Ist es möglich, in einem Lebensraum im Weltraum oder auf einem anderen Planeten oder Mond künstliche Schwerkraft zu erzeugen, ohne den Rumpf des Lebensraums zu drehen?

Kurze Antwort: Nein, wir können keinen stationären Lebensraum schaffen, der eine gravitationsähnliche Kraft hat, die nicht von Bewegung abhängt.

Wenn wir die Schwerkraft "fühlen", fühlen wir tatsächlich, wie der Boden auf uns drückt. Dies wird als „Normalkraft“ bezeichnet und ergibt sich aus Newtons drittem Gesetz . Die normale Kraft, die Sie spüren, ist das Ergebnis der Erde unter Ihnen, die Sie nach oben drückt und Ihr Gewicht trägt. Wenn Sie jedoch beim Fallschirmspringen aus einem Flugzeug springen, gibt es nichts, was Sie stützt, sodass Sie keine Kraft spüren. Du bist im freien Fall . So fühlen sich die Astronauten, wenn sie die Erde umkreisen.

Wenn Sie sich in einer sich drehenden Raumstation befinden, führt Ihre Trägheit dazu, dass sich Ihr Körper in einer geraden Linie bewegen möchte. Dies ist Newtons erstes Gesetz . Wenn Ihr Körper jedoch versucht, sich in einer geraden Linie zu bewegen, trifft er auf die Wand der Raumstation, die sich unter Ihnen krümmt. Die Wand der Raumstation widersteht Ihnen und erzeugt eine Normalkraft, die Sie wie Schwerkraft empfinden. Stellen Sie sich vor, Sie sitzen in einem Auto, das plötzlich nach rechts abbiegt. Wenn es sich dreht, spürst du eine „Kraft“, die dich nach links zieht. Dies ist Ihre Trägheit, die der Beschleunigung des Autos widersteht. Du drückst gegen die Wand des Autos, die dich zurückdrückt.

Eine Möglichkeit, dies ohne ein rotierendes System nachzubilden, besteht darin, ein konstant linear beschleunigendes Fahrzeug wie eine Rakete zu verwenden. Durch das Abfeuern ihrer Triebwerke würde die Rakete im Wesentlichen alle Insassen nach vorne schieben und eine Normalkraft erzeugen, die Sie als Gravitationskraft interpretieren könnten. Es ist, als ob Sie in einem Auto an einer Ampel stehen; Wenn das Auto beschleunigt, spüren Sie eine "Kraft", die Sie in Ihren Sitz zurückdrückt.

Eine Rakete, die ständig beschleunigt, würde jedoch (a) viel Treibstoff benötigen und (b) das Sonnensystem bald verlassen. Beides ist nicht gut für eine langfristige Raumstation. Eine rotierende Raumstation ist jedoch ziemlich einfach, denn sobald wir die Station hochgefahren haben, gibt es nichts, was sie wieder verlangsamen könnte. Ein rotierendes System auf einem anderen Planeten oder Mond zu haben, ist jedoch aus einer Vielzahl von Gründen viel schwieriger. Der Hauptgrund ist jedoch, dass die Geschwindigkeit, mit der sich die Station (oder Teile davon) drehen müssten, um eine Kraft von 1 g zu erzeugen, extrem hoch ist. ( Hier wurde eine ähnliche Frage gestellt .)

Da die Schwerkraft in gewisser Weise das Ergebnis der Trägheit eines Objekts ist, können wir keine schwerkraftähnliche Kraft erzeugen, ohne dass das Objekt einer Form von Beschleunigung ausgesetzt wird, sei es eine Rotation oder eine lineare. SciFi-Filme wie Star Wars und Star Trek, in denen sie „künstliche Gravitationsgeneratoren“ haben, sind völlig fiktiv, und wir haben keine Möglichkeit, mit unserem Verständnis der Physik einen zu erstellen.

Eine andere Erklärung finden Sie hier .

Die Antwort ist ja. Erstellen Sie ein Fahrzeug in einem hohlen, stationären Strahlungsschild - etwa eine Meile im Durchmesser. Lassen Sie das Fahrzeug auf einer Magnetschwebebahn um den Innenumfang des Hohlrohrs fahren. Bei der richtigen Geschwindigkeit kann künstliche Schwerkraft (sogar 1-g) innerhalb des sich bewegenden Fahrzeugs erzeugt werden. Ein anderes ähnliches Fahrzeug könnte auf einer separaten Strecke fahren, um Geschwindigkeiten anzupassen und Personen oder Materialien auf das erste Fahrzeug zu laden oder abzuladen. Die Fahrzeuge könnten unter Druck gesetzt werden, um Bedingungen zu schaffen, die einer Umgebung auf Meereshöhe auf der Erde ähneln. Dies könnte auf einem Mond, einem anderen Planeten oder im Weltraum erfolgen.