Was, wenn die Schwerkraft wegfällt, während der Mensch an Bord eines Raumschiffs in einem Pool schwimmt? [Duplikat]

Der Mensch schwimmt an Bord eines Raumschiffs mit aktivierter künstlicher Schwerkraft in einem Pool. Aufgrund einer Fehlfunktion fällt die Schwerkraft aus. Poolflüssigkeit neigt dazu, eine Kugel zu bilden, in der der Mann eingeschlossen ist.

  • Wird es bei Schwerelosigkeit noch möglich sein, aus der Blase zu schwimmen?
  • Was den künstlichen Schwerkraftmechanismus betrifft, würde ich zwei Optionen vorschlagen:
    • Es gibt eine Art Gravitationsfeld, das fast sofort ein- und ausgeschaltet werden könnte.
    • Es gibt eine konventionellere Spinngravitation , bei der das Füllen reibungslos fehlschlägt.

Die Handlung von PS Situation stammt aus einem Science-Fiction-Film Passengers (2016).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Video: https://youtu.be/IOVrvZ3aKt4

PPS Bei WB wird eine ähnliche Frage beantwortet: 0g-Pool: Kann ich einen großen Wasserball im Weltraum halten?

Ich möchte immer noch ein separates behalten, weil es sich mehr darauf konzentrierte, einen Schwerkraftausfall in einem Pool zu überleben, als auf die Mechanik eines Null-G-Pools selbst.

Er wird sterben (möglicherweise auch duplizieren)
Das Stoppen der "drehenden Schwerkraft" führt zu radikal anderen Effekten als das bloße Ausschalten des Schalters. Welchen willst du wirklich?
@Mołot Die sofortige Option ist interessanter, da der Mensch unter Null-G-Bedingungen arbeiten muss und nicht einfach aus dem Pool gehen muss, während noch etwas Schwerkraft vorhanden ist.
Sie sollten beachten, dass Sie ohne „schwimmende Nasenklammer“ zunächst etwas Wasser in der Nase haben. An diesem Punkt gerätst du entweder in Panik und machst ein Waterboard. Oder atmen Sie etwas Luft an der Nase aus und klemmen Sie sie mit der Hand. Jetzt stellst du Theorien über dein Überleben auf.
@DragandDrop Häh? Ich kann unter Wasser schwimmen, richtig herum und kopfüber, ohne dass mir Wasser in die Nase steigt. Entweder atme ich automatisch sehr langsam aus, oder Wasser will mir nicht in die Nase steigen, egal in welche Richtung die Schwerkraft zeigt; Warum sollte die Schwerelosigkeit dies in jedem Fall ändern?
@Yakk, ja, wir können so schwänzen. Das Ausatmen wird jedoch durch die Luftmenge in der Lunge begrenzt. Der Punkt ist, dass die Leute normalerweise in Panik geraten, wenn sie zeichnen. Und Panik, wenn Wasser in ihren Lärm gerät. Ich habe Menschen gesehen, die es nicht geschafft haben, in einem 7 Meter tiefen Wasser an die Oberfläche zu kommen, weil sie Wasser in ihre Maske gegeben haben. Sie können es versuchen, aber wenn Sie lange Zeit kopfüber im Wasser bleiben mussten, sollten Sie Ihren Lärm abschneiden, um ihn in der Luft zu speichern. Sie haben jetzt noch 2 Beine und einen Arm, um herauszukommen.

Antworten (5)

Die Oberflächenspannung wird versuchen, das Wasser zusammenzuhalten, aber es wird (natürlich!) seine gesamte Trägheit behalten, also werden mehrere Dinge passieren:

