Kann/sollte man in null G schwimmen?

Zwei Hauptprobleme stellen sich sofort dar. Da der menschliche Körper mit Wasser fast neutral schwimmt, könnte man meinen, dass es keine Probleme mit der tatsächlichen Bewegung im Wasser gibt. Aber das stimmt nur teilweise.

Die Richtungsorientierung im Wasser wird sehr schwierig sein. Auf der Erde hat beim Schwimmen nicht nur unsere Brust etwas mehr Auftrieb als unsere Beine, sondern wir spüren auch den Druckgradienten mit zunehmender Tiefe. Mit anderen Worten, selbst wenn wir kopfüber ins Wasser gezogen werden (z. B. schwere Goldkette), können wir spüren, wie der Druck nach oben abnimmt, und uns darauf aufbauend ein mentales Bild von unserem Szenario machen. In Null-g gibt es keinen solchen Druckgradienten. Diese Orientierungslosigkeit kann allein durch sorgfältiges, rigoroses Training behoben werden, ähnlich dem Training, das beim Militär verwendet wird, um Flugzeuge zu evakuieren, die ins Wasser gegangen sind .

Es stellt sich jedoch ein zweites Problem, das mit der Geometrie und den Materialeigenschaften unserer Wassersphäre zusammenhängt. Wie in anderen Antworten erwähnt, hat Wasser eine erhebliche Oberflächenspannung und wird ohne Richtungsbeschleunigung zu einer wackeligen Kugel verklumpen . Es ist vernünftig anzunehmen, dass das Wasser ungefähr zusammenhält. Wir lassen jedoch die Physik des Maßstabs außer Acht, um diese Annahmen zu verwenden, um das Verhalten von Wasser mit unserer größeren Kugel vorherzusagen.

Wenn der Radius der Kugel groß wird (in der Größenordnung von Metern), hat die innere Bewegung des Wassers in der Kugel (und dazu gehören Strömungen, die durch Schwimmen und Herumschieben des Wassers verursacht werden) eine viel größere Energie als die Oberflächenspannung, die die Kugel hält zusammen. (Dieser Vergleich wird als Weber-Zahl bezeichnet , die wichtig ist, um zu bestimmen, ob Flüssigkeiten "spritzen" und die Tröpfchengröße zu bestimmen.) Unsere Kugel würde nicht nur auseinanderfallen, sondern große Lufteinschlüsse würden überall verteilt sein. Das ist schlecht fürs Schwimmen, da durch den Einschluss dieser Lufteinschlüsse die effektive Dichte des Wassers gesenkt wird. Dieser Effekt ähnelt dem Schwimmen über einem Blasengenerator. In Kombination mit der Tatsache, dass Wasser immer noch gerne an allem haftet, einschließlich unserem Gesicht, haben wir ein Rezept für Panik, Erstickung und schweres Einatmen von Wasser, von denen die beiden letzteren (offensichtlich) tödlich sein können.

Wenn die Kugel riesig wird, kann es einige Zeit dauern, bis die Lufteinschlüsse entstehen, und das Schwimmen kann halbwegs normal sein . Das heißt, bis Sie die Oberfläche für Luft brechen müssen. Aber im Laufe der Zeit und wenn sich die Kugel aufgrund der oben erwähnten Wasserströmungen auflöst, wird Ihre Situation immer mehr wie die im vorherigen Absatz erwähnte aussehen.

Machbar: Ja für eine Weile

Gefährlich: Auch Ja

Cool Factor: Nicht so cool wie der Pool auf dem Mond.

Aus dem Kopf heraus fallen mir zwei Probleme für das freie Schwimmen (keine Atemausrüstung) ein:

• Ohne ein Gefühl von „oben“ und „unten“ wäre es sehr leicht, die Orientierung zu verlieren und den Überblick darüber zu verlieren, wo die nächste Oberfläche zum Atmen ist.
• Die Oberflächenspannung wird zur dominierenden Kraft, die den Wasserfluss bestimmt, wenn Sie zum Atmen auftauchen. Insbesondere wird das Wasser an Ihrem Gesicht haften , was es schwierig macht, einen freien Weg zum Atmen zu finden.

Mischumgebungen aus Wasser und Luft könnten in der Mikrogravitation tatsächlich ziemlich gefährlich sein. Aber eine reine Wasserumgebung sollte möglich sein. Damit ein Mensch anhaltende Mikrogravitation erfährt, ist bereits ein Atemgerät erforderlich. oft hat dies die Größe eines Lebensraums oder einer Kapsel, aber es gibt auch persönliche Einheiten.

Mehrere Personen haben sich zu der Herausforderung geäußert, sich durch eine Luftschleuse zwischen All-Air- und All-Water-Habitatvolumina zu bewegen.

