se ha sobrevivido a 1,5 g durante 7 días, pero dudo que el tipo de aceleración del que está hablando sea soportable durante tanto tiempo. Los breves períodos que se han soportado podrían extenderse a unas pocas horas quizás usando los trajes de presión especiales que usan los pilotos de aviones de combate, pero dudo mucho más que eso. Las funciones corporales humanas normales, como comer y beber, presentarían problemas importantes; la gente podría ahogarse fácilmente.

Es casi imposible. los mayores problemas no se pueden prevenir, es decir, los fluidos corporales se separan y no pueden circular correctamente. Realmente no hay forma de contrarrestar esto con el cuerpo humano tal como es, incluso sumergir a la persona por completo en líquido (incluida la respiración) y manejar todo a través de tubos no evitará esto.