¿Podemos crear una nave espacial con gravedad artificial centrífuga con la tecnología actual? La tecnología cambia la vida futura

¡Sí! Es fácil de hecho. Podríamos probar una nave espacial de este tipo con una simple y económica adición al lanzador Soyuz. Al menos económico en comparación con los costos típicos de los vuelos espaciales humanos. Solo agrega kgs a la masa de lanzamiento.

UTILIZANDO LA ETAPA FINAL COMO CONTRAPESO: OPORTUNIDAD PARA HACER ESTO EN CADA VUELO HUMANO AL ESPACIO

La clave de esto es la observación de que cada vez que lanzamos una nave espacial con humanos a bordo, también lanzamos un cohete de etapa final, que también entra en órbita, al menos durante un tiempo.

Entonces, adjunte una cuerda a la etapa final, y ya sabemos cómo hacerlo, Joe Carroll, quien propuso la idea, es responsable de muchas de las ataduras espaciales ya enviadas al espacio.

Y póngalos girando alrededor de un centro de gravedad común y obtendrá esto:

Y, notablemente, podríamos probar esta idea en el camino a la EEI, sin combustible adicional.

La idea detrás de esto es que, cuando se lanza a la ISS, primero se lanza a una órbita más baja, una órbita más rápida y más baja, y, al menos en las misiones más antiguas, solían pasar varios días “poniéndose al día” con la ISS en la órbita inferior antes de la cita.

Y todavía tienen suficientes suministros para hacer esto, ya que se vieron obligados a hacerlo a principios de este año debido a un accidente.

Entonces, durante esos días cuando el Soyuz está jugando a “ponerse al día”, puedes atarlo a la etapa final, y en lugar de llevarlo a una órbita más alta, haces cohetes inteligentemente elegidos en el punto correcto de la órbita y gira para hacerla girar más y más, al tiempo que aumenta la órbita lo suficiente como para sacarla de la atmósfera inferior de la Tierra.

LA IDEA INTELIGENTE DE JOE CARROLL TE PERMITE HACERLO SIN COMBUSTIBLE ADICIONAL

Y luego, resulta notablemente, que puede recuperar todo ese combustible liberando la correa en el momento adecuado para ir a la EEI.

Luego, la Soyuz se dirige a la EEI, y la etapa final pasa a un reingreso controlado en el Pacífico Sur, otra ventaja menor ya que las etapas finales no tienen reingresos controlados en este momento, pero solo orbitan hasta que vuelvan a entrar – Por lo general, en el hemisferio norte (no es probable que quede mucho de ellos después de la reentrada, por lo que no es un gran problema, pero es una buena bonificación menor).

Y, bueno, se lanzan con un poco de combustible extra de todos modos para tener en cuenta las condiciones climáticas y las incógnitas, por lo que cuando llegue a la órbita podría tener suficiente combustible para hacer todo el experimento de todos modos, incluso sin esa recuperación de combustible. Por lo tanto, podría hacerlo para que solo haga el experimento si tiene ese margen adicional.

De modo que incluso si la correa se rompiera exactamente en el momento equivocado (poco probable) enviando al Soyuz de vuelta a una órbita más baja, aún tendría suficiente combustible para compensar esos pocos metros adicionales por segundo nuevamente y encontrarse con la ISS.

DETALLES DE LA IDEA DE JOE CARROLL

Para muchos detalles, incluyendo:

Motivación para la misión: los problemas de salud de cero g
Cómo asegurarse de que recibe suficiente energía solar durante el giro
¿Qué sucede si la correa se rompe por un micro meteorito o desechos espaciales?
Cómo asegurarse de que la misión sea segura para la tripulación y para la EEI sin importar lo que le pase a la correa

ver Tripulación Tether Spin – Con la etapa final – En la misión de rutina a la ISS – ¿Primera prueba humana de gravedad artificial?

¿CUÁL ES LA PRESCRIPCIÓN POR GRAVEDAD PARA LA SALUD HUMANA Y LAS TASAS DE GIRO ACEPTABLES?

La gran incógnita aquí es, ¿qué velocidades de giro pueden tolerar los humanos? ¿Y qué “prescripción de gravedad” necesitamos para la salud en el espacio?

Si podemos tolerar velocidades de giro bastante rápidas en situaciones de gravedad artificial, entonces podría tener una correa mucho más corta.

Si solo necesitamos una hora más o menos de día de ga artificial para estar saludables, y podemos tolerar velocidades de giro rápidas como 30 rpm durante una hora, entonces incluso podría tener un arreglo de tipo hamaca giratoria dentro de una nave espacial para suministrar su gravedad artificial.

Algo como esto (mi propio boceto)

Muestra las dos posibles orientaciones para que una hamaca gire para la gravedad artificial dentro de una estación espacial, si resulta que esto es suficiente para la salud y los humanos pueden tolerar la velocidad de giro.