  • Die große Wassermasse (wie die in einem Schwimmbad) wird aufgrund der lokalen Trägheit (denken Sie an "Wellen") aufbrechen und die Kraft aufgrund der Oberflächenspannung überwinden.
  • Jede Masse haftet an jeder "benetzbaren" Oberfläche, auf die sie trifft.
  • Der Schwimmer kann einen kräftigen Schlag ausführen, um die große Wassermasse, in die er schwimmt, loszuwerden und direkt zur Decke zu segeln.
  • Seine Aktion wird große Wellen im Pool erzeugen und eine große Anzahl kleinerer Massen wird sich lösen und herumschwimmen.
  • Massen, die sich berühren, werden versuchen, sich zu verschmelzen, aber dies erzeugt Wellen auf der Oberfläche und kleinere Massen können ausgestoßen werden.
  • Der Schwimmer hat die Möglichkeit, die Umgebung strategisch zu nutzen, um sich durch die Tür zu treiben, bevor das Schwimmbecken mit so vielen "Wasserblasen" gefüllt ist, dass es schwierig werden kann zu atmen.
  • Im Gleichgewicht (nachdem die gesamte kinetische Energie durch Reibung "verbraucht" wurde) bedeckt Wasser jeden benetzbaren Körper (einschließlich des Schwimmers), den es erreichen und an dem es haften kann.
Es ist wichtig zu erkennen (was diese Antwort tut), dass die Oberflächenspannung im Vergleich zur Trägheit sehr gering ist. Wenn Sie den Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren eines großen Wassertropfens (z. B. des in der verknüpften Frage) berechnen, ist er im Grunde vernachlässigbar. Denken Sie außerdem daran, dass es zwar bequemer ist, Wasser von Ihren Händen auf der Erde abzuschütteln, indem Sie in Richtung der Schwerkraft schütteln, es aber auch ganz einfach ist, Tröpfchen in jede andere Richtung abzuschütteln (jemals jemandem Wasser zugeschnippt?), und das Dieselbe Bewegung reinigt das Wasser in einer Umgebung mit freiem Fall.

Durch das Entfernen der Schwerkraft wird dem armen Schwimmer der Auftrieb genommen. Die Oberflächenspannung des Wassers lässt es um ihn herum und auch in seiner Nase und Lunge fließen.

Grundsätzlich wird der Schwimmer durch die Oberflächenspannung in die Wassermasse gesaugt, und je nach seinen Apnoe-Fähigkeiten kann er bis zu einigen Minuten vor dem Ertrinken überleben, wenn er es nicht schafft, einen festen Griff und Ausstieg zu erreichen die Blase.

Sich in einer Blase zu bewegen ist machbar (im Grunde ist es nur Unterwasserschwimmen), das Problem besteht darin, den Wasserfilm zu brechen, um daraus herauszukommen, da die Schwerkraft die Anstrengung nicht unterstützt (Insekten, die aus Wassertropfen trinken, müssen sich fest auf einer Oberfläche halten nicht in das Tröpfchen gesaugt werden, gleiches würde hier gelten). In der von Ihnen verlinkten Szene wäre die Schwimmerin nicht in der Lage, ihren Kopf aus der Blase zu strecken und zu atmen, wie sie es dort tut.

Sehen Sie sich dieses Video an, um zu sehen, was passiert, wenn Sie ein nasses Tuch auf die ISS drücken.

Nach den ersten Augenblicken beginnt sich das Wasser auszudehnen, indem es alle benetzbaren Oberflächen benetzt. Wenn es dem Schwimmer gelungen ist, die Blase zu verlassen, rennt er besser zum Ausgang und lässt ihn versiegeln. Sonst legt sich ein dünner Wasserfilm über das gesamte Schiffsinnere, mit leicht vorstellbaren Folgen für elektronische und mechanische Geräte.

