Was ist das beste Design zum Andocken an eine rotierende Raumstation?

5. Das Dock ist statisch, die Station dreht sich. Fracht und Passagiere werden auf dem Weg vom Schiff zur Station an einem internen Zwischenübergangspunkt auf Stationsgeschwindigkeit hochgeschleudert.

Dies führt zu einer komplexeren Stationsstruktur (wenn auch nicht so komplex wie 4.), aber zu einem viel einfacheren Andockvorgang. Ihre Prioritäten hier sollten berücksichtigt werden, die Phase mit dem höchsten Risiko ist während des Andockens und daher sollte dieser Teil des Prozesses so weit wie möglich vereinfacht werden. Dadurch können auch größere Schiffe an Ihrer Station andocken, ohne dass ihre Masse die rotierende Masse der Station beeinflusst.

Ich denke, das Anpassen der Geschwindigkeiten durch "Landen" des Schiffes auf dem inneren Teil einer hublosen Ringstation könnte eine andere Lösung sein.

Fahren Sie mit dem Fahrwerk und bremsen Sie bis zum Stillstand, dann rollen Sie mit 1 g zum nächsten Docking-Port.

Dies vermeidet technische Probleme im Zusammenhang mit rotierenden Dichtungen.

#2 ist die Goldstandard-Methode. Beobachten Sie, wie es in 2001: A Space Odyssey gemacht wird .

Schiffsausrichtung auf Andockbucht

Im Jahr 2001 sehen wir die einfachste Konfiguration. Das Publikum von 1968 dazu zu bringen, die Mechanik der rotierenden Raumstation überhaupt zu akzeptieren , war ein großer Sprung genug. Die Station hat beide Docks, die sie möglicherweise haben kann. (Man ist voll, daher die roten Lichter).

Das scheint furchtbar spärlich zu sein, aber mit einem Aufzug können Sie viel, viel mehr haben . Die Schwerkraft ist nach außen gerichtet, daher sind die Decks zylindrisch - Sie "senken" ein Schiff auf ein "Hangardeck" (könnte viele Decks haben, die viele, viele Fahrzeuge tragen). Dieses Szenario stellt sich Bodenwirte mit Schleppern auf jeder Ebene vor, aber Babylon 5 geht noch einen Schritt weiter.

Der "Aufzug" von Babylon-5 kann sich wie die Star Trek-Turbolifte in 3 Bewegungsachsen bewegen: hinunter zu einem Hangardeck, dann radial und von vorne nach hinten zu einer bestimmten Andockstation. In der Zwischenzeit ist am Andockknoten eine weitere Aufzugsplattform eingefahren, um auf das nächste Schiff zu warten. So kann es in ein oder zwei Minuten radeln. Dies ist nur im rotierenden Abschnitt, ich ignoriere alle festen Docks auf Babylon-5.

Ihr alternativer Vorschlag ist, die Station jedes Mal anzuhalten, wenn Sie andocken. Sie wollen wirklich niemals einen rotierenden Sender anhalten . Der Grund ist Wasser. Ungehindert von der Schwerkraft wird das gewöhnliche Wasser, das Menschen in der Station verwenden, an Orte gelangen, an die man sich nicht einmal vorstellen kann, dass Wasser dorthin gelangt. Ein Teil davon kann durch Kondensation dorthin gelangen. Dieses Wasser und die darauf folgende Korrosion werden zu einem Albtraum für die Wartung.

Das Problem bei Nr. 1 ist, dass Massen- und Gleichgewichtsberechnungen sehr genau sein müssen und viele andere Dinge richtig laufen müssen, oder der Schnappschuss wird birnenförmig und das Raumschiff kollidiert mit der Station . Das ist nie gut. Sogar Marinekriegsschiffe reagieren sehr schlecht auf Kollisionen. Eine solche Kollision ist für das Raumschiff mit Sicherheit tödlich und möglicherweise auch für die Raumstation katastrophal, je nach Konstruktionsstandard. Zusätzliche Masse von der Erde zu heben, nur um die Station gegen Andockkollisionen abzusichern, ist purer Wahnsinn, es könnte sinnvoller sein, wenn das Material im Weltraum abgebaut wurde.

