Nadie lo sabe. Podría ser desde unos pocos metros, hasta decenas o cientos de kilómetros.
Los experimentos en tierra sugieren 1 a 3 rpm. Eso lo haría en algún lugar entre 200 metros (a 3 rpm, g completo) y 1.8 km (a 1 rpm, g completo).
Pero, no podemos confiar demasiado en esas cifras. El problema es que los experimentos solo se han realizado en el terreno, nadie ha hecho este experimento en el espacio.
- ¿Cuál es el límite superior de la velocidad que se puede lograr usando el método de tirachinas alrededor de los planetas? ¿No sería posible seguir repitiendo este proceso hasta que la nave espacial viaje muy rápido?
- ¿Cómo funciona una máquina en Marte sin gravedad? Sin gravedad, ¿cómo se para la máquina en la superficie de Marte?
- Si la "fuerza" de la gravedad tiene un límite de distancia, ¿cómo afectaría esto a la teoría?
- ¿Cómo se relaciona la segunda ley de Newton con la fuerza de la gravedad?
- Si la masa es la fuente de gravedad, ¿puedes extraer energía de la gravedad cuando la masa comienza a disminuir?
Hay varias razones por las que no podemos tener una gran confianza en estos experimentos.
Los principales problemas son
- Hay muchos factores que hacen que los movimientos giratorios en el espacio sean diferentes de los giros terrestres en su efecto sobre un ser humano. Podríamos ser más o menos tolerantes a los giros en el espacio.
- Se supone que necesitamos la gravedad total para la salud, lo que se desconoce en la actualidad.
También debemos reconocer que estas cifras son para el público en general, por lo que incluyen personas con alta susceptibilidad a los movimientos giratorios.
Algunas personas se enferman incluso en una plataforma de observación giratoria en la parte superior de un rascacielos, por lo que incluso para 1 rpm puede ser demasiado. Otras personas pueden tolerar altas velocidades de rotación durante largos períodos de tiempo, y hay algunas personas que a través de un defecto del oído interno no se ven afectadas por los movimientos de rotación.
BASE PARA LAS CIFRAS DE 1 – 3 RPM A MENUDO CITADAS AQUÍ
Este es un informe de un estudio temprano en habitaciones rotatorias.
En resumen, a 1.0 rpm, incluso los sujetos altamente susceptibles estaban libres de síntomas, o casi. A 3.0 rpm, los sujetos experimentaron síntomas pero no sufrieron una discapacidad significativa. A 5.4 rpm, solo los sujetos con baja susceptibilidad se desempeñaron bien y para el segundo día estaban casi libres de síntomas. Sin embargo, a 10 rpm, la adaptación presentaba un problema desafiante pero interesante. Incluso los pilotos sin antecedentes de enfermedad del aire no se adaptaron completamente en un período de doce días.
La arquitectura de los ambientes de gravedad artificial para la habitación espacial de larga duración
Ese tipo de investigación es la base para las recomendaciones actuales de 1 a 3 rpm.
Si conoce la velocidad de centrifugado permitida, y el nivel de gravedad artificial necesario, entonces el cálculo es fácil, utilizando, por ejemplo, SpinCalc.
Entonces, no es la física la que está en cuestión, sino la biología humana, ¿qué podemos tolerar y qué necesitamos para la salud?
EXPERIMENTOS PARA SILLAS ROTATORIAS SKYLAB SUGERIENDO MÁS FÁCIL TOLERAR LAS SENSACIONES DE GIRO EN EL ESPACIO
Los experimentos de Skylab con la silla de arena giratoria sugirieron que, en condiciones espaciales, podemos soportar velocidades de giro más altas que en la Tierra.
Hicieron varios experimentos que hicieron que los astronautas sintieran náuseas en el suelo antes del experimento, y no tenían síntomas en el espacio. Y náuseas nuevamente en el suelo cuando repitieron los mismos experimentos después del vuelo.
Lamentablemente, no estaban probando la gravedad artificial, podrían haber diseñado fácilmente esa silla para probar giros constantes, pero no lo hicieron. En cambio, el experimento probó ráfagas cortas de giros rápidos y cambios confusos de orientación en diferentes direcciones, incluidos movimientos de balanceo también.
