¿Tendría que girar un anillo Stanford Torus más pequeño para generar la misma cantidad de gravedad artificial?

Jason De Donno expresa esto mejor, creo. Solo estoy agregando algunos detalles que espero sean útiles, ya que la gravedad artificial (“gravedad” centrípeta, del tipo que ya sabemos cómo generar) es tan importante para los viajes espaciales humanos de larga duración a cualquier lugar fuera del espacio cislunar, sin mencionar presencia humana a largo plazo en cero-G o “microgravedad” en cualquier lugar fuera de cualquier pozo de gravedad significativo. Es decir, cualquier estación espacial! Todos los problemas con los que los astronautas han estado luchando en la EEI e incluso durante los vuelos del Apolo a la Luna (pérdida de masa muscular, pérdida de densidad ósea, cambio de órganos, cambio de líquidos, enderezamiento de la columna, etc.) pueden resolverse por completo mediante centrípeto. gravedad, si lo hacemos bien. Soy consciente de las diversas razones por las que no está sucediendo, por ejemplo, en la propia EEI, y esa es una discusión separada. Pero por ahora, es importante comprender la experiencia de la gravedad centrípeta y por qué simplemente no se puede aplicar a una pequeña nave espacial (como la cápsula de Orión o la cápsula del Dragón) sin proporcionar un anclaje y contrapeso para que gire. Y más vale que sea un contrapeso adecuadamente masivo y una correa bastante larga. O, en el contexto de esta pregunta, una cubierta de anillo decentemente grande alrededor de una nave estelar.

La diferencia en el momento angular entre la parte de su cuerpo (¡generalmente su cabeza!) Que está más cerca del centro de giro (el “eje”) y la parte de su cuerpo (generalmente sus pies) que está más lejos del centro de giro es en sí misma una “fuerza”, llamada la fuerza de Coriolis. Tiene efectos interesantes en la trayectoria de los objetos lanzados al aire (hacia el eje), y también en el oído interno, causando problemas de equilibrio, problemas de propiocepción y náuseas.

Las rpm (revoluciones por minuto) no importan, en realidad, solo la diferencia en el momento angular entre dos puntos a diferentes distancias del radio de giro. Para minimizar el efecto Coriolis (es realmente un efecto, no una fuerza en sí mismo), minimiza la proporción de …

(la altura promedio de una persona): (el radio de la estación)

Otra forma de pensar en esta relación …

(distancia entre el oído interno y los pies): (distancia entre el eje de giro y la plataforma sobre la que se está parado)

Si esta proporción, para su “anillo más pequeño alrededor de una nave estelar”, fuera solo 1: 4, los miembros de la tripulación dormirían cómodamente en su anillo de gravedad centrípeta, pero pronto aprenderían a rodar horizontalmente fuera de la cama y arrastrarse tanto a cuatro patas como sea posible: el simple acto de sentarse de repente en posición vertical causaría náuseas y mareos. Pero si esta relación pudiera ser tan pequeña como 1:10, el efecto Coriolis aún sería detectable, pero no tan malo: nadie querría jugar baloncesto en el gimnasio de la nave espacial, o incluso saltar la cuerda, pero estar de pie, caminar, repentino giros y patos, causarían solo una desorientación menor, algo que molestaría a los recién llegados, pero los miembros de la tripulación se acostumbrarían, como los marineros que se acostumbran a una cubierta constantemente bajo sus pies que eventualmente “consiguen sus patas de mar”.

Y si puede hacer que esta proporción sea 1: 100 o menor, el efecto Coriolis se vuelve tan pequeño (a cualquier rpm que se pueda sobrevivir) que pase desapercibido hasta que se forme una liga de softbol o béisbol en la estación. 😉

Si. La fuerza depende de la velocidad al cuadrado dividida por el radio. Debido a que la velocidad aumenta con el radio, la fuerza también aumentará con el radio. Por lo tanto, un radio más pequeño necesitará una velocidad mayor para tener la misma fuerza.

El problema es que cuanto más pequeño sea el toro, mayor será la diferencia en las fuerzas ejercidas entre los pies y la cabeza, las fuerzas de marea, que pueden ser muy incómodas.

Sí lo haría. Pero para los humanos, cuanto más altas son las RPM, mayores son los efectos secundarios.

En general, se cree que a 2 rpm o menos, no se producirán efectos adversos de las fuerzas de Coriolis, aunque se ha demostrado que los humanos se adaptan a velocidades tan altas como 23 rpm.

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Todavía no se sabe si exposiciones muy largas a altos niveles de fuerzas de Coriolis pueden aumentar la probabilidad de acostumbrarse. Los efectos inductores de náuseas de las fuerzas de Coriolis también pueden mitigarse restringiendo el movimiento de la cabeza.

Gravedad artificial – Wikipedia