Da sich die Station dreht, hat sie selbst viel gespeicherte Energie, und die Struktur steht ständig unter Druck, um diese Energie zu halten. Erhebliche strukturelle Schäden an der Station könnten Anstoßeffekte verursachen, die die Station vollständig auseinanderreißen könnten.

Auf der anderen Seite ist "vom Rand" eine großartige Möglichkeit, Schiffe zu starten , insbesondere Kampfschiffe, wie in Babylon-5 zu sehen. Die Zentripetalkraft sorgt für ein sauberes Losbrechen. Beachten Sie, dass die Fahrzeuge immer noch in der Nabe landen und dann von Aufzügen in die Startposition gebracht werden.

Ihre Optionen 3-5 haben ein ernsthaftes Problem: Sie haben einen rotierenden Abschnitt in der Raumstation. Sehen Sie sich alle oben genannten strukturellen Bedrohungen an, über die ich gerade gesprochen habe. Dies ist ein sehr großes und komplexes Scharnier, ähnlich der Raffinesse der Schienen, die verwendet werden, um den Tschernobyl-Bogen an Ort und Stelle zu bewegen, außer dass sie rund um die Uhr in Gebrauch sind und vermutlich stellenweise luftdicht sind.

Jedes ernsthafte Problem mit dem rotierenden Abschnitt birgt die Gefahr, dass die Abschnitte der Station aneinander schleifen, und wenn die gegenseitigen Strukturen anfangen, sich ineinander zu graben, würde dies immer größeren Schaden anrichten. Es wäre dann ein Wettlauf, ob a) die Reibung der sich selbst zerstörenden Stationsteile sie relativ zum Stillstand bringt oder ob die Struktur der Station so stark beschädigt wird, dass sie sich selbst zerreißt.

Oder beides: Wenn die Station zum Stillstand kommt, wird die Rotation beider Abschnitte nach Masse gemittelt. Dadurch wird die Rotation außeraxial und aus dem Lot gebracht, und die Zentrifugalkräfte wirken in eine andere Richtung als je zuvor auf der Station, einschließlich des sich nicht drehenden Abschnitts, der überhaupt nicht für Zentrifugalkraft gebaut ist . Die sich drehenden Abschnitte würden wie ein sinkendes Schiff aufschlagen, mit allen Böden jetzt in einem Winkel. Aber es wäre ein Chaos auf dem nicht drehenden Abschnitt, wo alles, was nicht festgebunden wäre, gegen die Wände jedes Abteils geschleudert würde, wieder siehe strukturelle Schäden. Ich weiß nicht, welche Treibstoffe Ihre Schiffe verwenden, aber sie werden jetzt gegen die Wände des Dockbereichs geschmettert ... Wenn es der übliche binäre Treibstoff ist, haben Sie jetzt kaputte Treibstofftanks, Sie haben jetzt ein Dockfeuer, und mit "Feuer" kann ich "Explosion" meinen.

Spinning-Abschnitte sind hart und nicht so praktisch.

Ein praktischerer Ansatz wäre eine sich nicht drehende Raumstation, die ein sich nicht drehendes "permanentes Dock" direkt neben einem sich drehenden hat, mit einem Kabel zwischen den beiden Schiffen. Cable Cars laufen auf und ab das Kabel. Jede Station ist in der Lage, in einem vorbereiteten „ Ausreißmanöver “ sofort Schnur und Strahlruder voneinander zu trennen . Die Seilbahn trägt genug Notstrahlruder, um zu beiden Stationen zurückzukehren, wenn sie sich lösen.

Gehen wir die Optionen nacheinander durch:

1. Es ist sehr einfach, ein Schiff in ein schwereloses Dock zu fliegen. Es ist sehr schwer, eine Rakete auf etwas zu landen, das nicht schwerelos ist. Diese Option erfordert letzteres und bringt genau nichts. Kein Konstrukteur einer Raumstation würde dies jemals ernsthaft in Betracht ziehen.

