0g-Pool: Kann ich einen großen Wasserball im Weltraum halten?

Ich habe ein super luxuriöses Weltraumhotel. Es hat künstliche Schwerkraft im Wohn- und Einkaufsbereich und 0 g in einigen Teilen des Freizeitbereichs.

Den Gästen steht ein 0g-Pool zur Verfügung. Ich möchte, dass es ein großer Wasserball mit einem Durchmesser von 10 m ist. Kann es funktionieren?

Ich weiß, dass Wasser durch Oberflächenspannung zusammengehalten werden kann. Ich habe von der ISS aus Videos von Wasserbällen mit einem Durchmesser von ein paar Zentimetern gesehen. Gibt es eine Grenze für die Größe?

Offensichtlich wird sich zumindest ein Teil des Wassers aufgrund der Interaktion mit dem Schwimmer verteilen, sodass ein Rückgewinnungs- und Recyclingsystem vorhanden sein wird. Ich möchte jedoch, dass das Wasser die meiste Zeit nur in der Mitte liegt und keine Infrastruktur es berührt. Ist es möglich?

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Nein. Sie können nicht auf einer „Oberfläche“ in 0 g schwimmen, da das gesamte Konzept des Auftriebs bedeutungslos wird.

Antworten (13)

Den Gästen steht ein 0g-Pool zur Verfügung. Ich möchte, dass es ein großer Wasserball mit einem Durchmesser von 10 m ist. Kann es funktionieren?

Ich glaube nicht, dass Sie das so umsetzen können, wie Sie es sich vorgestellt haben. Schauen wir uns einige der Probleme an:

  1. Newtons drittes Gesetz

    Beim Schwimmen drückt man gegen das Wasser und das Wasser drückt auf einen zurück. Du gehst vorwärts und das Wasser fließt rückwärts. Wasser ist auch ziemlich gut darin, Wellen zu übertragen. Das Ergebnis ist, dass in einem kugelförmigen Becken das Treten von Wasser Wasser nach unten drückt und diese Kraft in einer Welle zum anderen Ende der Kugel wandert und dort einen Spritzer erzeugt (wenn es jedoch 10 m zum gegenüberliegenden Ende des Beckens geht, es werden ziemlich verteilt sein). Jede Bewegung jedes Schwimmers wird also irgendwo in der Kugel eine Welle verursachen. Dies trägt zum zweiten Problem bei:

  2. Keine Möglichkeit, das Wasser frei schwebend zu halten

    Angenommen, Sie möchten keine handgewellte Lösung wie eine Art Kraftfeld, wir haben keine gute Möglichkeit, das Wasser dort zu halten, wo Sie es möchten. Wasser ist nicht magnetisch, daher können Sie kein Magnetfeld verwenden, und wenn Sie versuchen würden, etwas Magnetisches in das Wasser einzubringen, würde es sich am Ende in der Mitte des Pools konzentrieren.

    Sie können keine Luftdüsen verwenden, um das Wasser in der Mitte zu halten - wenn Sie Luft hineinpumpen (durch die Luftdüsen), müssen Sie entweder Luft herausziehen oder die Luft wird immer dichter (bis sie dicht genug ist, um die zu überwältigen Luftdüsen). Das Gleiche gilt speziell für die Luft direkt neben dem Wasser - die Luft zirkuliert. Das bedeutet, dass es an der Wasseroberfläche Stellen geben muss, an denen die Luft vom Wasser wegströmt und das Wasser versucht, mit ihr zu gehen.

    Verlassen Sie sich auch nicht auf die Oberflächenspannung, um Sie zu retten - es ist auf der Erde trivial, in einem Pool einen Spritzer zu erzeugen, und das bedeutet, sowohl die Oberflächenspannung als auch die Schwerkraft zu überwinden.

    Außerdem ist die Erhaltung des Impulses hier nicht Ihr Freund - wenn Sie in den Pool tauchen und anhalten, muss dieser Impuls auf den Pool übertragen werden. Ohne Eingriff würde der Pool also zu einer Seite des Raums treiben. Außerdem viel Glück beim Versuch, den Schwung perfekt auszugleichen.

  3. Haftfähigkeit von Wasser

    Wir denken im Allgemeinen nicht zu viel darüber nach, weil die Schwerkraft auf der Erde einen ziemlich guten Job macht, uns dabei zu helfen, trocken zu werden. Aber denken Sie darüber nach, was passiert, wenn Sie aus einem Pool steigen – Sie sind immer noch nass. In der Mikrogravitation ist dies ein erhebliches Problem, da das Wasser, das an Ihnen haftet, keine Kraft hat, es von Ihnen abzureißen, sodass Sie aus dem Wasser auftauchen und Ihr Gesicht immer noch davon bedeckt wäre. Dies ist jedoch ein einfacher zu lösendes Problem – ein wenig hydrophobe Creme auf Ihrem Gesicht (insbesondere um Nase und Mund), und Sie können aus dem Wasser kommen und atmen.

  4. Orientierungslosigkeit

    Bist du jemals unter Wasser gegangen und hast dich dann herumgedreht? Es ist ziemlich leicht, das Gefühl dafür zu verlieren, wo oben ist, aber sobald Sie aufhören, sich zu drehen, wird Ihnen die Schwerkraft sagen, wo oben ist. In einem Zero-G-Pool ist dies nicht der Fall. Sobald Sie unter Wasser gehen, haben Sie kein wirkliches Gefühl dafür, wo "oben" ist. Wenn die Kugel einen Durchmesser von 10 m hat, könnte dies ein erhebliches Problem darstellen. Wenn Sie kein starker Schwimmer sind, besteht eine gute Chance, dass Sie nicht so weit schwimmen können, bevor Ihnen die Luft ausgeht und Sie in Panik geraten. Wenn Sie also nicht damit einverstanden sind, dass Menschen ertrinken, sollten Sie nicht ohne Tauchflasche schwimmen dürfen.

