Gewichtete Kleidung in einer Umgebung mit geringer Schwerkraft

Ich erinnere mich, dass ich vor langer Zeit ein Interview mit einem Astronauten gelesen habe, in dem sie ihn fragten, wie es sich anfühle, Objekte in der Mikrogravitation des Weltraums zu bewegen.

Der Astronaut sagte, dass die Objekte, selbst große, nicht schwer seien, sich aber massiv anfühlten.

Um ein ähnliches Gefühl wie etwas zu bekommen, das Sie vielleicht auf der Erde erlebt haben, können Sie sich, denke ich, daran erinnern, wie es sich anfühlt, ein schwimmendes Boot zu schieben oder zu ziehen. Du spürst sein Gewicht nicht, aber du spürst seine Masse.

Wenn Sie im Weltraum gewogene Kleidung tragen, erhöhen Sie Ihre Trägheit: In einer Umgebung mit geringer Schwerkraft wie der Mondoberfläche könnten Sie beispielsweise sechsmal mehr Masse haben als auf der Erde und sich mit der gleichen Anstrengung bewegen. Das würde die reduzierte Anziehungskraft ausgleichen. In der Mikrogravitation würde das nicht funktionieren, denn egal wie viel Sie Ihre Masse erhöhen, Sie multiplizieren sie immer noch mit 0.

Trotzdem würde es nichts gegen die physiologischen Auswirkungen der Schwerkraft und deren Fehlen tun, was der Hauptgrund für die Sorge um die Schwerkraft im Weltraum ist.

Es hängt davon ab, welche Aspekte der Erdgravitation Sie simulieren möchten. Hier gibt es zwei verschiedene Prozesse: die tatsächliche Bewegung und die Energie, die Ihr Astronaut aufwendet, um sich zu bewegen (und die gesamte damit verbundene Physiologie).

(Beachten Sie, dass ich der Einfachheit halber von einer Umgebung mit geringer Schwerkraft und einer atembaren Atmosphäre ausgehe, sodass der Astronaut keinen Raumanzug tragen muss.)

Für die Bewegung wird zusätzliches Gewicht nicht viel helfen, wenn überhaupt. Das Problem ist, dass alle Massen in einem bestimmten Gravitationsfeld mit der gleichen Geschwindigkeit fallen, sodass Sie, wenn Sie sich in der Mondgravitation befinden, immer noch die gleiche Gangart einnehmen müssen, die Sie in Videos der Apollo-Astronauten gesehen haben. Ihre Anzüge wogen 81 kg, also etwa so viel wie ihr eigenes Körpergewicht.

Ich bezweifle, dass es auch bei der Traktion viel, wenn überhaupt, helfen wird. Im Gegensatz zu den Abtriebsbeispielen der Rennwagen erhöht das Hinzufügen von Masse zur Erhöhung der Traktion auch die Masse, die Sie zum Beschleunigen benötigen, wodurch der Vorteil aufgehoben wird. (Allerdings nur meine Meinung: Wenn jemand das Gegenteil beweisen kann, ändere ich meine Meinung :-))

Wo es helfen wird, ist mit Physiologie. Das Herumtragen dieses zusätzlichen Gewichts bedeutet, dass Ihr Astronaut mehr Bewegung bekommt und mehr Kraft auf Knochen usw. ausübt, wodurch Osteoporose vermieden wird, die ein Problem bei langfristigen Zero-G-Missionen (und vermutlich Low-G-Missionen) darstellt. Vergleichen Sie es mit der Erfahrung, ein oder zwei Wochen mit dem Rucksack zu verbringen: Wenn Sie nach Hause kommen und den Rucksack abnehmen, neigen Sie dazu, beim Gehen zu hüpfen.

In einer Umgebung mit geringer Schwerkraft sind resistive Geräte besser als massebasierte Geräte

In einer Umgebung mit geringer Schwerkraft (wie dem Mond) sollten Sie das von Geräten verwendete Volumen optimieren. Ein Problem dabei, etwas massiver zu machen, besteht darin, dass Sie sein Volumen proportional erhöhen. Zum Beispiel benötigen Sie ~ 6-mal die Masse, um das äquivalente Erdgewicht zu haben, das Volumen, das diese Masse einnehmen wird, ist das 6-fache des Volumens des äquivalenten Erdgewichts. Nach einem gewissen Punkt werden Sie sich also in Richtung etwas bewegen wollen, das unabhängig von der Umgebung eine (abstimmbare) konsistente Kraft ausgibt, gegen die die Menschen ihre Muskeln arbeiten müssen.