2. Klingt vernünftig. Es schränkt jedoch die Anzahl der Docks stark ein. Sie bekommen nur zwei Docks leicht, und Sie brauchen einige verrückte Strukturen, um zusätzliche bereitzustellen.

   Das setzt auch voraus, dass sich die Raumschiffe tatsächlich mit ausreichend hoher Geschwindigkeit drehen können. Das ist nicht selbstverständlich: Ein Frachtschiff wäre wahrscheinlich nur ein sehr dünner Schild gegen Mikrometeoriten und eine extrem leichte Struktur, um die Fracht an Ort und Stelle zu halten. Es wäre nicht dafür ausgelegt, große Kräfte von der Ladung in eine andere Richtung als in Richtung seines einzigen Hauptmotors aufzunehmen. Ein solches Schiff mit einer ernsthaften Geschwindigkeit zu drehen, würde die Fracht nur in alle Richtungen davonfliegen lassen ...

3. Imho die beste Lösung. Sie können Ihre Docks so groß bauen, wie Sie möchten, Sie können so viele Andockringe zwischen rotierenden Stationsringen bauen, wie Sie möchten, und, was am wichtigsten ist, Sie können jede Art von Schiff andocken, selbst die schwächsten.

   Sie müssen nur Transferabschnitte hinzufügen, in denen Sie die Fracht aufwirbeln, bevor Sie sie in den rotierenden Teil der Station übergeben, und entwirbeln, bevor Sie sie in die Docks übergeben.

4. Auch hier widersprechen Sie angedockten Schiffen der Schwerkraft, für die sie möglicherweise nicht ausgelegt sind. Sie wollen jedem Schiff erlauben, an Ihre Raumstation anzudocken und Handel mit ihr zu treiben, oder?

cmasters Antwort ist gut. Aber ich habe ein zusätzliches Argument für Lösung eins: Kraftstoffeffizienz. Angenommen, die Station hat einen Radius von 1000 m. Seit$a_{centripetal}=\frac{v^2}{r}$, um 1 G Schwerkraft an seiner Oberfläche bereitzustellen, muss es sich mit Oberflächengeschwindigkeit drehen$v = \sqrt{1000\times10} = 100 m/s$

Je nach Technologie und Umlaufbahnhöhe kann dies ein signifikantes deltaV sein oder auch nicht. Aber wenn Ihre Station wirklich groß ist und weit von ihrem zentralen Körper entfernt umkreist, kann ihre Oberflächenrotationsgeschwindigkeit ähnlich der Umlaufgeschwindigkeit von ein- und ausgehenden Transfers sein. Das bedeutet, dass Sie durch die Verwendung von seitlichen Docks eine beträchtliche Menge an Bremsen und erneutem Beschleunigen sparen können, indem Sie nur auf eine Geschwindigkeit abbremsen, die der der Stationsdrehung entspricht, und sanft an den Haken andocken, die Ihnen vorübergehend stationär erscheinen.

Die strukturelle Integrität des Fahrzeugs kann aufrechterhalten werden, wenn Sie es so ausrichten, dass es die Lasten in seiner Schubachse aufnimmt.

Für schnelle Passagierschiffe und Militärschiffe mit Hochleistungsmotoren lohnt sich die Einsparung möglicherweise nicht, aber für den Massentransport zwischen zwei Stationen in einer hohen Jupiterumlaufbahn kann es bedeuten, dass Sie Schubmotoren für Ihre Frachter vollständig weglassen können.

Ich denke, das ist Option Nr. 3.

Es gibt ein Problem mit der Zentrifugalkraft, rotierende Dinge wollen sich um ihren Schwerpunkt drehen; Wenn also das Gewicht nicht ganz gleichmäßig um die Felge verteilt ist, dann verschiebt sich das Rotationszentrum und die "Rotation" wird chaotisch. dh es wird nicht funktionieren, die Struktur beginnt zu taumeln (obwohl sie an Ort und Stelle ist).

