El problema de la nave espacial giratoria

Mientras que lo harías genial para que los humanos puedan vivir en el espacio, el 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 hay Consecuencias bien conocidas de la exposición a largo plazo a la microgravedad, incluida la pérdida ósea y la atrofia muscular.

Entonces, si queremos vivir en el espacio, tendremos que crear un entorno con gravedad artificial. Solo tenemos un método para esto: construir un vehículo que se mueva a una aceleración constante. El concepto más común es crear una nave espacial que gire, pero esto no es tan fácil como parece. Es por eso.

Una sensación de peso

Primero, veamos los conceptos básicos de la gravedad y lo que significa sentir tu peso.

La gravedad es la atracción entre objetos que tienen masa. Dado que tanto su cuerpo como la Tierra tienen masa, hay una fuerza gravitacional que lo atrae hacia la Tierra y lo mantiene conectado a tierra. Aunque esta fuerza está actuando constantemente sobre ti, no la sientes, porque la Tierra está tirando simultáneamente todo partes de su cuerpo, haciendo que el efecto sea indetectable.

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

Podemos tener una buena idea del concepto de peso aparente dando un paseo rápido en un ascensor. El ascensor arranca en reposo. Pero cuando presionas un botón, comienza a moverse hacia arriba. Esto significa que debe haber 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 hacia arriba, te sientes un poco más pesado. Luego, cuando el ascensor se acerque a su piso programado, debería reducir la velocidad. Esto significa que acelera hacia abajo. Durante este tiempo te sientes más ligero.

Pero, por supuesto, su peso real nunca varió. 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) y la masa de la Tierra y tu distancia desde su centro. En la Tierra, la gravedad ejerce una fuerza de 9,8 newton por kilogramo. (La masa y el peso son cosas diferentes, por lo que en un planeta con diferente gravedad tu peso será diferente aunque tu masa sea la misma).

Viajar en ascensor no cambia ninguno de estos factores. Lo que cambies depende de ti obviamente peso Es un poco raro, 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 tu nave espacial tuviera un ascensor gigante que estuviera acelerando 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 como lo sientes ahora.

Por supuesto, una nave espacial con un elevador infinito no es práctica. Sería más fácil hacer que todo el vehículo acelere. Esto 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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