Könnten Sie bitte erklären, warum Sie sich in Null-G nicht in einer Wasserblase bewegen können?
@DenisKulagin, ich habe meine Erklärung erweitert
Haben Sie eine Quelle dafür, dass die Oberflächenspannung zu hoch ist, um durchzubrechen? Menschen haben viel mehr Trägheit als Insekten, daher würde ich erwarten, dass es zumindest möglich sein sollte, mit dem Kopf, wenn nicht mit dem ganzen Körper, durchzubrechen. -- Mehrere Antworten auf diese Frage scheinen darauf hinzudeuten, dass die Oberflächenspannung sehr schwach wäre.
@DennisJaheruddin, während es vielleicht einfach ist, den Kopf aus der Blase zu stecken, wird es nicht einfach sein, den Wasserfilm von der Haut zu entfernen. Darauf beziehe ich mich.
@L.Dutch Nicht einmal durch Ausatmen? Oder Husten? Natürlich kann es schwierig sein, das gesamte Wasser aus Ihrem Körper zu entfernen, aber solange Sie atmen können, haben Sie eine Chance, damit in (vergleichsweise) Ruhe umzugehen.
@DennisJaheruddin, wenn Sie husten, entfernen Sie eine kleine Menge um Ihren Mund. Aber der gesamte Rest des Films bleibt dort und füllt die Lücke sehr schnell eifrig, bis Sie eine ausreichende Menge Wasser entfernen. Nicht zu sagen, dass es unmöglich ist, aber bestenfalls wirklich anspruchsvoll
@L.Dutch: Trägheit ist da. Wenn Sie heftig den Kopf (oder die Hände) schütteln, fließt Wasser weg. in dem (sehr schönen!) video, das du verlinkt hast, hat der astronaut genau aus diesem grund sehr darauf geachtet, sich langsam und ohne rucke zu bewegen, sonst wäre das wasser in kugelblasen herumgeschwommen (einige davon wurden produziert und er war ziemlich schnell, um sie zu fangen wieder); schließlich sind die Oberflächenspannungskräfte nicht so stark.
@L.Dutch, ich denke, wir können hier alle nur spekulieren, aber ich würde davon ausgehen, dass Sie den Kopf kräftig schütteln und wiederholt mit den Händen über Ihr Gesicht wischen (die Sie zuvor vom Wasser befreit haben, indem Sie sie so schnell wie möglich herumschwenken) sollte hübsch genug sein (vergleiche Hunde, die sich nach einem Bad trocken schütteln). Wenn es irgendwo echte experimentelle Fakten zu all dem gibt, wäre das großartig zu verlinken. Ansonsten sind die meisten Kommentare für meinen Geschmack etwas zu "faktenlastig", wenn wir alle nur das extrapolieren, was wir zu wissen glauben.
@L.Dutch In Bezug auf Ziobytes Kommentar zum Video siehe etwa 2:40, wo er das Tuch loslässt und ein kleiner Tropfen zwischen seinem Finger und dem Tuch abbricht. Beachten Sie auch das Wasser, das kurz darauf über seine Hand schwappt.
Meine Frage kommt also von meiner Erfahrung mit Schwimmbädern, als ich als Rettungsschwimmer arbeitete ... berücksichtigt dieses System, dass sich das Wasser in einem Pool in einer kinetischen Bewegung befindet? Es wird das gesamte Wasser benötigt, um durch die Filtereinheiten zu zirkulieren. Beachten Sie, dass die Einträge am Boden des Beckens nur <20% der Saugkraft oder weniger ausmachen (verhindert eine Saugkraft, die ein Kind nicht befreien kann) und die restlichen 80% auf die Oberflächenfiltration verteilt werden Lüftungsschlitze. Könnte dies so gestaltet werden, dass eine Notfallevakuierung des Wassers möglich ist?
Oder besser gesagt, gibt es Sicherheitssysteme, die implementiert werden könnten, um die Sicherheit im Pool Ihres Luxusliners bei einer Gravitationsstörung besser zu gewährleisten? Ich frage nur, weil, wenn dies ein ernstes Problem ist, wie Sie es beschrieben haben, ich denke, ein Designgesetz würde einfach sagen: "Keine offenen Gewässer über einer bestimmten Gallonage".

Man sollte theoretisch in der Lage sein, in einer Zero-G-Umgebung im Wasser zu schwimmen, da die an der Medaka-Studie beteiligten Fische an Bord der ISS in der Lage waren, ohne Schwerkraft zu schwimmen. Der Schwimmer kann das Wasser immer noch drücken, um sich in einer Null-G-Umgebung fortzubewegen, genau wie er es tun würde, wenn er in einer Umgebung mit Schwerkraft schwimmen würde.