Es gibt wahrscheinlich ein paar andere Dinge, die ich hier nicht behandelt habe, aber diese sollten ausreichen, um Ihnen zu helfen, zu erkennen, dass ein frei schwebender Wasserball keine gute Idee für ein Schwimmbad ist, so großartig es auch klingen mag. Ich würde stattdessen vorschlagen, dass Sie einen Wassertank haben (so groß wie Sie möchten), den die Leute durch eine Luftschleuse verlassen und betreten können. Sie tragen Tauchausrüstung, wenn Sie darin schwimmen, plus die zuvor erwähnte hydrophobe Creme. Schließlich müssen Sie sicherstellen, dass das Wasserfiltersystem in der Lage ist, die Luft, die Taucher ausgeatmet haben, abzuscheiden und nur Wasser zurück zu pumpen.

Vielen Dank! Zu Ihrem Punkt 1) Ich glaube nicht, dass Spritzen ein solches Problem wäre. Wenn Sie darüber nachdenken, erzeugen Sie beim Abwärtsschwimmen im Meer keine Spritzer auf der Oberfläche, außer wenn Ihre Füße sehr nahe daran sind. Offensichtlich bleibt das Gesetz bestehen, also würde ich erwarten, dass sich "der Ball" ein wenig in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wenn ich darin schwimme, aber aufgrund des Massenunterschieds nicht viel. Solange ich eine anständige Anzahl von Leuten habe, die sich aus allen Richtungen hinein- und herausbewegen, sollten sich diese kleinen Bewegungen aufheben.
@SilverCookies Ich denke, Sie sehen keine Spritzer nach oben, weil sie sich ausbreiten und die ganze Zeit gegen die Schwerkraft kämpfen. Aber jetzt, wo ich darüber nachdenke, sind 10 m viel Platz für eine kleine Welle, um sich aufzulösen. Der Versuch, eine Kanonenkugel in den Pool zu werfen, würde Ihnen auf der anderen Seite wahrscheinlich immer noch einen großen Spritzer einbringen. Das wäre wirklich cool zu sehen, denke ich.
für Sie zu sehen youtube.com/watch?v=jyqOTJOJSoU und ja, das Froschvideo mit starkem Magnetfeld - auch schön zu finden - Magnetfeld könnte verwendet werden, um die Position des Balls zu halten, sowie andere weniger exotische Methoden.
@MolbOrg interessant, davon wusste ich nichts. Etwas sagt mir jedoch, dass ein Magnetfeld, das stark genug ist, um das Wasserbecken einzudämmen, für die im Pool schwimmenden Personen nicht angenehm wäre und wahrscheinlich die anderen Teile des Hotels verwüsten würde.
Niemand schlug in seiner Antwort Wasserstrahlen vor - gut genug. Auf diese oder andere Weise hat die Eindämmung des Wasserballs Lösungen, wie es geht. Wie angenehm es als Schwimmbad sein wird ja das ist Frage ohne Antwort.
Wichtiger als wo "oben" ist, ist wo "raus" ist! (... Obwohl ich denke, das ist es, was Sie meinen, wenn Sie "oben" zitiert haben.)
Ein roter Leuchtball in der Mitte könnte vielleicht helfen, Orientierungslosigkeit zu reduzieren. Es könnte seine eigenen kleinen Antriebsdüsen benötigen, damit es in der Nähe des Zentrums bleiben kann.
Wäre Wasser, das an Ihrem Gesicht klebt, wirklich ein Problem für die Atmung? Schluck es einfach.
Ich denke, die Idee der Luftdüsen würde gut funktionieren, wenn sie computergesteuert wären, wobei der Luftstrom ständig auf die Stellen gerichtet wäre, an denen das Wasser am meisten von der beabsichtigten Stelle abweicht. Dies würde ein wenig Forschung und Entwicklung erfordern, ist aber mit der aktuellen Technologie durchaus machbar, im Gegensatz zu einer handgewellten Kraftfeldlösung. Ich denke, Sie haben Recht mit der Desorientierungssorge.
@RobWatts in Bezug auf das Magnetfeld, da Menschen hauptsächlich aus Wasser bestehen, ja, wir werden den gleichen Effekt des Feldes erleben, aber wir wären im Wasser, das den gleichen Effekt erfährt, als wären wir im Wasser mit der Schwerkraft. Dies ist jedoch in meinem vereinfachten Modell, wo ich einen Menschen durch einen Wasserballon ersetze. Ich wäre neugierig auf die gesundheitlichen Auswirkungen eines so starken Feldes auf den menschlichen Körper, aber angesichts der Tatsache, dass einige Patienten durch ein MRT-Gerät Schwindel bekommen, würde ich erwarten, dass es viele Probleme geben wird. Eine davon wäre, wie man aus dieser Wasserkugel herauskommt, Seile?
@RobWatts Wie MolbOrg betont, ist Wasser nicht magnetisch, aber diamagnetisch und wird daher von Magnetfeldern beeinflusst. Ein sehr schwaches Magnetfeld wäre in der Lage, den schwimmenden Ball zu halten, genauso wie eine sehr schwache Schwerkraft immer noch in der Lage wäre, Wasser in einem Pool zu halten. Es würde zwar viel spritzen, aber das Wasser würde allmählich zurück in die Mitte rieseln. Außerdem sind Menschen etwas weniger diamagnetisch als Wasser und würden daher im Magnetfeld tatsächlich "schwimmend" sein.
@MikeNichols das Ausmaß des Effekts ist lächerlich klein. In Bezug auf die magnetische Suszeptibilität ist Wasser 10^10-mal weniger anfällig als Eisen. Ein schwaches Magnetfeld wäre nicht einmal in der Lage, die Brown'sche Bewegung der Luft zu überwinden, die auf das Wasser trifft.