Die bestehende Praxis zum Aufnehmen von verschütteten Flüssigkeiten ist die Verwendung eines Vakuumschlauchs (wahrscheinlich zum Ablassen in den Weltraum, was bei Luftschleusenvolumen eine Verschwendung von Masse wäre) und Handtüchern. Eine Kammer könnte so konstruiert sein, dass sie Luft einbläst und Wasser abpumpt (anfangs durch Lüftungsöffnungen, später über einen Handschlauch zum Auffangen von Klumpen) und die angesaugte Luft und Wasser über einen Zentrifugaltrockner und möglicherweise einen Kälteentfeuchter in den Endstufen trennt.

Es gibt jedoch auch eine andere Erdtechnologie, die für die anfängliche Trennung durchaus anwendbar sein könnte: Luftblasen-Wassertanks. Ein Astronaut, der sich aus der Luftumgebung ins Wasser begeben möchte, würde die Luftschleuse betreten, das Atemgerät anlegen und sich in eine flexible Blase ziehen, die mit der wasserseitigen Tür verbunden ist. Der Luftdruck in der umgebenden Kammer würde dann leicht erhöht, während der in der Blase gesenkt wird, wodurch der Astronaut effektiv „vakuumiert“ wird (aber nur schwach, damit er weiter atmen kann). Nachdem die meiste Luft aus der Blase entfernt wurde, wird der Außendruck leicht gesenkt und Wasser in die Blase gepumpt. Sie können dann die Wassertür öffnen und in die Wasserumgebung eintreten.

Um die Wasserumgebung zu verlassen, gehen sie durch die Tür in die Blase und schließen die Tür hinter sich. Der Außendruck wird wieder leicht erhöht und das Wasser abgepumpt. Sobald das meiste Wasser aus der Blase entfernt wurde, öffnen sie den Reißverschluss und verwenden das zuvor erwähnte Umluftgebläse, den Saugschlauch und die Handtücher zur Reinigung.

Obwohl die Orientierung tatsächlich eine Herausforderung sein könnte, ist sie in einer Mikrogravitations-Wasserumgebung wahrscheinlich nicht schwieriger als in einer Mikrogravitations-Luftumgebung.

Wenn es eine besondere Gefahr gibt, dann zum Beispiel durch Wasseraspiration infolge einer teilweisen Fehlbedienung des Atemschutzgeräts. Dinge, die ein erdgebundener Taucher tun kann, sind wahrscheinlich nicht sicher. Es ist durchaus möglich, dass der Astronaut während seiner Zeit im Wasserlebensraum effektiv einen Trockenanzug trägt.

Um im Wasser zu schwimmen, müssen Sie Luft mit nur einem geringen Gehalt an Wassertröpfchen atmen. Sie müssen wissen, wann es möglich ist, den Mund zu öffnen und einen tiefen Atemzug reiner Luft zu nehmen. Wenn Sie zu viel und zu oft Wasser statt Luft einatmen, besteht die Gefahr, dass Sie ertrinken.

In der Schwerelosigkeit und unter dem Einfluss des Schwimmens schweben viele Wassertröpfchen in der Luft und Luftblasen im Wasser. Es gibt keine Kraft, die die Luftblasen und Wassertröpfchen entfernt, wie wir es vom Schwimmen auf der Erde gewohnt sind. Wenn sich zwei Tröpfchen bei niedriger Geschwindigkeit treffen, können sie sich vereinen, aber bei größerer Geschwindigkeit werden noch mehr Tröpfchen in der Luft sein.

Ich denke also, dass Schwimmen in der Schwerelosigkeit nicht möglich ist. Aber ein experimenteller Nachweis wäre extrem teuer.

Stellen wir uns einen Wasserball mit einem Radius von 5 m vor, der im leeren Raum innerhalb einer entsprechend großen Raumstation schwebt.

Die Wasserkugel würde durch die vom Schwimmer verursachten Turbulenzen auseinanderbrechen. Dann würde der Schwimmer ertrinken, indem er die schwimmende Suppe aus Wasserfragmenten einatmete.

Wenn Sie das Wasser in einem Tank einschließen, können Sie "unter Wasser schwimmen" - aber das Ein- und Aussteigen aus dem Wasser kann kompliziert sein.

Ja, du kannst.

Dieses Thema wird in dem Buch The Integral Trees (1984) von Larry Niven ausführlich behandelt

Die Mehrheit der Smoke Ring-Tiere hat sich so entwickelt, dass sie zumindest gelegentlich fliegen – sogar die Fische. Der Rauchring enthält zahlreiche "Teiche", Wasserklumpen unterschiedlicher Größe, die wie alles andere frei schwimmen. Während es im Rauchring Wasser- und Amphibientiere gibt, die den größten Teil ihres Lebens in solchen Teichen verbringen, können diese Tiere ihren Lebensraum jederzeit als ungeeignet empfinden. Quelle

Es gibt eine Reihe von Szenarien, die durchgespielt werden, und sie alle scheinen in der Wissenschaft gut ausgewogen zu sein.