(Link zum Video vom Fischschwimmen http://iss.jaxa.jp/library/video/medaka_suisoutounyuujinoyousu.html )

Dies ist keine vollständige Antwort, da sie die Frage nach der Oberflächenspannung nicht löst, aber ich denke, sie ist eine nützliche Antwort, da sie tatsächliche experimentelle Beweise für die Frage nach dem Antrieb liefert.

(Offensichtlich hat keiner von Ihnen Ihren Sternenflotten-Pool-Sicherheitstrainingskurs bestanden, also werden Sie nicht in den Pool gelassen und werden daher nicht sterben.) Obwohl der Tod und das Chaos, das von anderen beschrieben wird, eine bessere Geschichte liefert, ist hier, was passieren wird.

(Die Sternenflotte wird natürlich Regeln, Vorschriften und fortschrittliche Sicherheitsausrüstung haben.) (Das Protokoll verlangt mindestens dreifache (3 Stufen) Redundanz für jedes System.)

Notfallteleports werden aktiviert und die Menschen in Sicherheit gebeamt.

Wenn Sie ein Schiff haben, das fortschrittlich ist, werden die Sicherheitscomputer Heu verlieren, wir werden die Schwerkraft verlieren, beginnen Sie JETZT, die Becken zu entleeren! Sie benötigen Pumpen, um es abzusaugen, aber entwässern alle Seiten des Pools, was bedeutet, dass sich diese Abflüsse öffnen, egal in welche Richtung das Wasser fließt.

Die Pools werden für diesen Notfall unabhängige Gravitationsfeldgeneratoren haben. In der Star Trek-Welt werden Sie geschult und es wäre in Ihrem Handbuch für Sicherheitsverfahren enthalten.

Es werden redundante Sensoren im gesamten Becken vorhanden sein, um einen massiven Druckanstieg auf jeder Seite des Beckens zu erkennen. Nach der Erkennung öffnen sich die Abflüsse und ermöglichen das Ablassen des gesamten Wassers. Die Abflüsse verfügen natürlich über Sicherheitsmaßnahmen wie Gitter usw., um zu verhindern, dass Personen angesaugt werden.

Am Ende wird ein Haufen Leute, die einmal geschwommen sind, auf dem Boden oder an einer Seite des Beckens liegen und sich fragen, was passiert ist. Sichere Unfälle sind möglich, und einige werden verletzt. Hin und wieder stirbt jemand. Höchstwahrscheinlich wird das medizinische Personal in der Lage sein, das Wasser aus den Lungen der Menschen zu evakuieren und sie wiederzubeleben.

Nachtrag: Wir werden wahrscheinlich Rebreather haben, die den Sauerstoff aus dem Wasser saugen können, und/oder die Menschen werden kleine Sauerstofftanks tragen müssen, um genügend Luft bereitzustellen, um eine vollständige Evakuierung des Wassers zuzüglich einer Sicherheitsspanne zu überleben.

Es wird Sicherheitsübungen geben, genau wie bei Feuer, Tornado usw., die die Menschen auf genau diese Art von Dingen vorbereiten werden. Sie müssen ## (was auch immer durch die Vorschriften des Sternenflottenkommandos genehmigt ist) von Übungen mit ausgebildeten Rettungsschwimmern bestehen, bevor Sie alleine hineingehen können.

Wenn Sie ein künstliches Schwerkraftfeld in einem Schwimmbecken ausschalten, ohne die Geschwindigkeit oder Ausrichtung des Schiffes zu ändern, bauen sich die Änderungen nur langsam auf und bieten möglicherweise Zeit zum Entkommen, wahrscheinlich jedoch nicht. Das erste ist, dass das Wasser den Schwimmer ansaugt, wenn er nicht bereits unter Wasser ist, keine Schwerkraft, kein Auftrieb. Zweitens beginnt das Wasser über jede Oberfläche, mit der es in Kontakt kommt, durch den Raum zu fließen. Diese beiden Effekte sind auf die Oberflächenspannung der Flüssigkeit zurückzuführen. Wenn ein Schwimmer bei Bewusstsein bleiben kann, während das Wasser herausfließt, um das Innere des Raums zu beschichten, und der Raum über eine ausreichende Oberfläche verfügt, kann der Schwimmer dann möglicherweise eine Wand verwenden, um genügend Hebelwirkung zu erzielen, um dem Sog des Wassers zu entkommen und einen zu beeinflussen Flucht.