Ja, das ist möglich. Der Wasserball könnte mit gleichmäßig beabstandeten Luftgebläsen an Ort und Stelle gehalten werden, um Spritzwasser aus allen Richtungen zurückzustoßen.

Allerdings ...

Bei 10 Metern Durchmesser (5 Meter Tiefe) besteht eine ernsthafte Gefahr des Ertrinkens. Bei 0g werden durch die Anhaftung von Wasser und geringfügige Dichteunterschiede schwebende Objekte ("Schwimmer") umhüllt und in die Ballmitte gezogen.

Ein Beispiel dafür, wie Wasser Objekte in der Mikrogravitation umhüllt, finden Sie in diesem Beispiel von Chris Hadfield und dem nassen Waschlappen . Beachten Sie, wie das Wasser an dem Tuch haftet und sich über seine Hände zu verteilen beginnt. Mit einer Breite von bis zu 10 Metern ist das sich ausbreitende Wasser tief genug, um darin zu ertrinken, wenn Sie es nicht rechtzeitig aus eigener Kraft beseitigen können.

Hier ist ein weiteres Video mit Mark Wiesgel, einem Zero-G-Ingenieur, der zeigt, wie sich Wasser in der Mikrogravitation verhält – und bestätigt, dass Sie ins Wasser gezogen werden .

Ein weiteres Video , das zeigt, wie Wasser an Objekten haftet und sie in die Mitte zieht, diesmal eine Go Pro-Kamera. Beachten Sie, wie das Wasser später an den Händen des Astronauten klebt – er wurde von ihm „assimiliert“. (Denken Sie daran, dass wir auch über eine 10 Meter breite Wasserkugel sprechen.)

Möglicherweise ist Tauchausrüstung erforderlich. Oder Führungsseile müssten den Wasserball schneiden, Schwimmer müssten Seile benötigen, oder es müsste ein "nur Tauchen"-Zeitvertreib sein (dh genug Schwung, um durch den Wasserball zu gehen).

Eine andere Möglichkeit wäre, den Ball zu drehen, was dazu führen würde, dass dichtere Objekte nach außen an die Oberfläche gedrückt werden, aber es besteht immer noch das Problem, dass man versucht, dem Wasser zu entkommen. Hier ist ein Video , das zeigt, wie Luftblasen entlang der Rotationsachse zusammenlaufen und Teeblätter und andere Objekte durch die Kraft nach außen gedrückt werden. Ja, die Dichte spielt in der Mikrogravitation eine Rolle.

@rek Das schien mir intuitiv überraschend. Ich habe nie die Auswirkungen der Oberflächenspannung auf der Erde bemerkt. Die Kraft der eigenen Arme und Beine, die Wasser verdrängen, überwältigt diesen Effekt um mindestens einige Größenordnungen. Was an 0 g macht diesen Effekt deutlich gefährlicher als bei 1 g? Warum sollte ein Dichteunterschied ohne Gravitationseffekte überhaupt irgendetwas beeinflussen?
@CortAmmon Wasser und menschliche Körper haben unabhängig von der Schwerkraft der Umgebung eine Dichte. Suchen Sie nach Experimenten mit Wasserkugeln, die im Orbit durchgeführt wurden, und beobachten Sie, wie sich Objekte mit höherer und niedrigerer Dichte im Wasser verhalten, wenn es stillsteht und wenn es sich dreht. Aber mit Überwindung der Oberflächenspannung meine ich nicht, dass sie ihren Arm nicht aus dem Wasser strecken könnten, sie könnten sich vielleicht nicht selbst herausdrücken. Erschöpft von der Anstrengung oder unbeaufsichtigt zog das Wasser sie wieder nach unten.
Erschöpft von der Anstrengung oder unbeaufsichtigt zog das Wasser sie wieder nach unten. - nicht wahr, und mal sehen warum. Wasser ist Wasser, Schwerkraft oder nicht, aber die Oberflächenspannung wird nicht von der Schwerkraft beeinflusst – wir erleben es jeden Tag mit Wasser. Im Meer reicht diese Spannung nicht aus, um Menschen auf den Meeresgrund zu saugen - wenige Newton reichen aus, um uns oben zu halten. Das Problem damit – es bildet eine Schicht dieses Wassers, es klebt am Körper und es gibt keine Schwerkraft, die uns aus dieser Wassersuite herausziehen könnte – verwenden Sie einfach eine hydrophobe Creme, das kann dieses Problem lösen.
@rek ja, Wasser bedeckt Objekte in der Mikrogravitation, aber sobald es eine dünne Schicht gebildet hat, gibt es keine Kraft, die uns tiefer in die Sphäre zieht. Wie MolbOrg sagte, brauchen Sie nur ein wenig hydrophobe Creme, um den Platz der Schwerkraft einzunehmen und diese kleine Wasserschicht von Ihnen zu entfernen.
"Obligatorische Schwimmhilfen würden auch helfen." Flotationsgeräte sind auf Auftrieb angewiesen, der in einer 0g-Umgebung nicht vorhanden ist.
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Eine erwähnenswerte Sache ist, dass es in einer supermodernen Raumstation wahrscheinlich ziemlich wahrscheinlich ist, dass leichte, kleine Atemgeräte wie die im ersten Star Wars-Film im Gungan-See nicht super weit hergeholt wären.
Ich verstehe nicht, warum die Gefahr des Ertrinkens größer wäre als in einem herkömmlichen Erdbecken. Es brauchte nicht viel Kraft, um den Go-Pro durch und auf der anderen Seite vollständig herauszuschieben, und menschliche Schwimmer können schieben sich durch Wasser gut genug auf der Erde. Wenn ich darüber nachdenke, sollte das Treten von Wasser leichter sein , wenn überhaupt; Sie müssen nicht gegen die Schwerkraft ankämpfen
Wiederertrinken - elektromagnetisches Armband und eine Platte auf dem "Boden", die sich beim Drücken der "Exit" -Taste zusammenziehen würde.
@ gandalf3 Auf der Erde reicht es aus, den Kopf aus dem Wasser zu heben, um Ihre Atemwege zu reinigen, da die Schwerkraft das Wasser nach unten und von Ihnen weg zieht. Wir sind von Geburt an darauf konditioniert, dies zu erwarten und nicht zu erwarten, dass die Aufwärtsbewegung unseres Kopfes einen Wasserstrom mit sich bringt, der an unserem Gesicht vorbei aufsteigt. Selbst mit einer hydrophoben Beschichtung werden unsere instinktiven Bewegungen nicht die richtigen zum Überleben sein. Auch auf der Erde ertrinken Menschen regelmäßig in nur wenigen Zentimetern Tiefe, wenn sie den Halt verlieren. Eine Kugel mit 10 m Durchmesser deutet darauf hin, dass ein Atemschutzgerät sehr sinnvoll wäre.
youtu.be/Kkj_FRAmcAM?t=1621 ist ein Augenöffner!
Ich habe diesen lächerlichen Drang zu sagen: „ WIR SIND DIE KUGEL. IHR WIRD assimiliert.

