Schutz von Menschen bei längeren High-G-Manövern

Ohne deutliche Steigerung geht es nicht. 10 g nähern sich der Grenze der kurzzeitigen menschlichen Verträglichkeit, gemessen in Minuten. Offensichtlich kann ein Mensch bei einem Aufprall hundert G-Kräfte überleben, aber das ist über einen sehr kurzen Zeitraum.

Hier ist ein Diagramm dafür, was ein typischer Pilot aushalten kann

Wie Sie sehen können, ist die Position sehr wichtig, aber die Gesamtzeit vor dem Blackout ist immer noch sehr kurz.

Bei 10 g kann sich ein menschlicher Körper nicht mehr bewegen. Es muss sich in einer zurückgelehnten Position befinden und vollständig unterstützt werden. Zum Vergleich: Wenn jetzt eine Rakete abhebt, werden die Astronauten mit 4 g Beschleunigung belastet und tun nicht viel mehr, als zu sitzen und die Fahrt zu genießen. Jemanden plötzlich mit 10 G-Kräften zu belasten, wird ihn mit ziemlicher Sicherheit ausschalten, also müssen Sie den Schub allmählich erhöhen und sind hoffentlich nicht in der Lage, plötzliche seitliche Änderungen vorzunehmen, es sei denn, der Pilotensitz kann sich verschieben, um den Piloten in der Mitte zu halten (in einer klassischen Rakete). Dies ist kein großes Problem, es sei denn, es hat seitliche Triebwerke oder wird getroffen, wodurch es ins Trudeln versetzt wird).

Sie könnten ein angetriebenes Exoskelett verwenden, um eine unterstützte Bewegung der Gliedmaßen bei hohem g zu ermöglichen. Das Atmen ist ein Problem, da die Fähigkeit zu atmen davon abhängt, dass das Zwerchfell einen Sog gegen den Brustkorb erzeugen kann, den Brustkorb zusammendrückt und Sie nicht atmen können. Die Verwendung eines flüssigen Mediums (wie das Abyss) oder Überdruckluft (wie ein CPAP-Gerät oder ein Beatmungsgerät) kann helfen, beide Lösungen sind für den Langzeitgebrauch problematisch (aktuelle Kampfpiloten verwenden eine Maske, da ein Beatmungsgerät dies normalerweise vom Patienten verlangt). sediert werden, es sei denn, es wird chirurgisch in die Luftröhre eingeführt, wie bei Christopher Reeves). Überdruck von einer Maske oder einem Beatmungsgerät schädigt die Lunge, sodass Sie die Beatmung nur so lange erzwingen können. Ein starrer Oberkörperanzug, der einem Unterdruckbeatmungsgerät (einer eisernen Lunge) nachempfunden ist, kann besser sein, aber natürlich haben diese auch folgen, da sie die bewegung stark einschränken. Elektroden zum Erzwingen der Muskelkontraktion können ebenfalls hilfreich sein, wenn der Pilot sein neuromuskuläres System ermüdet, wenn er versucht, der G-Kraft zu widerstehen (ein Kompressionsanzug ist ebenfalls erforderlich).

Das Beste, worauf Sie unter 10 g hoffen können, ist die Fähigkeit, visuelle / akustische Informationen zu empfangen (dies verschlechtert sich, da sich der Augapfel unter hohem g verformt) und möglicherweise einige Tasten unter den Fingern zu betätigen. Sie können eine Art High-G-Medikament (wie das Expanse) mit der Hand schwingen, das dem Herzen hilft, den Blutdruck aufrechtzuerhalten. Aber dieses Medikament, das vermutlich ein lokalisierter Vasokonstriktor ist, um den Blutdruck zu erhöhen und zu verhindern, dass sich Blut in den "unteren" Körperteilen ansammelt, wäre sehr gefährlich, wenn der Schub plötzlich aufhört.

