Was ist die technische Erklärung dafür, dass die Schwerkraft in einem Raumschiff in Science-Fiction existiert? [abgeschlossen]

Es gibt drei Modi, die in verschiedenen Science-Fiction-Werken verwendet werden, und einen vierten in einigen Weltraum-Fantasy-Settings.

Modus 1: Künstliche Schwerkraft.
Dies wird immer dann angenommen, wenn Sie Decks sehen, die parallel zur Flugbahn ausgerichtet sind ... mit anderen Worten: Achtern ist hinten, nicht unten.

Die Details, wie AG funktioniert, variieren stark von Universum zu Universum, aber es ist alles Handwavium, also für praktische Zwecke ist es Magie.

Beispiele: Die meisten Shows, insbesondere Trek-Aromen.

Modus 2: Zentrifugalkraft
Teile des Schiffs drehen sich, um eine Simulation der Schwerkraft zu erzeugen. Die eigentliche Physik ist, dass die ausgeübte Kraft eine zentripetale Gegenträgheit ist, aber sie wird allgemein als Zentrifugalkraft bezeichnet.

Beispiele: Babylon 5 (nur Earthforce-Schiffe) und AC Clark's 2001 & 2010 (sowohl Bücher als auch Filme)

Modus 3: Kontinuierliches Brennen
Einige Universen verwenden Antriebe mit konstantem Schub, um einen stetigen Abtrieb bereitzustellen. Das Schiff zielt auf das Ziel, schiebt auf halbem Weg, überschlägt sich und schiebt, um zu bremsen, bis es das Ziel erreicht.

Dieser Modus wird in modernen Sci-Fi-Filmen und im Fernsehen nur sehr selten verwendet; Es wurde in einigen frühen Filmen verwendet und wird in einigen Comics und Spielen verwendet, insbesondere in Albedo (sowohl im Comic als auch im Spiel).

Das beste Beispiel, das mir einfällt, ist das Codominion-Universum von Niven und Pournelle. Der MacArthur hält 1G für einige Zeit aufrecht; Sie ist zu weitaus mehr fähig, kann aber die Menschen nicht viel mehr als 1G gut funktionieren lassen.

Dies wird auch in einigen der älteren (1940er) Sci-Fi-Serien angedeutet ... wenn das Raketenschiff vertikal landet und während der gesamten Reise durch den Weltraum brennt.

Modus 4: Differenzielle Schwerkraft und Gezeitenstress
Der „Dean Drive“ ist ein künstlicher und intensiver Schwerkraftbrunnen, der von einem Projektor erzeugt wird; es bewirkt, dass das Schiff und alle an Bord mit 1 G (mehr oder weniger) darauf fallen. Beachten Sie, dass oben auf solchen Schiffen variabel ist ... weiter hinten vom Massenmittelpunkt ist oben in Richtung der Singularität, da das Schiff als Einheit schneller beschleunigt als das Individuum; Auf der Vorderseite ist oben davon entfernt, da das Individuum schneller beschleunigt wird als das Schiff als Ganzes. Dies ist eine Funktion des Abstandsquadratgesetzes und wird als Gezeitenspannung bezeichnet.

Gezeitenstress wird auch in Nivens The Integral Trees und The Smoke Ring für die Titelbäume im Smoke Ring verwendet. Aber in diesem Fall ist es Gezeitenstress, der durch die Umlaufbahn verursacht wird, nicht durch einen künstlichen Schwerkraftbrunnen.

Modus M: Inhärente Eigenschaft der Magie in der Fantasy-Welt
Meistens in Spelljammer für das D&D-Spiel verwendet, aber auch in einigen anderen Fantasy-Spielen und ihren verwandten Romanen verwendet, erzeugen Gegenstände eine magische Schwerkraft, oft in Form eines Flugzeugs, entweder durch die Magie ihrer Flugsysteme oder durch inhärente magische Eigenschaften des Universums.

In Spelljammer ist es das Universum ... ein Schiff im Weltraum in dieser Umgebung erzeugt ein natürliches 1G-Feld in Richtung einer Ebene parallel zu den Decks und zentriert auf den Massenmittelpunkt. Sie können einen Ball nicht in die Umlaufbahn um ein Schiff bringen, aber wenn Sie ihn über die Seite fallen lassen, kommt er (letztlich) quer, hinter oder vor dem Massenmittelpunkt zur Ruhe. Luft anhalten ist ein zusätzlicher Effekt für diese Einstellung.

Modus Null: Keiner Einige verwenden keine Mittel, um eine schwerkraftähnliche Umgebung an Bord eines Schiffes darzustellen.

Einige von ihnen haben einfach keine Schiffe, sodass alle Aktionen auf dem Planeten stattfinden.

Bei anderen wird die Beschleunigungskraft aufgrund von Kraftstoffeinschränkungen nicht für die Gravitationssimulation verwendet.