Aus diesem Grund benötigen Sie eine automatische Kompensation, massive Geräte, die den Ring im Gleichgewicht halten können, sodass sich Personen und Dinge, die sich in Ihrem Ring bewegen, kontrapunktisch bewegen, um den Schwerpunkt (den Gleichgewichtspunkt) im Zentrum der Drehung zu halten .

Ich denke, Ihre beste Andocklösung besteht darin, am Mittelpunkt des Rings anzudocken, um den sich alles dreht. Stellen Sie sich einen Fahrradreifen mit dicken Speichen vor. Der Gummiring ist der bewohnbare Bereich, die Speichen sind sowohl Fahrrohre als auch "Schienen", die automatisch bewegliche Gegengewichte tragen. Der Hub ist die Dockingstation.

Fügen wir der Nabe einen Übertragungszylinder hinzu, der sich entgegengesetzt zur Drehrichtung des gesamten Reifens drehen kann. Für diejenigen innerhalb der Nabe scheint sich dieser Zylinder zu drehen, aber für das Schiff außerhalb der Nabe scheint der Zylinder stationär zu sein, während die Station sich zu drehen scheint.

Das Schiff nähert sich also dem stationären Transferzylinder und kann damit eine Luftschleuse machen. Objekte (Menschen und Dinge) verlassen das Schiff, um in den Hub einzudringen; sie sind darin schwerelos. Sie nehmen Sitze ein oder sind anderweitig an den Wänden befestigt. Die Luftschleuse ist geschlossen. Das Transportschiff kann abfahren.

Dann wird aus Sicht der Raumstation dieser sich drehende Transferzylinder "verlangsamt", bis er sich vollständig mit der Station dreht, Zentrifugalkraft hat (zeigt auf seine Wände) und die Passagiere und Fracht den Zylinder in den verlassen können Zentrum, wo sie dann mit einem Aufzug eine der Speichen "hinunter" zu den bewohnbaren Bereichen fahren können. Die Computer für die Raumstation bewegen automatisch Gegengewichte an der Außenseite der Speichen auf und ab, um das Gleichgewicht mit den sich bewegenden neuen Gewichten aufrechtzuerhalten.

All dies scheint den Passagieren ziemlich ähnlich zu sein wie die moderne Erfahrung von Fluggesellschaften. Warten, Anschnallen, Beschleunigen, Warten, Abbremsen zur Landung, Warten, Flugzeug verlassen, Gepäck holen, Navigieren durchs Ziel (Suche nach der richtigen Speiche, Etage, etc.).

Weltraum-Gangway.

https://thompsen13.artstation.com/projects/d9g3W?album_id=42421

Dies ist nicht auf der Liste, aber am nächsten an # 1. Es ist weniger Andocken als Festmachen. Haken erstrecken sich radial von der Station aus - bis zu mehreren Kilometern. * Schiffe sind angehakt. Dann bleiben sie wo sie sind. Die Flugsteuerung wird an die Station abgetreten, die die Schiffsgeschwindigkeit steuert, um die Position am Ende ihrer Linie zu halten. Eine Gangway wird entlang der Linie verlängert und verwendet, um Material und Personen hin und her zu transportieren.

Vorteile

1: Sie müssen keine Schiffe einziehen. Lassen Sie sie am Ende des Kabels. Die Erhaltung des Drehimpulses bedeutet, dass ein Schiff, das nach innen in Richtung der Station gezogen wird, langsamer werden muss, um seine Position relativ zum Umfang der Station beizubehalten.

2: Sie bringen die Schiffe nicht zu nahe an die Station und riskieren eine Kollision. Oder Schäden an der Station, wenn das Schiff explodiert.

3: Sie haben die Schiffe auf Armlänge und kontrollieren den Zugang, falls an Bord des Schiffes eine Bedrohung besteht.

4: Wenn das Schiff die Kontrolle verliert, getroffen wird oder unerwartet abfährt, werden das Kabel und die Gangway beschädigt, nicht die Station selbst.