Angenommen, Ihr Ziel ist es, Muskel- und Knochenschwund zu verhindern oder zu minimieren, dann sollten Sie sich ein Blatt aus dem Buch der NASA und ihrem Trainingsprogramm auf der ISS machen. Sie haben spezielle Trainingsgeräte entwickelt, um diese Probleme so weit wie möglich abzuwehren (obwohl es in der Mikrogravitation nicht möglich ist, sie auf unbestimmte Zeit abzuwehren). Astronauten müssen jeden Tag 8 Stunden Sport treiben, um diesen Effekten entgegenzuwirken.

Das Prinzip, das sie verwenden, besteht darin, ein Widerstandsgerät anzuwenden, das eine bekannte konstante (kalibrierbare) Kraft ausgibt, gegen die die Astronauten arbeiten. Einige Beispiele hierfür sind:

• COLBERT-Laufband : Verwendet einen Satz elastischer Riemen und Federn, um den Astronauten zum Laufband zu ziehen
• ARED ( Link #2 ): Bietet Widerstands-Gewichtheben-Training, das die Verwendung freier Gewichte auf der Erde simuliert. Es verwendet Vakuumzylinder, um diese simulierte Kraft bereitzustellen.
• MARES ( link #2 ): Wird verwendet, um den Grad des Muskelverlusts bei Astronauten auf kontrollierte Weise zu messen und zu quantifizieren.

Smarter Every Day hat ein ausgezeichnetes Video zu diesem Thema.

Auf der Erde tragen die Menschen schon manchmal Gewichte beim Sport. Es wäre durchaus möglich, dies unter Bedingungen geringerer Schwerkraft zu tun. Aber es wäre nicht gleichbedeutend damit, einfach auf der Erde zu leben, und ich vermute, dass die Menschen es nicht tun würden, außer möglicherweise als Vorbereitung für die Reise zu einem Körper mit höherer Schwerkraft.

Der Hauptgrund dafür, dass es sich ganz anders anfühlen würde als auf der Erde zu leben, wurde bereits von L. Dutch erklärt. Wenn Sie auf dem Mond wären, aber Wolframgewichte über Ihren Körper verteilt hätten, um Ihnen das Erdgewicht zu geben, dann wäre Ihre Masse sechsmal so groß, was sehr auffällig wäre. Sobald Sie in Bewegung waren, war es sechsmal so schwer, anzuhalten. Bis Sie sich daran gewöhnt haben, würden Sie aufgrund des Schwungs des Handgelenkgewichts auf Ihrem Arm wahrscheinlich Dinge tun, wie Ihren Burger in Ihr Gesicht zu schlagen.

Sie könnten immer Kompromisse eingehen, mit mehr als Ihrer Erdmasse, aber weniger als Ihrem Erdgewicht, oder Sie könnten einfach lernen, mit der zusätzlichen Masse umzugehen. Aber ich gehe davon aus, dass die Leute es nicht tun würden, weil es sich einfach so viel schöner anfühlt, unbelastet herumzulaufen. Stellen Sie sich vor, hier auf der Erde aufzuwachsen, aber Ihr ganzes Leben lang schwere Gewichte tragen zu müssen, falls Sie eines Tages zu unseren Ballonkolonien in der Atmosphäre des Jupiter reisen möchten.

Es stellt sich auch die Frage, wie gut es tatsächlich die Physiologie des Lebens in einem stärkeren Gravitationsfeld simulieren würde, und die Antwort ist, dass wir es wirklich nicht wissen werden, bis wir tatsächlich eine Weile eine Mondbasis hatten. Es gab viele unerwartete Nebenwirkungen der Mikrogravitation, und viele wissen noch nicht, wie man sie bekämpft. Es scheint klar, dass das Tragen von Gewichten Ihre Skelettmuskulatur und wahrscheinlich Ihre Knochen, Bänder und Sehnen stärken würde. Aber das Herz müsste immer noch nicht so arbeiten, wie es gehört wird, um Blut aus Ihren Füßen hochzupumpen, und es gäbe immer noch einen geringeren Druckunterschied zwischen Ihrem Kopf und Ihren Füßen. Wir wissen, dass es bei null g von Bedeutung ist, und daher könnte es auch bei 1/6 g zumindest ein wenig von Bedeutung sein.

Angenommen, der Zweck des Gewichts besteht darin, sicherzustellen, dass der Träger eine Muskelatrophie vermeidet, die mit einem langen Raumflug verbunden ist ...

Die beste Lösung sind wahrscheinlich keine schweren Tücher, sondern eine Körperbedeckung, die Bewegungen an allen Gelenken des Trägers widersteht.

Mögliche Optionen wären hier...