Andere Antworten nannten wegspritzendes Wasser als Problem. Ja, es wird viel Wasser wegspritzen.

Aber wirklich, das ist eine Chance: Das Wasser, das wegspritzt, wird von Pumpen in den Wänden angesaugt, sobald es die Wände erreicht, dann gereinigt, möglicherweise temperiert und in Düsen aus der entsprechenden Richtung zurück auf die Kugel geschleudert, um die Kugel zu löschen Bewegung weg vom Zentrum.

Im Gegensatz zu Luftdüsen, die nicht funktionieren (wohin geht die Luft danach?), sollte dies mindestens so lange funktionieren, wie sich spritzende Personen in der Kugel befinden.

Der ganze Bereich würde wahrscheinlich spritziger und spritziger werden, wenn mehr Wassertröpfchen in die Luft gemischt würden, also würden Sie auch eine gewisse Luftzirkulation mit einem System wünschen, das das Wasser aus der Luft filtert und es in das Kugelnachfüllsystem leitet.

Aber wie gesagt, 10 Meter können gefährlich sein. Schwimmen sollte wie auf der Erde funktionieren, aber ohne Tauchausrüstung achtlos darin herumzutauchen wäre keine gute Idee. Um die Menschen bei der Orientierung zu halten, würden Sie wahrscheinlich eine starke Beleuchtung wünschen: Unter Wasser würden sie auf das stärkste Licht zuschwimmen, um an die Oberfläche zu gelangen. Du könntest auch

  • kleinere Kugeln verwenden
  • Nichts hindert Sie daran, die Strahlen so zu lenken, dass die Kugel in eine andere Form gequetscht wird. Zum Beispiel könnten Sie es zu einem runden Block von 5 x 5 x 2 m (Bounding Box) formen, indem Sie hauptsächlich von zwei gegenüberliegenden Seiten Wasserstrahlen darauf schießen.
  • oder vielleicht ein 2x10m Zylinder? Indem das Wasser von einem Ende des Zylinders zum anderen fließt, wäre es einfach, es zentriert zu halten, die Düsen wegzulassen, seitlich spritzendes Wasser würde einfach am vorhandenen Zufluss hinzugefügt.

Wasser würde beim Aussteigen an Ihrem Gesicht haften bleiben, aber das Schütteln des Kopfes sollte fast so viel Zentrifugalkraft erzeugen wie die Gravitationskraft der Erde (Beweis: Schütteln Sie Ihren Kopf mit langen Haaren. Haare können sogar höher als 45 Grad aufsteigen[1]). es abschütteln.

[1]Der Durchmesser nimmt mit längerem Haar zu, aber immer noch.

Für den ersten Teil der Antwort positiv gestimmt. Jets-Idee ist gut, nicht notwendig, um auf das Spritzen zu warten, lassen Sie dieses Spritzen durch Düsen geschehen. es wird Wasserströme in der Kugel erzeugen, Gaseinschlüsse freisetzen usw.
@MolbOrg Ich bin mir nicht ganz sicher, wie das funktionieren würde, deshalb habe ich so etwas nicht aufgenommen.
es wird youtube.com/watch?v=XnAKiwIBYpM . Ich meine, Wasserkraft ist die Kraft und das alles ist wahrscheinlich nur herauszufinden, wie man sie benutzt, um in diesem Fall Aufgaben zu lösen.
@MolbOrg Oh, sicher, ich weiß persönlich, wie viel Kraft in so einem Schlauch steckt. :-) Aber was diese Kraft genau tun wird, sobald der Strahl die Kugel erreicht, das ist mir schleierhaft, Strömungsdynamik, kompliziert. Auch diese Feuerwehrschläuche spritzen richtig viel Wasser, wenn man sie voll aufdreht, viel mehr als man für diese Kugel braucht .
Ja, die zur Beantwortung benötigte Fluiddynamik liegt wahrscheinlich außerhalb der Absichten von op und unserer Fähigkeit zur Beantwortung. Offensichtlich wünscht er sich, dass es einfach gut und erstaunlich aussieht. Ich würde 10-20-30 Tauchdüsen in diese Blase platzieren, die Wasser ansaugen und herausschießen kann - und es für heute gut nennen. Es reicht aus, die Blase zu manipulieren, befreit von unnötigen Problemen, sieht vielleicht noch gut aus mit transparenten Schläuchen oder anderen Möglichkeiten, es schick zu machen.