Wenn Sie es nicht sehr sehr langsam verlangsamen, wird das Ausschalten der Spingravitation in einem Pool dazu führen, dass Wasser überallhin fließt, da es seinen Schwung beibehält, während das Schiff aufhört, sich um es herum zu bewegen. Jeder, der darin gefangen ist, wird wahrscheinlich zu Tode geprügelt, lange bevor er ertrinkt . Diese bewegte Wassermasse wird für lange Zeit Tröpfchen in den Raum sprühen und sich weiterbewegen, bis der Luftwiderstand und die Oberflächenreibung all ihre kinetische Energie abstreifen, es wird sein, als würde man in einer Waschmaschine unter Wasser stehen -spülen. Es gibt jedoch einen möglichen Vorteil für einen glücklichen Schwimmer, der nicht früh getötet wird, da das Chaos des Ereignisses bedeutet, dass er weniger wahrscheinlich in einer einzigen signifikanten Wassermenge stecken bleibt. Sie haben gewonnen'

Beide Szenarien werden durch die Tatsache erschwert, dass das Wasser nicht alle zusammen bleibt. In der Situation mit künstlicher Schwerkraft lösen sich Wassertropfen und -blasen von der Hauptflüssigkeitsmasse und bewegen sich unabhängig voneinander im Raum, bis sie an etwas haften bleiben, es sei denn, das Wasser ist perfekt und vollständig in Ruhe, wenn die Schwerkraft nachlässt, und selbst dann der Schwimmer Beim Losbrechen werden viele Tröpfchen freigesetzt. Eine Abschaltung der Spin-Schwerkraft verleiht dem Wasser wahrscheinlich so viel Relativgeschwindigkeit, dass es sich für kurze Zeit in einen chaotischen Schaum aus solchen Blasen verwandelt, bevor sie genug Schwung verlieren, um beim Auftreffen zu kleben, anstatt zu spritzen.

Sobald sich das Wasser an den Wänden abgesetzt hat und es noch einigermaßen tief ist, macht die Oberflächenspannung das Waten um die Wände herum vergleichbar mit dem Gehen unter Schwerkraft, da Sie an der Oberfläche haften bleiben, anstatt in den Raum zu springen, wenn Sie ' Sei trotzdem vorsichtig. Es erfordert jedoch beträchtliche Kraft, um mit Wasser bedeckte Türen zu öffnen, und einen beträchtlichen Schwung, um den Wasservorhang zu durchbrechen, der anfänglich die Tür bedeckt. Außerdem sollten Sie die Tür schnell schließen, wenn Sie draußen sind, da sich das Wasser über alle Oberflächen im Schiff bis zu einer gleichmäßigen Tiefe ausbreiten möchte.

Würde der Filter nicht etwas davon wegsaugen?
@DCook Möglicherweise, aber 1. ist ein Filter so konzipiert, dass er Wasser zirkulieren lässt. Wenn er also etwas wegsaugt, wird er ihn auch wieder zurücksetzen, und 2. das Wasser wird den Filtermotor genauso hartnäckig durchnässen wie alles andere, mit dem es in Kontakt kommen kann damit wird es wahrscheinlich nicht so lange laufen, es sei denn, es hat eine absolut perfekte Abdichtung.
Die Sicherheitsprotokolle der Sternenflotte bedeuten, dass unabhängige Sensoren diese Situation erkennen und die Pumpe das Wasser in Tanks umleiten würde.
@cybernard Ich dachte, das wäre mit Reality-Check markiert, was macht das Wort Sternenflotte hier überhaupt.
@Ash Jede ausreichend fortgeschrittene Gesellschaft mit Raumschiffen wird eine Organisation haben, die jeden Aspekt davon verwaltet. Vor allem Sicherheit. Ich hätte einfach NASA sagen können, aber das wäre einfach langweilig. Ich habe sie aus Spaß eingegeben, und weil <Organisationsname hier> jedes Mal zu viel tippen muss.