5. Schiffe könnten groß sein und es könnte viele von ihnen geben. Das Festmachen von Schiffen am Umfang eines Kreises, der viel größer ist als der Umfang der Station, ermöglicht mehr Platz für Schiffe und mehr / größere Schiffe.

6. Sie können die Position festgemachter Schiffe nach Bedarf neu anordnen.

7. Schiffe fahren in gerader Linie aus, auf der Tangente des Kreises wurden sie auch festgemacht.

*(Schlechte Geometrieüberlegungen hier gelöscht!)

Alle haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und es würde davon abhängen, welche Geräte die Ingenieure besser konstruieren können und welche Technologieniveaus, verfügbaren Materialien und so weiter es gibt.

• Damit Haken funktionieren, könnte die Kabelspule das Kabel herauslassen, sodass sich der Haken langsamer bewegt als der Rand der Station. Sobald das Schiff gefangen ist, können Sie das Ablassen allmählich verlangsamen und wieder einrollen. Längere Kabel und schneller rotierende Stationen erfordern stärkere Kabel. Ein Elektromagnet könnte auch besser sein als ein Haken.
• Der Anschluss wird einer Rotationsscherspannung ausgesetzt. Schiffe verschwenden auch jedes Mal Treibstoff, wenn sie sich selbst drehen (es sei denn, Sie verwenden Manövrierkreisel) - vielleicht ist es besser, stattdessen einen Minihaken zu haben. Zwei "Arme" kommen aus der Schiffsnase und werden von Haken aus der Umgebung des Hafens erfasst. Die Passagiere sollten nicht viel schwindliger werden als die Stationsbesatzung, es sei denn, Sie maximieren die Rolldüsen. Schließen Sie einfach die Fenster.
• Besser, diese Zwischenstation liefert die Energie für passende Winkelgeschwindigkeiten.
• Die Impulsübertragung scheint manchmal nur für Stationen zu funktionieren, die schwerelos sein sollen. Für eine große Station wäre es unpraktisch, die gesamte Schwerkraft für jedes Dock abzuschalten. Drehdock ist die optimalste Version davon.
• Wahrscheinlich die einfachste Option, es sei denn, Sie möchten aus irgendeinem Grund keinen statischen Abschnitt haben.

Ich glaube, Sie haben auch vergessen: 1. Schiffsvektoren tangentiale Geschwindigkeit zum Rand der Station, um Geschwindigkeiten bei der engsten Annäherung anzupassen 2. Seitlich drehen und ausrollen 3. Bei der engsten Annäherung in Richtung Station brennen, um einem orbitähnlichen Pfad um die Station zu folgen 4. Schnell an der befestigen Docking-Port, um Kraftstoffverschwendung zu vermeiden

Am realistischsten scheint es mir, das Schiff drehen zu lassen. Keine zusätzlichen Geräte erforderlich, warten Sie einfach den Port regelmäßig.

Ich denke, ein nicht rotierender Hub entlang der Stationsachse ist die beste Option (IMHO ist dies wahrscheinlich die einzige Option). Die ankommenden und abfahrenden Schiffe haben normalerweise keinen Schub übrig und sind, wie andere betonten, nicht unbedingt dafür ausgelegt, der Rotationsbelastung standzuhalten. Dies ermöglicht auch mehrere Docking-Ports, da diese nicht mehr genau auf der Achse liegen müssen, solange die Verbindung zu den Hauptteilen der Station nur über den Hub erfolgt.

Die konstruktive Herausforderung besteht dann darin, die nicht rotierende axiale Nabe mit dem Rest der rotierenden Station zu verbinden. Ich bin kein Ingenieur, aber es kann schwierig sein, eine luftdichte Naht zwischen zwei massiven Objekten zu haben, die sich umeinander drehen. Daher kann es einfacher sein, die Nabe im Nulldruck sowie in der Schwerelosigkeit zu halten. An einem Punkt entlang der Achse brauchen wir also eine Kammer, in der sich die Passagiere eine Auswahl an langsam drehenden Leitern schnappen und dann ein Stück (hier mit sehr geringer "Schwerkraft") in eine Luftschleuse klettern können.