Ich werde vielen der vorherigen Antworten widersprechen und sagen, dass Sie zwar möglicherweise einen Wasserball mit einem Durchmesser von 10 m in einer 0-g-Umgebung erzeugen könnten, aber niemand darin schwimmen wird.

Unter der Annahme eines perfekt kugelförmigen Tropfens wird der Druckunterschied zwischen der Außenseite und dem Inneren des Tropfens sein Δ p = 2 γ R aus der Young-Laplace-Gleichung , wobei R ist der Radius des Tröpfchens und γ ist die Oberflächenspannung. Also für einen Wassertropfen mit einem Radius von 5 m ( γ = 0,072  Nm ) wird der Druckunterschied zwischen innen und außen sein Δ p = 0,0288  Pa (Das negative Vorzeichen liegt daran, dass es sich um ein Flüssigkeitströpfchen handelt, sodass der Druck im Inneren des Tröpfchens niedriger ist als der Druck in der Luft.

Wichtig ist hier, dass diese klein ist. Wirklich klein. Ein Luftstrahl, der sich mit 1 m/s bewegt und von einer Oberfläche gestoppt wird, übt einen Druck von aus p = 1 2 ρ v 2 = 0,6  Pa . Da das Tröpfchen keine feste Oberfläche ist, führt dies dazu, dass sich die Oberfläche des Tröpfchens lokal verzerrt. Wenn sich die Oberfläche verzerrt, ändert sich der lokale Krümmungsradius. Um auf die obige Young-Laplace-Gleichung zurückzukommen, möchte sich die Flüssigkeit möglicherweise stabilisieren, was dann dazu führt, dass kleine Tröpfchen abbrechen.

Menschen, die in der Blase schwimmen oder wirklich nur auf die Oberfläche treffen, verursachen Druckschwankungen, die um mehrere Größenordnungen größer sind als die, die durch einen sanften Luftstrahl verursacht werden, was bedeutet, dass die Blase unter der Kraft von Schwimmern wahrscheinlich nicht zusammenhalten würde. Erins Antwort befasst sich mit einer Möglichkeit, damit umzugehen, aber sobald Sie zu einem solchen System mit Schale wechseln, arbeiten Sie nicht mehr mit einer Blase, die nur aus Wasser besteht.

Das braucht mehr Upvotes! Ich dachte (offensichtlich zu Unrecht im Nachhinein), dass die Vergrößerung der Größe eines Wasserballs auch seine Zusammenhaltefähigkeiten erhöhen könnte. Ich war mir nicht bewusst, dass die Berechnung des zusätzlichen Drucks aus der Oberflächenspannung ein nützlicher Ansatz ist, um etwas über die Oberflächenspannung zu sagen, daher war dies sehr hilfreich, um einen quantitativen Überblick darüber zu erhalten, wie leicht die Blase aufbrechen würde.

Worüber Sie sprechen, geht natürlich über die Wissenschaft von heute hinaus. Aber wenn in Ihrer Geschichte die Wissenschaft der Schwerkraft unserer weit überlegen ist, warum dann nicht?

Ich werde dies eher aus sicherheitstechnischer und logistischer Sicht als aus wissenschaftlicher Sicht angehen, denn mit der richtigen Technologie in einem fiktiven Universum kann man wirklich alles tun. Ich weiß, ich weiß, das hat ein Physik-Tag, aber es gibt mehr Hindernisse als nur Physik. Sie haben gefragt, ob es möglich ist, und ich werde es aus einem etwas anderen Blickwinkel angehen.

Der äußere Rand des Balls müsste eine beträchtliche Spannung haben – genug, dass es nicht zu einer Zerstreuung durch die Schwimmer kommen sollte, wenn es überhaupt funktionieren soll. EDIT: Wenn man darüber nachdenkt, sollte es mehrschichtig sein, damit die Leute schwimmen können: Schicht eins ist die äußere "härtere" Schicht, aus der nichts entweicht, außer Auslösepunkten, vielleicht oben und vielleicht unten . Schicht 2, die innere Schicht, kümmert sich um das Spritzen und Freisetzen von Blasen und die Physik der Schwimmbewegung, von denen das meiste von Schicht 1 zurückprallt, wenn es Wasser ist.

Ich würde Schwimmern empfehlen, Atemschutzgeräte zu tragen, denn sobald sie im Ball sind, wären sie unter Wasser. Es hört sich so an, als ob Sie möchten, dass Oberflächenschwimmen stattfindet, was bei diesem Modell nicht möglich sein sollte, es sei denn, Sie möchten, dass der obere Teil flach ist, wie normales Wasser. Andernfalls riskieren Sie, Menschen zu ertrinken, denn wenn es auf diese Weise zusammengehalten wird, sollte es für Schwimmer sehr schwierig sein, die Oberflächenspannung zu überwinden. Selbst wenn dies nicht der Fall wäre, hätten die meisten Menschen große Schwierigkeiten, sich im Ball zu orientieren. Ich kann Menschen ertrinken sehen, nur weil sie sich „verirrt“ haben und desorientiert waren. Es gibt auch nichts zum Abstoßen, keinen Boden ... Wenn es einen Weg zum Sterben gibt, werden die Leute ihn finden ...

Es gibt einige logistische Probleme, die keine Struktur berührt. Wie würden die Menschen eigentlich ins Wasser kommen? Die Wasseroberfläche müsste minutiös bewältigt werden. Wenn Sie also auch planen, dass Menschen durch die Luft "schweben", um hineinzukommen, könnte dies ein Problem darstellen. Oben könnte ein Sprungbrett sein, aber wenn sie einmal drin sind, wie kommen die armen Kerle wieder raus?

