El problema con las naves espaciales giratorias

11/11/2022

El problema con las naves espaciales giratorias

mientras que sería ser increíble para las personas poder vivir en el espacio, un entorno "ingrávido" plantea algunos desafíos serios. Los seres humanos funcionan mejor en la superficie de la Tierra, donde se ven afectados por una fuerza gravitacional constante. Sin ella, existen consecuencias bien conocidas de la exposición prolongada a la microgravedad, incluida la pérdida de masa ósea y la atrofia muscular.

Entonces, si queremos vivir en el espacio, necesitaremos crear un entorno de gravedad artificial. Solo tenemos un método para hacerlo: construir un vehículo que se mueva con una aceleración constante. El concepto más común es crear una nave espacial que gira. Pero eso no es tan fácil como parece. Este es el por qué.

sintiendo peso

Primero, repasemos los conceptos básicos de la gravedad y lo que significa sentir su peso.

La gravedad es una atracción entre objetos que tienen masa. Dado que tanto tu cuerpo como la Tierra tienen masa, existe una fuerza de atracción que te atrae hacia la Tierra y te mantiene en el suelo. Aunque esta fuerza está actuando constantemente sobre ti, no la sientes, porque la Tierra simultáneamente tira de ti. todos partes de su cuerpo, haciendo que el efecto sea indetectable.

Sé lo que estás pensando: "Estoy sentado aquí en esta silla y puedo sentir absolutamente mi peso.En realidad, lo que sientes no es la gravedad. Es la fuerza de la silla (y el suelo) empujándote hacia arriba. Llamamos a esta fuerza de empuje hacia arriba tu "peso aparente".

Podemos tener una buena idea del concepto de peso aparente haciendo un viaje rápido en un ascensor. El ascensor arranca en reposo. Pero cuando presionas un botón, comienza a moverse hacia arriba. Eso significa que debe tener una aceleración hacia arriba, al menos durante un período de tiempo muy corto, hasta que el ascensor alcance su velocidad de desplazamiento. Durante esta aceleración ascendente, te sientes un poco más pesado. Luego, una vez que el ascensor se acerca a su piso programado, tiene que reducir la velocidad. Eso significa que acelera en la dirección hacia abajo. Durante este tiempo, te sientes más ligero.

Pero, por supuesto, su peso real nunca fluctuó. Tu peso real es una medida de cuánta fuerza ejerce la gravedad sobre tu cuerpo, y es el resultado de la interacción entre tu masa (m), así como la masa de la Tierra y tu distancia desde su centro. En la Tierra, la gravedad ejerce una fuerza de 9,8 newtons por kilogramo. (La masa y el peso son cosas diferentes, por lo que en un planeta con diferente gravedad, tu peso sería diferente, aunque tu masa sería la misma).

Viajar en ascensor no cambia ninguno de estos factores. lo que si cambia es tu aparente peso. Es un poco extraño, pero este efecto es súper útil para una nave espacial.

Aceleración lineal

Digamos que estás en el espacio donde no hay gravedad, o incluso en la órbita terrestre baja, donde hay microgravedad, que es el nombre que le damos a un entorno "ingrávido". ¿Qué pasaría si su nave espacial tuviera un ascensor gigante que acelerara constantemente hacia arriba? Si la aceleración del ascensor tuviera el mismo valor que el campo gravitatorio en la superficie de la Tierra, tu peso se sentiría exactamente igual que ahora.

Por supuesto, una nave espacial con un elevador infinito no es práctica. Sería más fácil hacer que todo el vehículo acelere. Eso crearía absolutamente gravedad artificial. De hecho, este es el método principal utilizado en los barcos de la serie de ciencia ficción. la expansión.

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