Eine andere Lösung besteht darin, dass die rotierende Struktur nicht die äußere atmosphärenhaltende Wand sein muss. Die Stationsaußenwand dreht sich nicht. Jedes sich nähernde Schiff kann überall ansetzen. Menschen steigen in einen rotierenden Überbau ein, um die Rotationsgravitation zu erfahren. Fracht wird gelagert und leicht um die äußere schwerkraftlose Hülle bewegt.

Eine kleine, nicht rotierende Andockgangway scheint die beste Wahl zu sein. Wenn es einen Durchmesser von etwa 3 Metern hat, ist dies kein schwieriges technisches Problem. Eine große Raumstation muss sich nicht sehr schnell drehen, daher kann die 3-4 Meter große „Drehscheibe“, von der aus die Gangway ausfährt, alle paar Minuten eine Umdrehung machen. Bringen Sie an jedem Ende einige Sicherheitsgelenke und eine interne Dichtung an, um eine Notdrehung in der Mitte der Gangway zu ermöglichen oder Bewegungen zwischen Fahrzeug und Station auszugleichen, und Sie sollten gut sein.

Es wäre wahrscheinlich am sichersten, nur während des Umsteigens von Passagieren und Fracht umzusteigen und ansonsten ein paar Kilometer entfernt zu parken. Da das Andocken ein kniffliges Manöver sein könnte, würde ich alternativ vorschlagen, dass die Station Andock-Shuttles mit hochspezialisierten Piloten und/oder computergestützten Flugkontrollen einsetzt.

Ich möchte mir vorstellen, an eine gigantische Raumstation anzudocken, deren Rand etwa 20.000 km lang ist, wie eine Kugel geformt ist und sich mit etwa einem Hundertstel RPM (Umdrehung pro Minute) "dreht". Es gibt eine einzelne "Andockstation" wie Situation 2, auf einem der Pole, genannt "McMurdo Bay, Antarktis". Wird den Leuten bei McMurdo schwindelig? Nein. Sie können nicht einmal sagen, dass sie "rotieren". Wenn ich dort ein Raumschiff landen würde, würde mir dann schwindelig werden? Nein. Obwohl am Rande dieses riesigen Raumschiffs Menschen mit etwa 1670 km/h "fahren". Dieses Raumschiff ist die Erde und für jeden auf ihrer Oberfläche scheint es still zu sein.

Mit anderen Worten, die Idee der "Rotation" ist wie die Idee der "Bewegung" - im Weltraum, bei Geschwindigkeiten, die viel langsamer als die Lichtgeschwindigkeit sind, ist alles im Grunde relativ, und wir spüren nur Beschleunigung, nicht irgendeine Art von "Absolutheit". Geschwindigkeit". Gehen Sie zurück zu Einsteins Gedankenexperiment: Wenn Sie in einem Raketenschiff wären, das so beschleunigt, dass Ihre Füße den Boden mit einer angenehmen, erdsimulierten Schwerkraft von 1 g berühren, könnten Sie sagen, ob es von der Schwerkraft oder vom Einschalten des Raketentriebwerks kam ? Angenommen, Sie ignorieren Dinge wie das Sehen der Wände usw.? Mit anderen Worten, wenn Sie an einer Ampel stehen und ein anderes Auto rückwärts aus Ihrem Fenster rollen sehen, ohne aus irgendeinem Grund den Hintergrund sehen zu können, Fragt sich Ihr Gehirn dann manchmal, ob sie wirklich rückwärts rollen oder ob Sie vorwärts rollen? Wenn Sie in einem Zug mit 245 MPH fahren und einen Ball aus dem Fenster fallen lassen, haben Sie dann einen Ball mit 245 MPH geworfen? Nein, Sie haben es mit 0 Meilen pro Stunde fallen gelassen, es ist nur relativ zum Boden, dass es 245 Meilen pro Stunde fährt.