So würde ich es einrichten: Ball 'o Wasser etwa 5-9 Fuß über einem normalen Pool. Vielleicht tauchen sie also oben ein und stoßen dann aus und landen unten im gewöhnlichen Wasser. Das Becken darunter müsste hauptsächlich dazu dienen, den Ball zu verlassen und nicht für andere Zwecke - ODER Sie könnten ein riesiges normales Becken haben, in dem die Leute auf normale Weise schwimmen können, mit einem abgetrennten Teil, der nur zum Verlassen des Balls verwendet wird. o Wasser. BEARBEITEN: Für den Notfall sollte es also oben und unten am Ball Ausstiegs- / Einstiegspunkte geben. Dies würde definitiv kontrolliert werden, wie jede etwas gefährliche Aktivität wie Klettern, Höhlenforschung und dergleichen. Ich sehe es nicht als etwas, das jeder tun möchte oder kann. Die Zeit im Ball wäre notwendigerweise geregelt und überwacht.

Aus Sicherheitsgründen würde ich

  • Haben Sie mehrere Rettungsschwimmer im Ball (Sie würden den Schwimmern auch sagen, wann sie aussteigen sollen, bevor die Verschnaufpausen ausgehen)
  • Lassen Sie jeden Schwimmer im Ball einen schwer zu verlierenden Atemschutz sowie eine Schutzbrille erhalten.

Die Leute, die im Ball schwimmen, wären von der abenteuerlustigen Art – wie die Art von Leuten, die Seilrutschen machen. Es wären Kinder ab einem bestimmten Alter, sie würden Verzichtserklärungen unterschreiben. Ich sehe dies als eine Art Luxus-Resort-"Erfahrung" wie die Kletterwände, die Sie auf Kreuzfahrtschiffen finden, nur dass sie einzigartiger sind. Es trägt auch zur Erfahrung der Schwimmer auf der normalen Seite des Beckens bei, weil sie nach oben schauen und dieses Wunder sehen können.

Die Frage erfordert keine Technologie, die weit über unsere hinausgeht - wenn Sie eine Raumstation haben, die sich dreht, könnten Sie einen zentralen Bereich haben, der sich nicht dreht. Boom. An einigen Stellen künstliche Schwerkraft, an anderen nicht.
Es geht über die Wissenschaft von heute hinaus. Aber wenn die Geschichte weit über die heutige Wissenschaft hinausgeht, wäre es einfach. Wenn es keine künstliche Schwerkraft gibt, löst das nicht wirklich viele Probleme, wie Wasser, das an Menschen haftet / von ihnen angezogen wird. Der Ball selbst ist ABSOLUT möglich, aber Schwimmer darin zu haben, nun, das geht weit darüber hinaus, denn die Prinzipien, die erforderlich sind, damit er funktioniert, würden Schwimmer daran hindern, eine gute Zeit zu haben / dem Ball entkommen zu können. Keine Schwerkraft NICHT = Wasserball.

Ich werde die Frage etwas seitlich angehen. Du brauchst kein Wasser.

In der terrestrischen Erholung werden Wasserbecken verwendet, um die Schwerkraft zu bekämpfen (unsere Körper sind fast so dicht wie Wasser, also schwimmen wir an der Oberfläche) und die Schwimmer anzutreiben. In Ihrem Schwerelosigkeitshotel haben Sie bereits Schwimmer, die ohne Rücksicht auf die Schwerkraft überall hingehen können. Sie müssen ihnen Techniken vermitteln, um sich selbst anzutreiben (denken Sie an unter Druck stehende Dosen mit Schlagsahne für eine süße Party) und möglicherweise auch das Ausmaß der Isolation und Einsamkeit wiederherstellen, das wir beim Schwimmen unter Wasser haben (Stickstoff-Nebelmaschinen, schallabsorbierende Wandmaterialien). ).

Das ist nur die normale 0g-Erfahrung. Mit Luft als Medium können Sie sich nicht selbst antreiben und bei Freizeitgeschwindigkeiten überhaupt nicht bremsen. Noch schlimmer ohne Sicht. Alle "Schwimmer" würden im Handumdrehen mit Kopfverletzungen auf die Krankenstation schweben.

Wahrscheinlich mit heutiger Technik möglich. Eine wichtige Tatsache ist, dass Wasser leicht diamagnetisch ist . In Kombination mit (1) Oberflächenspannung und (2) computergesteuerten starken Elektromagneten, die den Raum mit dem "Pool" umgeben, vermute ich, dass dies möglich ist.

Der Preis für das Heben von Wasser in die Umlaufbahn kann nahezu Null sein, da (gefrorenes) Wasser dort draußen einfach herumfliegen kann und viel Wärme (Einstrahlung auf der Sonnenseite) ebenfalls frei verfügbar ist. Wir können wahrscheinlich davon ausgehen, dass die zugehörige Technologie und Methodik für den Kometenabbau verfügbar sein wird, wenn wir Weltraumhotels mit einer anständigen Schwerelosigkeitskompensation (nicht unbedingt "Anti-Schwerkraft") bauen.

Das erste, worüber ich mir Sorgen machen würde, wäre darin gefangen zu sein. Wasser ist nass und widersteht Dingen, die seine Oberfläche durchbrechen. Sobald Sie sich vollständig darin befinden, kann es schwierig sein, Ihren Mund / Ihre Nase wieder der Luft auszusetzen. Wasser möchte über sie verteilt bleiben und kann sich "dehnen", um sie bedeckt zu halten. Es wird nicht viel geben, gegen das man sich wehren kann, um sich durchzukämpfen.