NO HA SIDO INTERESADO EN EXPERIMENTAR EN LA GRAVEDAD ARTIFICIAL EN EL ESPACIO – EXCEPTO POR UN PEQUEÑO EXPERIMENTO HECHO POR RUSIA CON RATAS HACE MUCHOS AÑOS

Por alguna razón, ni la NASA, ni la ESA, ni Rusia han mostrado ningún interés en probar estos experimentos en el espacio, aunque ha habido muchos experimentos en tierra.

Rusia hizo un experimento con ratas en el espacio, las colocó en una centrífuga, y mejoró su salud, pero por alguna razón, nadie lo siguió con los humanos.

Y Joe Carroll sugirió su experimento de la vuelta de la etapa final en los tiempos del transbordador espacial. Finalmente escribió su artículo sobre el tema cuando se dio cuenta de que la NASA no iba a volar su experimento, probablemente nunca en su vida profesional.

¿LA LUZ ESPACIAL PRIVADA SERÁ MÁS AVENTURA AQUÍ?

¿Quizás cuando tengamos un vuelo espacial privado, serán más aventureros y probarán estas ideas?

OTRAS IDEAS – NAUTILUS X

También hay otras ideas. Por supuesto, las grandes naves espaciales en forma de rueda de la ciencia ficción. También el compartimiento para dormir Nautilus X, es el área grande en forma de rueda en este diseño, es lo suficientemente grande como para que un humano en un traje espacial se arrastre (por razones de seguridad para las primeras pruebas)

COSAS DE LAS QUE NO SABEMOS NADA

Pero todas estas ideas y diseños, se hacen sobre la base de, sin saber mucho sobre

Qué nivel de gravedad es mejor para la salud humana (g completo, g marciano, g lunar)
Cuánta gravedad necesita un día para la salud (una hora, varias horas, unos minutos, tiene que ser 24/7)
Qué velocidades de giro pueden tolerar los humanos (algunos dicen que 1-3 rpm, algunos piensan que puedes tolerar 24 o 30 rpm al menos durante una hora más o menos al día)

El problema es que nunca hemos tenido experimentos controlados para probar nada de esto.

EL GÉMINIS SIN CONTROLAR 8 SPIN

Un experimento incontrolado, un giro Gemini que puedes ver unos 19 minutos en este video del Gemini 8 fuera de control

Los astronautas se enfermaron después de eso, aún así, sobrevivieron, y probablemente podría aprender a tolerarlo con el tiempo, al igual que las personas se acostumbran al mareo. Los experimentos en tierra muestran que la exposición a giros rápidos, incluso solo tres sesiones, es suficiente para hacer una gran diferencia allí.

Y, hoy en día (no entonces) entrenan a los astronautas para resistir el giro en caso de que alguien vuelva a estar en una situación como esa

LAS PRUEBAS DE SKYLAB TEMPRANO SUGEREN QUE PODEMOS TOLERAR GIRAR EN EL ESPACIO MEJOR QUE EN LA TIERRA

Y además de que hay evidencia de los primeros experimentos de SkyLab, que nuestros oídos internos, que son los que nos hacen sentir enfermos y mareados, se comportan de manera bastante diferente en condiciones espaciales, básicamente, porque no hay un tirón constante de gravedad que actúa a lo largo del eje de giro como hay, por ejemplo, en centrífugas horizontales en la Tierra.

Los astronautas en Skylab pudieron tolerar movimientos de giro y balanceo que no podían tolerar en el suelo ni antes ni después de su vuelo. Pero lamentablemente, eso fue solo probar movimientos de balanceo de corta duración y giros cortos en lugar de, por ejemplo, una o dos horas de giro rápido del tipo que necesitaría para una “centrífuga personal” dentro de una estación espacial.

Entonces, personalmente, creo que es razonablemente prometedor que tal vez ni siquiera necesites unir dos naves espaciales, o una nave espacial con su etapa final, sino que solo necesites hamacas giratorias dentro de una estación espacial.

PERSONAS QUE NO PUEDEN CONSEGUIR MAREOS O NÁUSAS POR UN DEFECTO DEL OÍDO INTERIOR

Ah, y por cierto, hay algunas personas que nacen con un defecto en el oído, lo que no tiene otro efecto, excepto que no se marean ni tienen náuseas cuando giran. Por lo tanto, al menos seguramente podrían tolerar centrifugadoras de brazo corto de alta velocidad de centrifugado para una gravedad completa en condiciones espaciales.

Alguien así podría presumiblemente realizar vuelos interplanetarios de larga distancia con no más que una pequeña centrífuga giratoria en sus naves espaciales para todas sus necesidades de gravedad artificial.

APRENDER A TOLERAR TASAS DE ALTO GIRO COMO LOS MARINEROS QUE SE UTILIZAN EN MOVIMIENTOS EN EL MAR

Creo que probablemente muchas personas podrán aprender a tolerarlos, al igual que los marineros que aprenden a tolerar vivir permanentemente en el mar, lo que hace que la mayoría de las personas se mareen y la mayoría de las personas también superen su enfermedad después de unos días.