Was ich in Frage stelle, ist die Idee, dass Menschen schwindelig werden, wenn sie sich mit einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit drehen, genauso wenig wie Astronauten "fühlen" können, dass sie eine lineare konstante Geschwindigkeit von 25.000 Meilen pro Stunde fahren. Wenn ein Kosmonaut, Astronaut oder Taikonaut keine Fenster hat, um die fernen Sterne zu sehen, glaube ich nicht, dass sie bei einer ausreichend niedrigen Rotationsgeschwindigkeit überhaupt erkennen können, dass sie sich drehen. Wir spüren nur wirklich "Beschleunigung", oder, eine schnelle Geschwindigkeitsänderung, wir spüren nicht die absolute Geschwindigkeit. Das gilt für die lineare Geschwindigkeit, und ich glaube, es würde auch für die Rotationsgeschwindigkeit gelten. Bei ausreichend niedrigen Drehzahlen.

Nun gibt es ein Problem, wenn Sie zu schnell gedreht haben ... aber wie schnell? Eine schnelle Google-Suche zeigt, dass die Drehzahl für eine Raumstation, die sich dreht, um die Erdgravitation zu simulieren, je nach Radius der Station zwischen 1 und 3 U / min liegt. Wie schnell ist nun 1 U/min für einen menschlichen Geist?

Stellen Sie sich in die Mitte Ihres Bodens. Holen Sie sich jetzt eine Stoppuhr und stellen Sie sie auf eine Minute ein. Drehen Sie sich jetzt um, so dass Sie in einer Minute einen vollständigen Kreis bilden. Das ist eine Umdrehung. Ist Ihnen schwindelig geworden? Könnte Ihr Gehirn überhaupt sagen, dass Sie sich drehen? Schließen Sie die Augen und tun Sie es. Konntest du überhaupt sagen, dass du gedreht hast?

Es ist fast das gleiche Prinzip, das Virtual Reality verwendet. Wenn Sie Ihre Augen schließen und in einer geraden Linie gehen, werden Sie es die meiste Zeit nicht schaffen, weil Ihr Gehirn nicht einmal sagen kann, was eine geradlinige Bewegung ist. Es ist nicht so wichtig. Auf diese Weise kann VR das Gehen auf einem Weg simulieren, obwohl Sie sich in einem winzigen Raum befinden – es bringt Sie dazu, im Kreis zu gehen, ohne dass Ihr Gehirn es überhaupt weiß, weil es Ihnen zeigt, dass Sie mit einer verzerrten Optik einen relativ geraden Weg gehen. Unser Gehirn ist nicht so bewegungsempfindlich, wie wir gerne glauben.

Mit anderen Worten: Option 2 ist meiner Meinung nach kein wirkliches Problem. Abgesehen von dem Problem, zwei Schiffe dazu zu bringen, sich mit einer sehr engen Drehgeschwindigkeit zu drehen. Wenn wir uns einen Film wie Interstellar ansehen, erscheint das ziemlich dramatisch – aber nur, weil Chris Nolans Team uns die Hintergrundsterne, den Planeten usw. zeigte, die Musik aufdrehte und gleichzeitig dramatische Charaktermomente hatte.

Stellen Sie sich in Wirklichkeit vor, an einem riesigen rotierenden Schiff anzudocken. In einiger Entfernung zeigt der Bildschirm nur noch das Schiff. Kein Hintergrund. Angenommen, die Drehzahl ist niedrig genug, werden Sie die Rotation nicht einmal spüren, genauso wie Sie nicht spüren können, wie sich die Rotation in Ihrem Raum bei 1 U / min dreht. Es wird im Wesentlichen wie ein normales Andockverfahren an einer „stationären“ Raumstation sein, außer dass Sie Ihre „Rotation“ „korrigieren“ müssen ... was wir bereits jedes Mal tun, wenn Sojus an der ISS andockt. Es muss sich in Bezug auf das andere Schiff stabilisieren, und es hat Rolltriebwerke, um dies zu erreichen, falls es aus irgendeinem Grund zu einem unbeabsichtigten Rollen kommt.