Pero – está lo suficientemente conectado a los giros de tipo gravedad artificial como para ser relevante. Básicamente, hicieron todo lo posible para enfermar a los astronautas en la silla de arena giratoria, pero simplemente no tuvieron náuseas, sorprendentemente, en experimentos que los hicieron sentir náuseas en el suelo.
POR QUÉ ESTO PODRÍA SER: EL ÓRGANO OTOLÍTICO
Esto puede deberse a que en la Tierra, siempre tienes la gravedad operando a lo largo del eje de giro. Entonces, hay una fuerza extra en el oído interno que no tienes en el espacio, en esa dirección.
En el espacio, entonces toda la g artificial opera en la dirección alejada del eje de rotación, y no hay sensaciones conflictivas a lo largo del eje de rotación.
En particular, en el espacio, el Órgano Otolítico que detecta aceleraciones lineales se comportará de manera diferente a como lo hace en los experimentos en tierra. Los experimentadores de Skylab en sus documentos postularon que esta podría ser la razón de los diferentes resultados de los experimentos en tierra.
ADAPTACIÓN
Además, en el terreno, aprenden a adaptarse. Los experimentos en el MIT mostraron que muchas personas pueden adaptarse a 24 rpm durante una hora, después de tres sesiones en una centrífuga.
Hicieron esto paso a paso, por lo que pasaron una hora cada día aumentando gradualmente las velocidades de giro.
Bien podría ser que si lo haces de esa manera, puedes aprender a tolerar velocidades de centrifugado que no puedes tolerar si alguien simplemente te coloca en una habitación giratoria que gira a unas 10 rpm sin aclimatación previa.
Los experimentadores del MIT concluyeron que el siguiente paso debería ser hacer los experimentos en el espacio, debido a estas diferencias descubiertas en Skylab, señalaron que los experimentos en tierra tienen una validez limitada hasta que tengamos algunos datos experimentales del espacio para relacionarlos con .
FUERZAS CORIOLIS DIFERENTES
Además, el giro está en una dirección diferente en los experimentos en tierra, es decir, si te sientas derecho o de pie y luego giras alrededor de un eje vertical, como un carrusel, el efecto coriolis influye en los movimientos laterales. Pero en el espacio, estarías orientado con la cabeza hacia el eje y los efectos de coriolis solo hacen una diferencia en lo que percibes como movimientos verticales.
Y si te acuestas con la cabeza hacia el centro del carrusel, por así decirlo, entonces tienes la g completa a lo largo del eje, lo que lo hace muy diferente de la experiencia espacial.
DIFERENCIA EN GRAVEDAD DE CABEZA A PIES
Y – otros efectos incluyen la diferencia de gravedad entre la cabeza y los pies – algo difícil de simular nuevamente en el suelo, de manera realista, sin la “verdad fundamental” desde el espacio.
¿Es esto algo a lo que los humanos somos muy sensibles, o perjudiciales para nuestra salud a largo plazo, o algo que apenas notamos, incluso si la cabeza está casi a gravedad cero? Nuevamente, nadie hizo el experimento, aunque los astronautas de Skylab que corren alrededor de su pista de jogging no muestran ninguna molestia obvia con su cabeza en un nivel mucho más bajo de g artificial que sus pies, por lo que puede que no sea un problema tan grande como algunos han sugerido.
COMO EL MARISMO: ALGUNOS PUEDEN SER MENOS SUSCEPTIBLES O ADAPTARSE MÁS RÁPIDAMENTE Y PODRÍAN SER LOS QUE MÁS RECIBEN DESPUÉS DE UNOS DÍAS
Entonces, podría ser como el mareo, que la mayoría de las personas eventualmente se adaptan para soportar altas velocidades de giro incluso durante mucho tiempo en el espacio.
PERSONAS QUE NO SON AFECTADAS EN absoluto – Y LAS RATAS NO TIENEN EL PROBLEMA
Y, algunas personas pueden ser mucho menos susceptibles. Y algunas personas nacen con un defecto en el oído, lo que significa que, aunque pueden escuchar, etc. perfectamente bien, no se enferman ni tienen náuseas cuando se les da vueltas.