Mehrere aktuelle Shows haben dies verwendet; Frühe Staffeln von Stargate SG-1 vermieden das Problem, indem sie keine Schiffe hatten. Eine Reihe kurzlebiger Shows und Piloten hatten diesen Modus ebenfalls.

Gemischte Modi

Babylon 5 verwendet sowohl zentrifugale als auch künstliche Schwerkraftmodi.

Nivens Integral Trees verwendet sowohl Beschleunigung als auch Gezeitenspannung.

Das ist von Universum zu Universum unterschiedlich. In Star Wars zum Beispiel ist diese Erklärung alles, was Sie bekommen:

Künstliche Schwerkraftgeneratoren wurden verwendet, um außerhalb der natürlichen Schwerkraft eines Planeten ein stabiles Schwerkraftfeld zu schaffen und so das Leben im Weltraum zu unterstützen.

(Es gibt noch mehr, aber das ist die Hauptsache.)

In Star Trek kann ich Ihnen ein wenig mehr geben. Im „Star Trek: The Next Generation Writers' Technical Manual“ (Ausgabe der vierten Staffel) heißt es auf Seite 12 unter „ Environmental Systems: Artificial Gravity “ :

Synthetische Schwerkraft : Die Enterprise verwendet ein Netzwerk von Kraftfeldgeneratoren, um ein künstliches Schwerkraftfeld zu erzeugen, das praktisch identisch mit dem der Erde ist. Diese Generatoren verwenden eine Reihe von supraleitenden Gravitonfeldmatrizen, die sich unter jedem Deck befinden. Aufgrund der supraleitenden Komponenten können diese hockeypuckgroßen Gizmos auch ohne Stromausfall mehrere Stunden in Betrieb bleiben.

Andere Universen haben unterschiedliche Erklärungen, daher gibt es keine einheitliche Erklärung für die künstliche Schwerkraft.

Im Stargate-Wiki heißt es :

Künstliche Schwerkraft ist eine Technologie, die auf verschiedenen Raumschiffen und Raumstationen eingesetzt wird. Es ermöglicht ihnen, die gewohnten Bedingungen für die Besatzung an Bord aufrechtzuerhalten.

(Ein bisschen mehr, aber Sie verstehen, worauf es ankommt.)

In vielen SF beginnen sie mit einer einfachen Erklärung, wie die magnetischen Stiefel in [ Conquest of Space ](Conquest of Space – Wikipedia, the free encyclopedia). Sobald die Erklärung gegeben ist, wie z. B. magnetische Stiefel, erlaubt die poetische Lizenz dem Film im Allgemeinen, die Schwerkraft "anzunehmen", und Sie haben viele Abkürzungen, wie z. B. keine schwebenden Haare, Menschen, die Flüssigkeiten ausgießen, und so weiter. (Auch in Conquest of Space , auf der Reise zum Mars, gab es auch Beschleunigung, um die Schwerkraft bereitzustellen.)

Aber es gibt keine allgemeine Erklärung.

Das Schiff ist eine Kugel, die um ein Schwarzes Loch herum gebaut wurde und spezielle elektromagnetische Felder halten es an Ort und Stelle. Bewegung wird erreicht, indem Materie dem Blockloch an einem Punkt zugeführt wird, an dem die explodierende Masse durch eine Öffnung im Schiffsrumpf gelangen kann, um ihr Schub zu verleihen. Das ist natürlich langsamer als Licht. Schneller als Licht tritt auf, indem das Schwarze Loch verwendet wird, um ein Wurmloch zu erzeugen. Gravitation existiert durch die Entfernung der Hülle vom Schwarzen Loch.

Modus 1 Künstliche Schwerkraft (Aramis-Skala) wird normalerweise nur von Hand geschwenkt. Manchmal wird es nachträglich erklärt, um Beschwerden von Zuschauern zu beantworten.

Nur sehr wenige geben in der Geschichte den Versuch, es zu erklären.

In Babylon 5 war es das Zeichen von High-Tech-Zivilisationen. Minbari, Centauri und einige andere hatten die Schwerkraftkontrolle. Erde und Narn nicht. Sie haben nie erklärt, wie es funktionierte, nur dass wir nicht genug wussten, um es zu verstehen.

In einem Story- oder SF-Spielsystem, an das ich mich nicht erinnern kann, hatten sie Gravitationsplatten. Wenn diese Platten aufgeladen wurden, zogen sie Material an sich, das die Schwerkraft simulierte. Das Interessante an diesem Ansatz ist, dass sich die Ausrichtung der Decks nach oben und unten abwechseln würde, da die Platte der "Boden" von zwei Decks wäre.

Star Trek hatte Lebenserhaltungssysteme, die, wenn sie ausfielen, die künstliche Schwerkraft immer noch am Laufen ließen, aber fast sofort zum Ersticken führten. Ich habe das nie verstanden (auf beiden Seiten).