Wenn Sie dies wirklich tun müssten, müssten Sie über eine funktionierende neuronale Schnittstelle verfügen, wenn Sie über möglicherweise ein paar binäre Tastendrücke hinaus Eingaben von den Astronauten erhalten möchten. Das Herz wird nicht in der Lage sein, mitzuhalten, daher müssen Sie ein ECMO-System (extrakorporale Membranoxygenierung) einrichten, das sauerstoffreiches Blut direkt in das zerebrale Gefäßsystem injiziert. Auf diese Weise kann der Rest des Körpers stundenlang die Durchblutung verlieren und ist immer noch halbwegs in Ordnung, aber das Gehirn bleibt mit Sauerstoff versorgt und funktionsfähig. Selbst das verschafft Ihnen ein paar Stunden mit hohem Schub, nicht Tage. Sie müssen für einige Stunden drosseln (vielleicht im Verhältnis 1:1), um sich zu erholen.

Letztendlich werden Perioden mit hohem g langfristige Folgen haben. Es besteht eine sehr gute Chance, dass Gefäßschäden zu Mikroschlaganfällen und schließlich zu Demenz führen. Das Zusammendrücken des Gehirns in Richtung der Rückseite des Schädels belastet die dünnen Blutgefäße, die sich von der Dura nach unten erstrecken, was zu einer intrakraniellen Blutung führt. Kleine Blutungen in Gelenken, Haut und inneren Organen führen zu anderen Formen von Schäden, Arthritis und Narbenbildung. Wiederholte Gewebeischämie aufgrund eines geringen Blutflusses kann zu Organschäden führen. Astronauten, die dies tun, haben eine kurze Karriere und enden ähnlich wie Boxer oder Fußballspieler.

Die kurze Antwort ist nein .

Für Menschen, die auf einer 1G-Welt geboren und gereift sind, kann ihre Physiologie 10G nicht für Sekunden tolerieren, geschweige denn Tage am Ende. Bewusstlosigkeit tritt bei „normalen“ Menschen zwischen 4 und 8 G auf. Luftstreitkräfte und Raumfahrtorganisationen haben das Thema gründlich erforscht, und das Beste, was getan werden kann, ist die Verwendung von Positionierungs- und Druckanzügen, um die Symptome vorübergehend zu lindern.

Sie können völlig vergessen, dass „normale“ Menschen jenseits von 2G herumlaufen.

Wenn Sie jedoch in der Lage und bereit sind, Ihre Flugbesatzungen in einer Umgebung mit höherem G geboren und heranreifen zu lassen, können Sie die Schwerkraftdifferenz zumindest auf weniger als 10 reduzieren und ihre Funktionalität länger aufrechterhalten.

Wenn Sie ΔG auf weniger als 4 senken können, könnten Sie wahrscheinlich für eine kleine Anzahl von Tagen eine funktionsfähige Flugbesatzung aufrechterhalten – vorausgesetzt, ihre Körper stehen immer senkrecht zum Beschleunigungsvektor (so dass Kopf und Herz gemeinsam beschleunigen).

Flugbesatzungen, die im Laufe von ~ 20 Jahren in einer 6G-Umgebung geboren und gereift sind, die dann auf Pads geschnallt wurden, die mit minimaler Reibung über die Oberfläche einer sehr großen (magnetisch abstoßenden) Platte (d Deck), ist ungefähr die einzige Möglichkeit, wie ich sehen kann, dass irgendetwas entfernt Menschliches tagelang in 10G bei Bewusstsein bleibt.

Ob 20 Jahre in einer 6G-Umgebung Wesen hervorbringen würden, die Menschen nach ein paar Generationen auch nur entfernt ähneln, ist eine ganz andere Frage.

Ob "Pads on a Plate" (stellen Sie sich kleine Leute vor, die auf den Pucks auf einem Airhockey-Tisch liegen) ein optisch akzeptables Kommandodeck ist, ist auch eine ganz andere Frage.

Natürlich würden Flugbesatzungen, die in einer 6G-Umgebung geboren und gereift sind, in einer 1G-Umgebung schlecht abschneiden – also gewinnen Sie einiges und Sie verlieren einiges.

Ich bin mir nicht sicher, wie das 10 G aushält, aber Gerry Anderson hat in der Fernsehserie UFO aus den 1970er Jahren eine Lösung gefunden . Füllen Sie den Raumanzug mit einer supersauerstoffreichen Flüssigkeit und das Raumschiff mit der gleichen Flüssigkeit ( ohne Supersauerstoffanreicherung). Wasser lässt sich nicht stark komprimieren, daher sollte der unterstützte Körper größeren G-Kräften standhalten können.

Jemand anderes muss rechnen.