Wir wissen nicht wirklich, wie viel (wie wenig) Kraft benötigt wird. Die Wasserkugel wird dazu neigen, auf natürliche Weise eine gewisse Form beizubehalten. Die Grundträgheit wird dazu neigen, ihre Position zu halten. Alle externen Magnetfelder würden nur verwendet, um der Bewegung der gesamten Kugel vom Zentrum weg entgegenzuwirken. Magnetfeldstärken könnten gering sein. (Würde Spaß machen zu testen!)

Wie werden diese Magnete die Schwimmer beeinflussen, wenn man davon ausgeht, dass Schwimmer zu etwa 80 % aus Wasser bestehen und auch diamagnetisch sind?
@svavil Es sollte dazu neigen, sie auch nahe an der Kugel zu halten, wenn auch nicht ganz so sehr. Es ist unwahrscheinlich, dass es auffällt. Wenn das Schwimmen im "Pool" das Ziel ist, würde ich vermuten, dass ein leichter Druck nach innen nützlich wäre. Bestandteile wie Fette im Körper neigen aufgrund ihrer Dichte dazu, auf der Erde zu schwimmen, also gibt es auch eine leichte Tendenz, im Pool zu "schwimmen", dh näher an der Oberfläche zu bleiben. Der größte Effekt einer kontrollierten magnetischen "Blase" mit dem darin enthaltenen "Pool" wäre einfach, die Kugel so zu beeinflussen, dass sie in der Nähe des Zentrums bleibt, und auch spritzt.
Gott helfe dem Schwimmer, wenn er Metall in seinem Körper hat, wie Füllungen oder innere Prothesen.
@DougWarren: Implantiertes Metall ist normalerweise nicht ferromagnetisch. Oder meinten Sie, sie müssten vermeiden, sich zu schnell zu bewegen und Ströme zu induzieren, die ihr Metall erhitzen würden?
@DougWarren Interessanter Gedanke, muss aber experimentiert werden. Der diamagnetische Effekt kann dazu neigen, die äußeren Magnetfelder zu neutralisieren. Wenn Schwimmer tatsächlich im Wasser sind, können sie fast vollständig abgeschirmt sein.

Ja, ein Wasserball, egal welcher Größe (größer ist besser) kann in Kugelform im Raum gehalten werden. Die größten dieser Wasserbälle sind als Ozeanplaneten bekannt und sie sind wirklich, wirklich groß.

Jedenfalls. Ja, das können Sie tun. Wasser hat stark genug Kohäsionskräfte, um zusammenzuhalten. Auch wenn Sie den Behälter dieser Blase mit einer stark hydrophoben Substanz (wie dem Wachs auf ledrigen Blättern) bauen, hilft dies, sie isoliert zu halten.

Es wäre äußerst unwahrscheinlich, dass irgendein planetarischer Körper vollständig aus Wasser bestehen würde. Ich bezweifle auch ernsthaft, dass OP möchte, dass sein Pool planetengroß ist, und er möchte nicht, dass er mit einer hydrophoben Hülle beschichtet wird.
@MozerShmozer OP hat gefragt, ob es eine Grenze dafür gibt, wie groß ein Wasserball im Weltraum sein kann. Dies zeigt, dass die Antwort effektiv „nein“ lautet.
Ozeanplaneten sind völlig hypothetisch, daher können wir wirklich nicht viel über ihre Eigenschaften sagen.
Ein Wasserball, der das gravitativ dominierende Objekt in seiner eigenen Nachbarschaft ist, unterscheidet sich stark von einem, der auf einem Schiff oder einer Raumstation in der Luft schwebt.
Die meisten "Wasserkörper" in Planetengröße wären höchstwahrscheinlich ein Wasser- / Eisplanet.

Laut Frage steht im Einkaufs- und Wohnbereich künstliche Schwerkraft zur Verfügung. Wenn der Billardraum ebenfalls kugelförmig ist, würde er einfach eine gleichmäßig verteilte Anordnung dieser künstlichen Gravitationsgeneratoren benötigen. Wenn der Ball auf eine Wand zutreibt, könnte ein Gravitationsgenerator auf der gegenüberliegenden Seite kurz eingeschaltet werden und den Ball zurück in die Mitte ziehen. Wenn die Schwerkraftgeneratoren negative Schwerkraft erzeugen könnten, dann noch besser - die Wand, auf die sich der Wasserball nähert, kann sich auch abstoßen.

Eine hydrophobe Beschichtung der Wände würde dazu führen, dass der Wasserball selbst dann, wenn er auf eine Wand trifft, mit Hilfe der Gravitationsgeneratoren relativ einfach wieder „aufgeschwommen“ werden kann.

Das Problem ist, dass die Schwerkraft umgekehrt proportional zur Entfernung ist. Wasser, das sich dem Gravitationsgenerator einer Wand nähert, wird von den anderen 5 Generatoren an den anderen Wänden im Wesentlichen nicht beeinflusst. Sie würden mit einer hohlen Wasserkugel an den Wänden des Raums enden, was meiner Meinung nach auch cool wäre.
@TomášZato Meine Vision war, dass sich der Schwerkraftgenerator nur bei Bedarf einschaltet. Der Ball befindet sich also zunächst in einem 0g-Raum. Wenn es sich um künstliche Schwerkraft handelt, hat sie hoffentlich unterschiedliche Stärkegrade - je schneller sich der Ball auf eine Wand zubewegt, desto stärker zieht die Schwerkraft von der gegenüberliegenden Seite des kugelförmigen Raums. Die Idee mit den Hohlkugeln gefällt mir aber auch!
Ich weiß ganz genau, was Sie wollen, aber ohne homogenes Gravitationsfeld geht es nicht. Das ist eine viel weit hergeholtere Idee als der Gravitationsgenerator selbst.
An diesem Punkt wäre es nicht einfacher, den Schwerkraftgenerator einfach in die Mitte des Wasserballs zu stellen.

