No, pero inducirá una aceleración que, para nuestros propósitos, es algo indistinguible de la gravedad.
La gravedad resulta de la presencia de masa y la curvatura del espacio. “Sentimos” la gravedad al detectar la aceleración.
La idea de la gravedad simulada es sustituir otra aceleración (de la fuerza de reacción a la fuerza centrípeta) en lugar de la gravedad. Para proporcionar esta gravedad simulada, la nave espacial se rotaría, haciendo que los contenidos internos sean empujados contra el borde exterior, dando una sensación de peso.
- ¿Cómo tiene gravedad un asunto?
- ¿Es la aceleración igual a la gravedad?
- ¿Cuánta fuerza ejerce un cuerpo, digamos una manzana, sobre la tierra?
- ¿Cómo puede estar el centro de gravedad fuera del cuerpo?
- ¿Qué determina la frecuencia de las ondas gravitacionales?
La fórmula para esta fuerza centrípeta es:
Lo que significa que estamos poniendo una velocidad angular (ω) en el vehículo. A una distancia (r) del centro dará como resultado una fuerza equivalente en el impacto de mg (peso).
En teoría, no es tan complicado. Digamos que la rueda giratoria en la película tenía un radio de 32 metros.
O.562 radianes por segundo es 5.37 revoluciones por minuto. Si la rueda girara a 5.37 rpm, un astronauta cuyos pies se colocaron contra el borde exterior sentiría como si tuvieran el mismo peso que en la Tierra.
Donde se complica (además de construir una estructura tan complicada) es que el tamaño pequeño de la rueda produce algunos aumentos de efectos que no son tan perceptibles en la Tierra mucho más grande.
La magnitud de la aceleración cambia con la distancia. También lo hace con la gravedad, pero como la Tierra es enorme, ese cambio es mucho más lento. Pero en una rueda pequeña, como la que estamos hablando, la distancia relativa de los pies de una persona a la cabeza es una porción significativa del radio de la rueda.
Veamos cuánta diferencia en la aceleración habría para un astronauta pies versus cabeza en ese escenario. Para simplificar, usaremos un astronauta alto (2 metros). Eso reduce nuestro radio de 31 ma 29 m, que a las mismas 5.37 rpm (0.562 radianes por segundo) cambia el valor de g:
g = (ω ^ 2) r = (0.562) (29) = 9.16 m / s ^ 2 (aproximadamente 6.5% menos que 9.8 m / s ^ 2)
Y consideremos las diferentes velocidades que viajan las dos partes del cuerpo. Los pies viajan en un círculo más grande que la cabeza. Si bien ambos tienen la misma velocidad angular, los pies se mueven linealmente más rápido que la cabeza.
La velocidad lineal es v = ωr
Los pies de nuestro astronauta se mueven a 17.43 metros por segundo y la cabeza de nuestro astronauta se mueve a 16.3 metros por segundo. Esto da como resultado lo que se llama el efecto Coriolis. Imagina que nuestro astronauta estaba sentado y de repente se puso de pie. Deberían simplemente mover la cabeza hacia arriba verticalmente, pero debido a que la cabeza tiene una velocidad lineal y se está moviendo a un lugar donde necesita tener una velocidad lineal más baja, el astronauta se encontraría cayendo hacia adelante cuando su cabeza intentara moverse más rápido que Debe mantener una velocidad angular constante.
Estos factores deben tenerse en cuenta al planificar dicho entorno. En general, se considera que debemos limitar la velocidad angular a no más de 2 rpm (0.209 rad / s) para minimizar el gradiente entre el pie y la cabeza. Eso significa que para mantener la misma cantidad de gravedad artificial, necesitamos un radio mayor.
Si conectamos ese número superior en nuestra fórmula, podemos determinar un radio mínimo para nuestra nave espacial.
Entonces, para simular la misma cantidad de gravedad que sentimos en la Tierra, la rueda necesitaría ser un poco más grande. Sin embargo, nadie dijo que necesitáramos duplicar exactamente la gravedad de la Tierra. Quizás usar 1/3 de gravedad como en Marte sería satisfactorio o incluso 1/6 de gravedad como en la Luna. Haremos un cálculo más para ver qué cantidad de gravedad podría proporcionar la rueda de manera segura.
Eso es 1/7 de la gravedad de la Tierra, un poco menos que la luna. Es suficiente que su café permanezca seguro en su taza. Es suficiente que puedan pararse y dejar un bolígrafo sobre un escritorio para que permanezca allí, pero si es suficiente para mantener los procesos biológicos es una cuestión diferente que aún se está estudiando.
