Kann ein sich drehendes Raumschiff / eine Raumstation die physiologischen Auswirkungen der Schwerkraft auf den Menschen ausüben? [geschlossen]

Die ISS ist zu klein und ihre Module sind nicht ausbalanciert, um einen sinnvollen Spin aufrechtzuerhalten.

Wenn wir eine Raumstation mit künstlicher Schwerkraft haben wollen, muss sie wie ein Rad ausbalanciert sein und Triebwerke haben, um die Rotation zu steuern. Ein statisches, nicht rotierendes Segment würde auch bei Dingen wie dem Andocken und der Ausrichtung von Solarmodulen helfen. Die Station sollte sich nicht zu schnell drehen, da dies Reisekrankheit verursachen kann.

Es wird als ausreichend für den menschlichen Komfort angesehen, eine künstliche Schwerkraft von nur 0,15 g zu erzeugen, aber dies reicht immer noch nicht aus, um schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit wie Osteoporose zu beseitigen.

Sie können sich den Zentrifugalkraftrechner ansehen . Um 0,15 g bei 4 U/min zu erhalten, muss eine Station einen Radius von 8,4 m haben. Um volle 1 g zu erhalten, muss der Radius 56 m betragen.

Das Problem ist hier nicht der Ansatz, sondern die Größenordnung. Die Verwendung der Zentrifugalkraft zur Simulation der Schwerkraft über den Drehimpuls kann funktionieren, führt jedoch in kleineren Maßstäben zu anderen Problemen. Zum einen wäre die simulierte „Schwerkraft“ im kleinen Maßstab zwischen Kopf und Beinen messbar unterschiedlich, was die Bewegung ungeschickt und schwierig macht. Die ISS ist einfach zu klein, um eine Rotation praktikabel zu machen, und da sie sich in einer erdnahen Umlaufbahn befindet, würden die praktischen Aspekte der Aufrechterhaltung dieser Umlaufbahn UND des Drehimpulses nur zur Komplexität eines bereits komplexen Systems beitragen. Wenn die ISS im Lagrange-Punkt L5 platziert worden wäre, wäre dies vielleicht einfacher, aber sie müsste immer noch viel größer sein.

Selbst im großen Maßstab ist es kein Allheilmittel. Heute werden wir auf internationalen Flügen vor tiefer Venenthrombose (DVT) gewarnt, weil es nicht gut für uns ist, den ganzen Tag herumzusitzen, selbst in einem Gravitationsfeld. Die Simulation der Schwerkraft würde nur helfen, wenn wir regelmäßig Sport treiben, der unsere Knochen und Gelenke tatsächlich belastet.

Sie brauchen wirklich einen sehr großen Ring, in dem alle leben würden, damit es funktioniert. Ich kenne den korrekten Mindestmaßstab nicht, aber ich vermute, Sie sprechen zum Beispiel von mindestens dem halben Durchmesser des Mondes.

[BEARBEITEN] @Sugarbat;

Was Sie sagen, ist wahr; Der etwas niedrigere Druck verstärkt das Problem auf ein gefährliches Niveau, wie ich es verstehe. Aber es ist die sesshafte Natur, ein Passagier über einen längeren Zeitraum zu sein, die die Hauptursache ist. Übrigens können britische Soldaten im Wachdienst, die vor Orten wie dem Buckingham Palace stramm und völlig still stehen mussten, immer darauf trainiert sein, im Stehen mit den Zehen zu wackeln, um ihre Beine nicht einschlafen zu lassen, ähnliche Bedenken hervorrufen; Dieser steht über einen längeren Zeitraum auf mehr oder weniger Meeresspiegeldruck. Der wahre Killer hier ist mangelnde Zirkulation; Sitzende Büroangestellte, die sich nicht bewegen, haben (laut einigen Studien) das doppelte Gesundheitsrisiko von aktiven Rauchern.

Also ja; Sie haben Recht, Sugarbat, und ich hätte deutlich machen sollen, wie ich in diesem Fall DVT als Beispiel verwendet habe, nämlich dass mangelnde körperliche Aktivität selbst in einem herkömmlichen Schwerkraftbrunnen unter einer Reihe anderer Bedingungen Probleme verursachen kann.

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Theoretisch könnte eine Raumstation in Rotation versetzt werden, um die Schwerkraft der Erde zu simulieren. Theoretisch könnte dies Astronauten länger gesünder halten (obwohl sie immer noch eine erhöhte Strahlung erhalten würden). Theoretisch könnten wir ein sich drehendes Dock oder ein gigantisches Schwungrad bauen, um nicht drehenden Schiffen beim Andocken an eine solche Station zu helfen, oder uns dazu verpflichten, alle Schiffe zu drehen, die versuchen anzudocken.

"In der Theorie sind Theorie und Praxis gleich, in der Praxis stimmt das nicht." Aber abgesehen von der ganzen Technik des Könnens, würden wir wollen?

Nein.

Die ISS wurde entwickelt, um mit Mikrogravitation zu spielen. Es gibt eine Zentrifuge, die es ihnen ermöglicht, den Unterschied zwischen Spinning und Mikrogravitation zu erforschen, aber der größte Teil der Wissenschaft braucht Schwerelosigkeit: Wenn wir Schwerkraft wollten, würden wir es am Boden tun.

Die ISS nutzt viel von ihrer inneren Oberfläche, und mit Spin könnte sie nur zwei Wände nutzen, so etwas wie der Unterschied zwischen dem Leben in einem Schiffscontainer, der auf seinem Boden steht, oder seiner Tür.

Die ISS hat außen Antennen und Solarpanels, die ausgerichtet bleiben müssen. Die Leute gehen nach draußen, um zu arbeiten, das wäre gefährlicher, wenn eine Truppe versucht, sie von der Station zu werfen.

Es gibt auch ein großes Problem mit dem Winkel. Eine sich drehende Station schleudert die Insassen an den äußeren Rand der Station, sodass die Außenwände tatsächlich der Boden sein müssten. Mit anderen Worten, Ihr Kopf würde seitlich zur Mittelachse zeigen und Ihre Füße würden nach außen zeigen. Das bedeutet, dass alle nutzbaren Geräte an einer solchen Station an der Außenwand verschraubt werden müssten, sodass Sie an dieser Wand entlanggehen könnten, um sie zu benutzen. Offensichtlich ist die ISS überhaupt nicht so konzipiert. Das sinnvollste Design ist in der Tat ein riesiger Ring.

Physiologisch wirkt sich die Schwerkraft auf der Erde auf Arme, Beine, Kopf, Herz, Kreislaufsystem, Verdauungssystem, Skelettsystem, Nervensystem usw. aus. Eine sich drehende Zentrifugalkraftstation könnte das etwas simulieren, aber es ist einfach nicht dasselbe. Ihre Knochen in Ihren Beinen würden ihre Kraft nur behalten, wenn Sie sie verwenden, um sich auf der Station zu bewegen, aber Knochen in Ihren Armen, Fingern, Hals, Wirbelsäule usw. würden nicht die gleiche Belastung haben. Ich vermute, dass die Station sehr massiv sein müsste, wie andere vorgeschlagen haben, um Ihren Körper richtig zu laden.