Ist es möglich, durch Donuts Zentrifugalgravitation zu erzeugen?

Wäre es mit dem richtigen Raketenaufbau möglich, im Kreis herumzustoßen, wie Sie Donuts in einem Auto machen würden, um Zentrifugalgravitation zu erzeugen?

Antworten (3)

Der Schub erzeugt keine Schwerkraft, aber er erzeugt eine Beschleunigung, die für einen Insassen möglicherweise nicht von der Schwerkraft zu unterscheiden ist. Ja, es ist möglich, die Schwerkraft zu simulieren, indem man ein Raumschiff ständig im Kreis fahren lässt, aber es wäre eine schreckliche Verschwendung von Treibstoff.

Das Drehen eines großen Objekts oder eines Paares von Objekten, die durch ein Seil verbunden sind, um die Schwerkraft zu simulieren, ist effizienter, da es sich nach dem Start ohne weitere Energiezufuhr weiter dreht.

Auch wenn Sie durch Drehen des Fahrzeugs künstliche Schwerkraft erzeugen können , benötigen Sie wirklich ein großes Fahrzeug (torusförmig) oder ein ziemlich langes Halteseil, um bedeutende Mengen an künstlicher Schwerkraft zu erhalten. Das Szenario mit großen Schiffen würde Schiffe bedeuten, die immens größer sind als alles, was wir bisher für den Weltraum gebaut haben. Das lange Halteseil ist praktischer, aber es ist schwierig, es zum Laufen zu bringen, ohne die Umlaufbahn des Fahrzeugs zu stören (und die Stabilität aufrechtzuerhalten). Es ist auch etwas, das Sie vor dem Wiedereintritt rückgängig machen müssten, und alle andockenden Schiffe müssten Ihrer Rotation entsprechen (wenn es sich um eine Raumstation handelt).
Dies alles erhöht die Komplexität und den Brennstoffbedarf. Alles in allem ist der Hauptgrund, warum wir (jetzt) ​​Menschen in den Weltraum schicken, Mikrogravitationsexperimente durchzuführen, sodass jede Raumstationsimplementierung einen rotierenden (Schwerkraft-) Abschnitt und einen nicht rotierenden (Mikrogravitations-) Abschnitt und eine bequeme Möglichkeit haben müsste für Astronauten, sich zwischen beiden Bereichen zu bewegen, ohne sich zu verletzen, Dinge zu beschädigen oder einfach nur die Orientierung zu verlieren. Daher wurde nicht wirklich viel Aufwand betrieben, um ein solches System tatsächlich herzustellen, obwohl es auf dem Papier perfekt nachvollziehbar ist.
Bemerkenswert ist, dass eine gewisse "Donut"-Bewegung auch ohne weiteren Energieverbrauch weitergehen würde. Ein Teil des kontinuierlichen Schubs während einer Auto-Donut-Übung wird benötigt, um die Reibung zu überwinden (die im Weltraum fehlt) und um eine lineare Beschleunigung zu verhindern (die während des Autotricks unerwünscht ist, aber in einem Raumschiff tatsächlich von Vorteil sein kann). Die resultierende Bewegung nach dem Motorstopp wäre ein gewisses Taumeln im ursprünglichen Bezugssystem, aber eine gewisse Drehung im Inertialsystem des Schiffsmassenschwerpunkts.
@J ... groß bedeutet nur, dass die Schwerkraft an Ihrem Kopf der Schwerkraft an Ihren Füßen ähnlicher ist. Wenn das keine Rolle spielt, können Sie einfach schneller drehen.
@fectin Es ist der Teil "einfach schneller drehen", der problematisch wird ...
J du erschaffst keine Schwerkraft. Sie erzeugen eine Normalkraft, indem Sie den Astronauten (oder in diesem Fall den Fahrer) um eine Achse drehen. Weil es eine Kraft ist, die den Körper drückt, fühlt es sich an wie Schwerkraft, aber es ist eine absolut andere Kraft. Ich nehme an, Sie könnten es „künstliche Schwerkraft“ nennen, aber ich mag diesen Begriff wirklich nicht, da er die Leute dazu verleitet, zu glauben, dass es eine Art Schwerkraft ist, obwohl dies definitiv nicht der Fall ist

Für ein weltraumgestütztes Objekt gibt es absolut kein Problem mit dem Energiebedarf - den können Sie von Sonnenkollektoren, RTG (Spaltwärme zu Elektrizität durch thermoelektrischen Effekt) erhalten. Jeder bringt unterschiedliche Kompromisse mit sich, aber sie alle funktionieren jetzt in dem einen oder anderen Raumschiff (Mars-Rover, Satelliten, Weltraumsonden, ...).

Was Sie im Weltraum nicht haben können, ist Reaktionsmasse (wie in Newtons Aktion und Reaktion). Selbst die masseeffizientesten Triebwerke (elektrisch beschleunigte Ionentriebwerke) verbrauchen ihren Treibstoff – und im Weltraum kann man keinen mehr bekommen (außer dem – derzeit theoretischen – Bussard Ramjet ).

Außerdem ist jede praktische Schwerkraft (sagen wir die Schwerkraft der halben Erde) in Bezug auf die Kraftstoffverbrennungsrate hoch. Ich habe keine Kraftstoffverbrennungswerte gefunden, aber die Trans-Mond-Injektion war eine Verbrennung von 350 Sekunden für 3 km / s Delta-V oder etwa eine Schwerkraft. Der Treibstofffluss betrug (laut dieser Seite: https://www.nasa.gov/centers/marshall/pdf/499245main_J2_Engine_fs.pdf ) etwa 530 lb/sec oder 250 kg pro Sekunde. In monetärer Hinsicht sind das mehr als eine halbe Million Dollar pro Sekunde - aber das eigentliche Problem könnte die Verfügbarkeit und nicht die Kosten sein (Raketen können nur so viel heben).

Also, während die theoretische Antwort auf Ihre Frage ja ist, ist die praktische im Moment nein.

Sicher, obwohl ich mir keinen Grund vorstellen kann, warum Sie das tun möchten. Das Brennen der Motoren in jede Richtung erzeugt eine Beschleunigung, die sich wie Schwerkraft anfühlt. Angesichts der enormen Kosten, mehr Treibstoff mitzubringen, versuchen Sie wahrscheinlich, irgendwohin zu gelangen, wenn Sie sich in einem Raumschiff befinden.

Sich im Kreis zu drehen, bringt Ihnen nichts. Es gibt kein Halteseil oder ähnliches, um die Zentripetalkraft bereitzustellen, also werden Sie es mit den Motoren versorgen. Und nachdem Sie sich im Kreis herumgedreht haben, ist Ihre Nettogeschwindigkeitsänderung Null.

Wahrscheinlicher ist, dass Sie einfach prograd oder retrograd in einer geraden Linie brennen und sich nur drehen, um das Schiff auf Ihre Umlaufbahn auszurichten. Neben der Verwendung von Kraftstoff, um Sie an Ihr Ziel zu bringen, anstatt im Kreis zu brennen, werden sich die Insassen wohler fühlen, da sie nicht mit erheblichen Coriolis-Kräften fertig werden müssen .

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