1. Ein anpassungsfähiger Anzug (wie ein Neoprenanzug) aus einem Material, das im Allgemeinen jeder Bewegung widersteht. Dies ist wahrscheinlich die einfachste und bequemste Option für den Träger.
2. Anbringen von Zahnspangen an wichtigen Punkten (Knie, Ellbogen, Schultern, Hüften, Knöchel usw.), die einer Bewegung Widerstand leisten. Diese Option trainiert möglicherweise nicht alle benötigten Muskeln und könnte erfordern, dass der Träger jeden Tag eine Menge Sachen anzieht.
3. Gehen Sie bei Option 2 etwas weiter und stellen Sie einen Ganzkörperanzug (wie eine Rüstung oder einen Raumanzug) mit Widerstand an allen Bewegungspunkten her. Wenn die Charaktere sowieso Raumanzüge oder Rüstungen brauchen würden, dann ist dies eine gute Passform.

wenn wir nur über Umgebungen mit geringer Schwerkraft sprechen. Einige Aspekte wie Muskelabbau und Knochendichteverlust sollten mit schwererer Kleidung in einer Umgebung mit geringer Schwerkraft verlangsamt oder gestoppt werden. andere mögen Probleme mit der Durchblutung oder Ansammlung von Flüssigkeiten möglicherweise nicht.

Um ehrlich zu sein, gibt es noch viel zu erforschen. Wir wissen zum Beispiel nicht, wie viel Schwerkraft mindestens erforderlich ist, um all diese Probleme zu lindern.

Es würde beim Laufen helfen.

Denken Sie an Formel-1-Rennwagen.

http://formula1-dictionary.net/downforce.html

Um schneller zu sein, brauchst du Kraft, aber es gibt eine Grenze dafür, wie viel Kraft du auf den Boden bringen kannst. Um diese Grenze zu erhöhen, muss eine Kraft auf den Boden auf die Räder ausgeübt werden. Zunehmendes Gewicht kann dies tun, aber Gewicht verschlechtert das Handling und erfordert mehr Kraft. Wir brauchen also etwas virtuelles Gewicht, wir nennen es Abtrieb und beziehen es aus dem Luftstrom um das Auto herum. Ein Flügel kann ein Flugzeug zum Fliegen bringen, aber wenn wir ihn auf den Kopf stellen, kann er ein Auto NICHT zum Fliegen bringen.

Diese Autos haben Flügel, um sie auf den Boden zu drücken, damit sie die Reibung mit dem Boden verbessern und diese zum Vorwärtsschieben nutzen können.

Normalerweise rennen Menschen nicht schnell genug, um Flügel zu brauchen, um sie nach unten zu drücken. Du könntest Gewichte verwenden. Ich sprach erst gestern davon, unter Wasser zu laufen. Es ist schwierig, Traktion zu bekommen, weil Unterwasserpersonen, die so gebaut sind wie ich, aufgrund des Auftriebs nichts oder weniger wiegen. Wenn Sie sich vom Grund abstoßen, bleiben Sie in der Regel mitten im Wasser und haben nichts, wogegen Sie sich abstoßen können.

Wenn ich Gewichtsgurte auflade, um meinen Auftrieb auszugleichen, kann ich am Boden entlang laufen und das Haupthindernis für die Vorwärtsbewegung wird der Wasserwiderstand.

In der Mikrogravitation könntest du dich mit Gewichtsgürteln oder beschwerter Kleidung (ich hoffe, das sind beschwerte Hosen, die du anhast …) aufladen, um dein winziges Gewicht auszugleichen, so wie ich im Pool Gewichtsgürtel anlege, um mein tatsächlich winziges Gewicht auszugleichen. Sie werden mit diesen Gewichten immer noch Trägheit haben und planen daher im Voraus, damit aufzuhören. Sie sind einfach herzustellen und erfordern keine Technik, aber genau wie bei Rennwagen erschweren beschwerte Hosen das Handling und erfordern mehr Kraft.

Besser wären Fans! Wenn Sie sich in Mikrogravitation, aber in einer Atmosphäre befinden, könnten Sie die Ventilatoren an Ihrem Gurtzeug nach oben richten und gegen die Atmosphäre drücken: Abtriebsventilatoren, genau wie die Autos Abtriebsflügel haben. Ein in einem 45-Grad-Winkel nach unten abgewinkelter Lüfter würde Ihnen Abtrieb, aber auch einen Vorwärtsvektor geben, sodass Sie mit großer Geschwindigkeit die Länge der Raumstation auf Rollschuhen abrollen könnten. Ventilatoren könnten nach vorne klappen und als Bremsen wirken, wenn Sie anhalten müssen. Die besten Fans können sich drehen und nach unten zeigen, sodass Sie große Entfernungen springen und den Ball jedes Mal eintauchen können.