Y – es una cosa humana. Las ratas no son susceptibles de girar, por ejemplo, y no se enfermarán, por lo que han tenido ratas en el espacio en pequeñas centrifugadoras giratorias rápidas sin ningún problema durante meses, un experimento ruso.
Entonces, el resultado es que simplemente no lo sabemos.
NECESIDAD DE EXPERIMENTOS EN CONDICIONES ESPACIALES
Necesitamos hacer experimentos en el espacio antes de que podamos decirlo. Y tiene que hacer los experimentos con humanos.
Y, bien podría ser que ayuda a aclimatarse, por ejemplo, girar lentamente durante algunos meses.
Hasta entonces, 1 rpm es solo una suposición.
Podría ser fácilmente 0.1 rpm o 10 rpm o incluso 30 rpm, por lo que sabemos.
SPIN CALC
Si desea probarlo, existe esta práctica herramienta en línea donde solo introduce las figuras y calcula las dimensiones, la gravedad artificial o lo que sea para usted
SpinCalc
Y para la literatura sobre el tema.
Gravedad Artificial
Otro factor es que no tenemos idea de cuál es la “prescripción de gravedad”.
¿Necesita girar lo suficientemente rápido para la gravedad completa? O, digamos, la gravedad lunar está bien.
Puede obtener números dramáticamente diferentes allí.
Probemos algunas cifras
Por ejemplo, alimente, digamos 9 rpm, y la gravedad lunar, los cuales están dentro del rango de posibilidades para la salud humana y la tolerancia de los giros según nuestro conocimiento hasta ahora, y obtiene un radio de menos de 2 metros.
Alimente a 0.1 rpm y gravedad completa (por lo que sabemos, tal vez incluso la gravedad de Marte es tan mala para su salud que no querrá vivir así a largo plazo), y obtiene un radio de 90 km.
Entonces, diría, la respuesta probablemente esté en algún lugar entre 2 metros y 90 km para el radio, entonces entre 4 metros y 180 km para el diámetro.
Ambos están dentro del rango de figuras plausibles, creo.
Pero posiblemente podría estar fuera de ese rango también. Por ejemplo, menos de la gravedad lunar está bien para la salud, o más de 9 rpm está bien.
O en la otra dirección, que muchas personas son tan susceptibles que nunca pueden adaptarse incluso a 0.1 rpm, algo que nos hace muy susceptibles a los movimientos de giro en condiciones de espacio y necesitan, por ejemplo, 0.01 rpm o lo que sea.
Esta tabla puede ayudar a dar una visión general, observe qué tan rápido sube el radio para una pequeña disminución en la velocidad de centrifugado.
desde
¿Podrían las hamacas giratorias mantener a los astronautas saludables en cero g?
ENFOQUE
Por cierto, un hábitat basado en la correa es mucho más fácil de construir que una estación de hilatura.
Si necesitamos decir 1 rpm o menos y kilómetros de longitud, se puede hacer, ni tan difícil de hacer. Podríamos hacer eso incluso este año, estableciendo un par de hábitats muy pequeños, digamos dos Soyuzes, unidos por una cuerda de kilómetros de largo y girando a una fracción de rpm.
Ver también, mi artículo sobre la ingeniosa sugerencia de Joe Carroll de una manera fácil de probar esto, de hecho, ni siquiera necesito dos Soyuzes.
Puede hacer que un Soyuz gire atado a su etapa final (que también entra en órbita).
Eso podría hacerse incluso en el próximo vuelo de Soyuz con tripulación, pero uno, a la ISS si existiera el interés político y la voluntad de hacer este experimento y se realizó un seguimiento rápido. Entonces podríamos tener algunas respuestas a estas preguntas por fin.
Puede hacerlo en el camino a la ISS, la Soyuz tiene suficientes provisiones para durar la tripulación durante algunos días, el tiempo suficiente para el experimento (solía tomar varios días para llegar a la ISS).
Spin Tether de la tripulación – Con la etapa final – En la misión de rutina a la ISS – ¿Primera prueba humana de gravedad artificial?