Lo que sea, solo podemos especular en este momento ya que el experimento nunca se ha hecho.

AUN SI NECESITAMOS GRAVEDAD COMPLETA 24/7 – NO ES DIFÍCIL O PARTICULARMENTE CARO DE HACER

Pero, incluso si resulta que necesitamos una gravedad total las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y tenemos que tener largas correas de varios kilómetros, incluso eso no es difícil de lograr. Ni siquiera agrega tanta masa a la misión. Kgs tal vez decenas o cientos de kilogramos, no toneladas.

A mí también me parece extraño, que con tanta información disponible que sugiere que es probable que la gravedad artificial pueda ser una forma fácil y económica de evitar la enfermedad de gravedad cero, que por alguna razón, nadie ha realizado los experimentos de bajo costo que debe hacer. para probarlo

PODEMOS HABER HECHO ESTOS EXPERIMENTOS EN CUALQUIER MOMENTO EN LOS ÚLTIMOS 50 AÑOS Y MÁS

Podríamos haber hecho estos experimentos en cualquier momento desde finales de la década de 1960 en adelante. Podría haberlo hecho antes de Apolo, y estaban pensando en un momento en tal vez tener una nave espacial giratoria para la gravedad artificial, pero descubrieron que los astronautas podían resistir unos días al menos de cero g sin problema, por lo que no era necesario.

Pero técnicamente, tenían todo lo que se necesitaba para hacer un experimento de anclaje en la década de 1960 y, ciertamente, en la década de 1970, incluso hicieron un par de experimentos de anclaje de géminis, pero no hubo seguimiento de ellos, solo mostraron que se pueden atar dos naves espaciales juntos y hacerlos girar, pero solo extiéndelos lo suficientemente rápido para que una pequeña cantidad de microgravedad sea demasiado pequeña para tener efectos notables.

FÁCIL DE HACER AHORA, PODRÍA HACERLO DENTRO DE MESES SI HAYA LA VOLUNTAD POLÍTICA PARA DARLE VUELTA

Sería fácil para nosotros hacerlo. El experimento de la correa Gemini se agregó a la próxima misión a los pocos meses de pensar en la idea.

Probablemente podríamos hacer un experimento basado en la idea de Joe Carroll en una de las próximas misiones humanas a la ISS, si hubiera voluntad política e interés para hacerlo.

Por supuesto, siempre hay mucha política involucrada en los vuelos espaciales humanos. Para algo innovador como este, imagino que habría docenas de “aros” para saltar antes de que sea aprobado, y mucha gente para convencer, de alguna manera, de que vale la pena intentarlo.

Por alguna razón, los vuelos espaciales humanos se han vuelto poco aventureros desde Apolo. Todo lo que hacen es seguir enviando astronautas a la órbita terrestre baja una y otra vez, y descubrir más y más datos sobre cómo la gravedad cero afecta a los humanos.

Y – no tenía misiones para explorar

Los hábitats de sistemas cerrados, y el uso de algas y plantas para generar oxígeno, etc. (Rusia realizó experimentos con algas para generar oxígeno en el suelo, y fueron prometedores, obtuvieron todo el oxígeno necesario solo de las algas, pero nunca los llevaron al espacio).
Gravedad artificial: ningún intento serio de explorar esto en el espacio
Viaje más lejos de la Tierra que LEO: una misión a la posición L2 en el otro lado de la Luna, por ejemplo, sería una expedición interesante, no tan exigente para los humanos, muy segura, fácil de regresar a la Tierra, ninguno de los peligros de un humano aterrizando en la Luna, pero nunca se ha hecho. No importa volver a la luna

Personalmente, la idea de que podemos saltar repentinamente al vuelo interplanetario de una sola vez cuando durante décadas ni siquiera hemos ido más allá de LEO, y no teníamos interés en explorar tecnologías como la gravedad artificial y los hábitats de sistemas cerrados que marcarían la diferencia. pensar es absurdo. De ninguna manera se puede hacer de manera segura cuando estamos limitados a LEO y reabastecemos cada pocos meses.

No se trata de gastos, dificultades o problemas técnicos. No creo que sea realmente la desventaja aquí.

Especialmente para la gravedad artificial, que solo necesita estar dispuesto a ser aventurero y probar nuevas ideas, estos probablemente se encuentren entre los experimentos de menor costo que podría hacer con el mayor rendimiento potencial relevante para el futuro de los vuelos espaciales humanos.

Y durante muchos años, al parecer, simplemente no ha habido interés en hacerlos.

Crew Tether Spin para la gravedad artificial en camino a la ISS – Nuevos videos impresionantes – Seminario web de Space Show – Domingo

¿Podrían las hamacas giratorias mantener a los astronautas saludables en cero g?

Y para ver los antecedentes, y la discusión de las primeras ideas para los hábitats giratorios, ver

¿Pueden los hábitats giratorios resolver el problema de cero g? Y responder preguntas bajas g?