¿Puede una nave espacial/estación giratoria imponer los efectos fisiológicos de la gravedad en los humanos? [cerrado]

La ISS es demasiado pequeña y sus módulos no están equilibrados para sostener un giro significativo.

Si queremos tener una estación espacial con gravedad artificial, tiene que estar equilibrada, como una rueda, y tener propulsores para controlar la rotación. Además, tener un segmento estático y no giratorio ayudaría con cosas como el acoplamiento y la orientación del panel solar. La estación no debe girar demasiado rápido porque puede causar mareos.

Se considera suficiente para la comodidad humana crear una gravedad artificial tan pequeña como 0,15 g, sin embargo, esto todavía no es suficiente para eliminar los efectos nocivos para la salud como la osteoporosis.

Puedes consultar Calculadora de fuerza centrífuga . Para obtener 0,15 g con 4 RPM, una estación debe tener un radio de 8,4 m. Para obtener 1 g completo, el radio debe ser de 56 m.

El problema aquí no es el enfoque, es la escala. El uso de la fuerza centrífuga para simular la gravedad a través del momento angular puede funcionar, pero en escalas más pequeñas presenta otros problemas. Por un lado, la "gravedad" simulada a pequeña escala sería considerablemente diferente entre la cabeza y las piernas, lo que haría que el movimiento fuera torpe y difícil. La ISS es demasiado pequeña para que la rotación sea práctica, y dado que se encuentra en una órbita terrestre baja, los aspectos prácticos de mantener esa órbita Y el momento angular solo aumentarían la complejidad de un sistema ya complejo. Si la ISS se hubiera colocado en el punto L5 de Lagrange, quizás esto sería más fácil pero aún tendría que ser mucho más grande.

Incluso a gran escala, no es una panacea. Hoy tenemos advertencias en los vuelos internacionales sobre la trombosis venosa profunda (TVP) porque estar sentados todo el día, incluso en un campo gravitatorio, no es bueno para nosotros. Tener la gravedad simulada solo ayudaría si hiciéramos ejercicio regular que realmente ejerza algo de tensión en nuestros huesos y articulaciones.

Realmente necesitas un anillo muy grande de algún tipo, donde todos vivan en su interior para que funcione. No conozco la escala viable mínima correcta, pero sospecho que estás hablando de un mínimo de la mitad del diámetro de la luna, por ejemplo.

[EDITAR] @Sugarbat;

Lo que dices es verdad; la presión ligeramente más baja amplifica el problema a niveles peligrosos, según tengo entendido. Pero, es la naturaleza sedentaria de ser un pasajero durante un período prolongado que es la causa raíz. Por cierto, los soldados británicos en guardia que tenían que permanecer firmes y completamente inmóviles frente a lugares como el Palacio de Buckingham siempre estaban entrenados para mover los dedos de los pies mientras estaban de pie para no dejar que sus piernas se durmieran, lo que puede causar preocupaciones similares; esto está parado a más o menos presión a nivel del mar durante un período prolongado. El verdadero asesino aquí es la falta de circulación; Los trabajadores de oficina sedentarios que no hacen ejercicio tienen (según algunos estudios) el doble de riesgos para la salud que los fumadores activos.

Entonces sí; Tienes razón, Sugarbat, y debería haber dejado en claro cómo estaba usando la TVP como ejemplo en este caso, es decir, que la falta de actividad física, incluso en un pozo de gravedad convencional, puede causar problemas en una variedad de otras condiciones.

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En teoría, se podría hacer girar una estación espacial para simular la gravedad de la Tierra. Teóricamente, esto podría mantener a los astronautas más saludables por más tiempo (aunque aún recibirían una mayor radiación). En teoría, podríamos construir un muelle giratorio o un volante gigante para ayudar a los barcos que no giran a atracar en dicha estación, o comprometernos a hacer girar a todos los barcos que intentan atracar.

"En teoría, la teoría y la práctica son lo mismo, en la práctica eso no es cierto". Pero dejando de lado toda la ingeniería del poder, ¿querríamos hacerlo?

No.

La ISS está hecha para jugar con la microgravedad. Hay una centrífuga que les permite comenzar a explorar la diferencia entre girar y microgravedad, pero la mayor parte de la ciencia necesita ingravidez: si quisiéramos gravedad, lo haríamos en el suelo.

ISS usa gran parte de su área de superficie interna, y con el giro solo podría usar dos paredes, algo así como la diferencia entre vivir en un contenedor de transporte de pie sobre su parte inferior o de pie sobre su puerta.

ISS tiene antenas y paneles solares en el exterior que necesitan mantenerse orientados. La gente sale a trabajar, esto sería más peligroso con una fuerza tratando de sacarlos de la estación.

También hay un problema importante con el ángulo. Una estación giratoria arroja a los ocupantes hacia el borde exterior de la estación, por lo que las paredes exteriores, de hecho, tendrían que ser el piso. EN otras palabras, su cabeza apuntaría hacia el lado del eje central y sus pies apuntarían hacia afuera. Eso significa que todo el equipo utilizable en dicha estación tendría que atornillarse a la pared exterior, por lo que podría caminar a lo largo de esa pared para usarlo. Obviamente, la ISS no está diseñada de esa manera. El diseño más sensato es, de hecho, un anillo enorme.

Fisiológicamente, la gravedad en la Tierra afecta los brazos, las piernas, la cabeza, el corazón, el sistema circulatorio, el sistema digestivo, el sistema esquelético, el sistema nervioso, etc. Una estación de fuerza centrífuga giratoria podría simular algo así, pero simplemente no es lo mismo. Los huesos de las piernas solo mantendrían su fuerza si los usara para moverse por la estación, pero los huesos de los brazos, los dedos, el cuello, la columna vertebral, etc. no tendrían la misma carga. Sospecho que la estación tendría que ser muy grande, como han sugerido otros, para cargar adecuadamente tu cuerpo.