¿La rotación de la nave espacial/estación por gravedad artificial haría que el "eje" también girara?

tldr: No, una vez que un objeto gira, su eje permanecerá fijo en ausencia de fuerzas externas.

Helicópteros

El rotor de un helicóptero típico experimenta resistencia, lo que hace que disminuya la velocidad (transfiriendo el momento angular al aire circundante). Para mantener la nave en el aire, el motor del helicóptero debe proporcionar un par constante al rotor. Esto hace que el cuerpo del helicóptero gire en la dirección opuesta a un ritmo creciente.

Dado que es difícil pilotar un helicóptero mientras se vomita, se usa un rotor de cola para proporcionar un par inverso en el cuerpo del helicóptero para mantenerlo estable. El par inverso se ajusta para que coincida con el par del motor (ligeros cambios en el par inverso nos permiten guiñar el helicóptero).

Nota: no todos los helicópteros utilizan rotores .

Nave espacial giratoria

A diferencia de un helicóptero, una nave espacial opera en el vacío y, por lo tanto, no experimenta arrastre angular en sus partes giratorias, por lo que no se requiere torsión para mantenerla girando.

El efecto giroscópico (consecuencia de la conservación del momento angular) asegura que nuestro eje de rotación permanezca fijo. Esto es muy útil para las naves espaciales del mundo real si queremos mantener sus paneles solares y antenas apuntando en una dirección constante. También es útil si queremos hacer girar toda nuestra nave, como con un anillo de gravedad .

Advertencias

Desafortunadamente, el mundo real a menudo se interpone en el camino de la física idealizada . Aquí hay algunos problemas que puede encontrar:

• Nuestro modelo ideal asume que no hay fuerza externa (neta) sobre nuestra nave espacial. En el espacio profundo, esta es una buena aproximación, pero cosas como los vientos solares, la resistencia atmosférica y las fuerzas de las mareas pueden producir un par neto pequeño. Esto puede resultar en una precesión inducida por torque donde su vector de eje de rotación traza un círculo en el espacio.

• A menos que su eje de rotación esté perfectamente alineado con uno de los ejes principales, experimentará una precesión sin torque . Este es un 'bamboleo' periódico constante que se puede ver cuando se lanza un frisbee . Esto se vuelve virtualmente garantizado, consideramos que una nave espacial tripulada siempre cambiará su distribución de masa interna: las personas que se mueven en el interior cambiarán el momento de inercia y provocarán una rotación fuera del eje.

• Si elige girar en el eje principal incorrecto, encontrará el teorema del eje intermedio y su giro será inestable, lo que hará que el eje de rotación cambie periódicamente. Este video proporciona una excelente demostración de cómo sentir mareo espacial.

• Si nuestra nave tiene una parte giratoria y una parte no giratoria, la fricción en la articulación conspirará para hacer girar hacia abajo la primera y hacer girar la segunda.

Todos estos pueden mitigarse con un diseño muy cuidadoso (ver sondas espaciales estabilizadas por giro ), gestión activa de la distribución de masa o gestión de actitud activa utilizando propulsores a bordo.

Las piezas que giran en sentido contrario se pueden usar para evitar los primeros tres problemas al tener un momento angular total neto cero, pero aún sufre mucho por el cuarto problema de la fricción.

Si no tienen contacto, y en velocidad fija en el espacio, la respuesta es No (casi imposible).

Pero si están conectados, sí. No existe un dispositivo perfecto de fricción cero. Estás arrastrando uno contra el otro.

Es posible que necesite un ajuste de torsión (tal vez algunos brazos o cuerdas con longitud ajustable para la calibración) para mantener el eje estable, o tal vez desee que el eje gire en sentido contrario y obtener dos hábitats (principal y eje) con gravedad para evitar tal un dispositivo.

Tenga en cuenta que tendrá un efecto giroscópico si está en órbita.