Wenn Sie näher kommen und die Station in Ihrer Sicht groß erscheint, wird die Rotation selbst zu einer Illusion - Sie und die Station stehen tatsächlich still, es ist der Rest des Universums, der sich dreht. Aber da Sie dieses Universum nicht sehen können, bemerken Sie es nicht einmal.

Das ist wie die Illusion, die wir jeden Tag auf der Erde haben. Ich spüre nicht, wie ich mich mit 1600 km/h um eine Achse drehe. Ich sehe, wie sich der Mond und die Sterne um mich herum drehen, wenn ich aufschaue und lange genug warte. Ich spüre jedoch nicht, wie ich mich umdrehe. Ich fühle mich still. Der Boden fühlt sich still an. Die Straßen und Gebäude und Berge fühlen sich für mich still und unbeweglich an. Ich spüre auch nicht, wie ich mich um die Sonne drehe. Ich spüre auch nicht die Rotation unseres Spiralarms um das Zentrum unserer Galaxie, noch spüre ich die Bewegung unseres Galaxienhaufens in Relation zu anderen. Es ist relativ.

Und so ist meiner bescheidenen Meinung nach die realistische Option Nummer 2.

Die anderen Optionen führen zu einer unausgeglichenen Masse in der Station und verursachen ein Wackeln, was ein viel viel größeres Problem darstellt. Was das stationäre Teil der Station betrifft, so beinhaltet dies eine Art superkompliziertes luftdichtes Schleifringsystem, um den stationären Teil mit dem Hauptteil zu verbinden, wieder mehr Probleme.

Und der zum Drehen benötigte Kraftstoff ist sehr gering. Denken Sie daran, dass es im Weltraum im Wesentlichen keine Reibung gibt. Was ist, wenn das Schiff keinen Treibstoff mehr hat oder die Triebwerke nicht funktionieren? Dann können die Leute entweder aussteigen und einen Weltraumspaziergang machen, oder die Station kann eine Rettungskapsel schicken, wie einen kleinen Schlepper, der sich an das Schiff anlegen und es zum Rotieren zwingen kann

Sobald es sich dreht, wird fast kein zusätzlicher Antrieb benötigt, es dreht sich von selbst weiter. Genauso wie sich die Planeten drehen - obwohl sie keine Raketen an ihnen festgeschnallt haben.

Nun ... mir ist klar, dass hier eine große Frage steht. Wie können Menschen auf der Raumstation 1 g spüren, wenn sie sich dreht, aber im Zentrum nichts spüren? Was nützt die ganze Rotation, wenn niemand etwas davon spürt?

Das ist der entscheidende Faktor bei der künstlichen Schwerkraft, die wir vielleicht alternativ künstlich simulierte Gravitationsbeschleunigung durch zentripetale Bewegung nennen können. Die künstliche Gravitation hängt hier vollständig von der Entfernung ab, die man vom Mittelpunkt des rotierenden Objekts hat. Wie bei einem Karussell, einer Kirmesfahrt oder sogar wie bei einer Schlittschuhläuferin – wenn ihre Hände dicht an ihrem Körper liegen, ist nicht viel Gefühl auf ihnen, aber wenn sie sie sich ausbreiten lässt ihre Arme weit ausbreitet, spürt sie, wie ihre Hände "schwerer" werden. Mit anderen Worten, im Rotationszentrum ist die künstliche Schwerkraft im Wesentlichen Null. Nur an der Schiffskante entsteht ein Gefühl künstlicher Schwerkraft - und das nur, weil Ihr Körper durch den Kontakt mit dem Schiff beschleunigt wird, auf dem Weg zum Ring. Sie werden definitiv das Gewicht spüren, das auf Sie lastet, wenn Sie durch die Jeffries Tubes oder was auch immer reisen, von der zentralen Andockbucht zum äußeren Ring, wo alle leben. Aber das bedeutet nicht, dass es im Zentrum der Station künstliche Schwerkraft geben wird.

Natürlich, bis jemand es tatsächlich baut .... Ich würde sagen, ich bin mir nicht 100% sicher !!! Aber danke fürs Lesen, wenn Sie das alles überstanden haben.