Was ist die stabilste Konfiguration für ein Zentrifugalschiff, das von einem Sonnensegel gezogen wird?

Sonnensegel sind nicht schnell und die Beschleunigung wird keine sinnvolle simulierte Schwerkraft liefern. Bei einer langen Reise kann das Drehen eines Schiffes mit simulierter Schwerkraft gesundheitliche Vorteile bringen.

Im Wesentlichen ist die Schiffs- und Segelkonfiguration ein großes Gewicht ( Schiff ), das unter einem Fallschirm hängt. Nur dass in diesem Fall der Fallschirm ( Sonnensegel ) für Auftrieb von der Sonne sorgt.

Es wird wichtig sein, das System stabil zu halten; um verbrauchbaren Treibstoff/Energie zu sparen, den Schub des Segels zu maximieren und das allgemeine Wohlergehen ( Homöostase ) der Mission aufrechtzuerhalten.

Welche Konfiguration von Schiff und Segel bietet die größte Stabilität, wenn das Schiff auf seinem äußersten Deck 1 G Zentrifugalkraft bereitstellt?

Nicht gerade ein Fallschirm; Wenn das Segel leicht genug ist, wird es sich biegen und biegen, wodurch das Rad den Schwung verliert. Ehrlich gesagt sehe ich auf absehbare Zeit keine Möglichkeit, künstliche Schwerkraft auf Segelschiffen zu haben.
Ändert das Problem die Rotationsrate oder die Drehimpulsrichtung des Lebensraums? Es scheint, als müsste es so sein, aber der Wortlaut hier spiegelt das nicht genau wider, also hat das OP vielleicht etwas anderes im Sinn?
@AlanSE Ich bin mir nicht sicher, ob ich verstehe, was Sie fragen. Meine Vermutung ist, dass sich das Segel nicht dreht, dass sich das Habitat dreht und dass einige Korrekturen vorgenommen werden müssen, um das Segel optimal auf Schub auszurichten. Suche nach der stabilsten Konfiguration der Habitatplatzierung und -gestaltung. Wo stabil ist definiert durch wenig oder keine (unbeabsichtigte) Bewegung, die vom Lebensraum auf das Segel übertragen wird.

Antworten (1)

Sie müssen Instabilitäten berücksichtigen, die durch bewegte Massen in Ihrer rotierenden Struktur verursacht werden: Im Grunde sind Sie mit einem Torus besser dran als mit einem Zylinder, oder höchstens mit einem Zylinder, dessen Länge nicht größer als sein Durchmesser ist: Welche Stabilitätsprobleme plagen lange künstliche Gravitationszylinder?

Anstatt zu versuchen, nur das Fahrzeug zu drehen, sollten Sie die Drehung beschleunigen, bevor Sie das Segel einsetzen. Die technischen Anforderungen sind nicht nur einfacher als bei rotierenden Fahrzeugen/nicht rotierenden Segeln, sondern auch die Zentrifugalkraft, die auf das Segel wirkt, trägt dazu bei, es zu entfalten und seine Form nach dem Einsatz beizubehalten .

Die meisten Entwürfe für Sonnensegel beinhalten riesige Segel, oft mehrere Kilometer im Durchmesser, so dass die bloßen Kräfte auf das Gewebe eines rotierenden Segels nicht trivial sind, wenn man sich dem Umfang nähert. Dies könnte abgemildert werden, indem man das Segel langsamer drehen lässt als das Fahrzeug und/oder indem man Ausschnitte im Segel verwendet:

Sternensegel

Vorgeschlagene Literatur:

Ich habe nicht einmal daran gedacht, das Segel zu drehen. Aber wenn sich das Schiff dreht, um 1G zu geben, und das Segel sich mit der gleichen Geschwindigkeit dreht. Würde das die mögliche Größe Ihres Segels einschränken? Es scheint problematisch zu sein, sich nur die Kräfte vorzustellen und zu versuchen, an den Rändern irgendeine Art von Wartung durchzuführen.
@JamesJenkins Segel könnten immer einziehbar konstruiert werden, wenn eine Wartung in einem Radius erforderlich wäre, der sich über den Zentrifugen- / Lebensraumring hinaus erstreckt. Ich würde mir vorstellen, dass die Größe durch die Zentrifugalkraft begrenzt wäre, die das Segel und die Stützstruktur tolerieren könnten, also weitgehend abhängig von ihrem eigenen Gewicht pro Oberfläche und Zugfestigkeit.
@TildalWave stimmen zu, aber Sie müssten eine erhebliche Masse hinzufügen, nur damit die Rotationsgeschwindigkeit des Segels mit der Rotationsgeschwindigkeit des Schiffes übereinstimmt. Obwohl dies eine gute Antwort ist ( ich habe positiv gestimmt ), denke ich nicht, dass es die bestmögliche Antwort ist.
@JamesJenkins: Ich kann mir zwei mögliche technische Ansätze vorstellen, um das Problem zu mindern. Ich werde meiner Antwort einen dritten Absatz hinzufügen.
Was ist die stabilste Konfiguration für ein Zentrifugalschiff, das von einem Sonnensegel gezogen wird?
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