Eigentlich ist das Problem, dass die Leute auf dem Schwimmbecken schwimmen sollten, um zu atmen. Selbst wenn es Ihnen gelingt, den Wasserball zusammenzuhalten, kann niemand, der diesen Ball betritt, hinausgehen, da die Oberflächenspannung die Person ins Innere zieht und es nicht möglich sein wird, einen Weg nach draußen zu finden.

Wow, ich habe mich jetzt an ein sehr gutes Beispiel erinnert, Sie können suchen und das bekannte Problem "Ameise im Wasser" sehen. Dasselbe wird wahrscheinlich passieren.

Viel Glück!

Sie können die Oberflächenspannung immer noch in 0 g übertreffen, da sie im Vergleich zur menschlichen Kraft gering ist. Wenn Ihre Beschreibung richtig war, konnten die Menschen die Oberfläche nicht durchbrechen, nachdem sie unter Wasser geschwommen waren. Es gibt ein Problem mit Wasser, 0 g und der Oberflächenspannung (dass Wasser an Ihrem Gesicht haftet), aber Ihren Körper als Ganzes aus dem Wasser zu bekommen, ist nicht das eigentliche Problem. @Robs Antwort erwähnt die tatsächlichen Auswirkungen der Oberflächenspannung. Wieder ist es ein ernstes Problem, aber nicht genau so, wie Sie es beschreiben.

Der Hauptpunkt hier ist, dass in einem so großen Wasserkörper die Oberflächenspannung neben all den anderen Kräften, die sich in Form von Wellen durch jede Art von Aktivität durch ihn ausbreiten, trivial ist. Wenn niemand den Pool benutzte und Sie es schafften, das Wasser irgendwie zu stabilisieren und die Luft um ihn herum völlig ruhig zu halten (was sowieso unmöglich wäre, da Vibrationen von den Aktivitäten anderswo im Hotel durch die Wände übertragen würden), könnte es so bleiben für eine Weile ein Ball, aber sehr bald würde er aufgrund von Gezeitenkräften wieder in kleinere Bälle zerfallen (es sei denn, Ihr Hotel wäre irgendwo tief, tief im interstellaren Raum). Und in dem Moment, in dem jemand mit dem Wasser in irgendeiner Weise interagierte, begannen sich natürlich Wellen in alle Richtungen auszubreiten, wodurch ein schnelles Aufbrechen des Mediums in immer kleinere Agglomerationen verursacht wird. Der Standardzustand für ein solches System wäre eine Menge Wasserbälle unterschiedlicher Größe, die zufällig herumschwimmen, miteinander und mit anderen Objekten interagieren, an den Wänden und den Menschen haften bleiben und dazu neigen, sich mehr und mehr aufzulösen, wenn eine Bewegung vorhanden ist und verschmelzen ein wenig mehr, wenn es keine gibt. Offensichtlich würde ein Schwimmer ohne Tauchausrüstung in einer solchen Umgebung nicht überleben, da es keinen bekannten Ort gibt, an den er gehen und atmen könnte. Wasser könnte zu jeder Zeit an jedem Ort sein, und das Atmen würde von dem glücklichen Zufall abhängen, dass Sie Ihre Nasenlöcher gerade in der Mitte einer Lufttasche haben, die sich übrigens jederzeit schließen könnte, während Sie einatmen (und tatsächlich WÜRDE wahrscheinlich genau das tun, wegen der Luftbewegung in Richtung Ihrer Nasenlöcher). Höchstwahrscheinlich könnte nichts Größeres als ein Bakterium in einer solchen Umgebung sehr lange überleben – oder es länger genießen, darin zu sein, als es den Atem anhalten könnte …

Der einfachste Weg, dies zu tun (heute sogar sehr einfach), besteht darin, Spannung einzuführen. Mit anderen Worten, machen Sie es nicht nur zu einem Wasserball, sondern zu Wasser in einem Ball. Dadurch wird verhindert, dass der "Pool" überall spritzt, und der notwendige Druck wird bereitgestellt, um das Wasser flüssig zu halten, wenn Sie sich dafür entscheiden, den Pool außerhalb des Druckraums in den "Raum" zu stellen.

Beachten Sie jedoch, dass Sie sowieso ein Atemgerät benötigen.

Umgeben Sie den Pool ähnlich wie bei der Antwort von mccdyl001 mit Schwerkraftgeneratoren. Anstatt sie jedoch nur einzuschalten, wenn die Kugel auf eine Wand zutreibt, sollten sie die ganze Zeit eingeschaltet sein. Darüber hinaus müssen sie viel feiner abgestimmt werden, damit sich die Gravitationskraft nicht zum Zentrum hin multipliziert, sondern dass es ein bestimmtes Zentrum gibt (vielleicht zwei Generationen von Technologie jenseits herkömmlicher linearer Gravitationsgeneratoren). Der Auftrieb sollte verhindern, dass jemand nicht wieder auftauchen kann. Streng genommen wäre es keine 0g-Aktivität, aber das Marketing sollte sich davon nicht abschrecken lassen.

Da die Schwerkraft auf allen Seiten gleichmäßig wirken würde, bestünde die Gefahr, dass eine Person oder ein Objekt, das von Natur aus schwimmfähig ist, genau in der Mitte der Kugel stecken bleiben könnte. Die Schwerkraft sollte daher periodisch einige Meter zur Seite verschoben werden, damit die schwimmfähige Person/das schwimmfähige Objekt zur nächsten Oberfläche treiben kann.

Vermutlich wird eine Gesellschaft, die eine solche Technologie entwickelt hat, auch über automatisierte Rettungsschwimmer verfügen, die die Vitalwerte der Schwimmer überwachen und bei Bedarf eingreifen.