Si los humanos se mudan a una estación espacial centrípeta, ¿cómo volarían los aviones adentro?

Answer 1

¡Qué buena pregunta! Me encanta esta idea

Después de pensar en esto durante unos minutos, me di cuenta de que sería muy difícil (pero no imposible) que un piloto entrenado en un planeta volara en una estación espacial centrípeta. Aunque esperaría que la estación y el avión estuvieran especialmente diseñados para funcionar de manera diferente al uso basado en el planeta.

Hay un par de problemas generales que debemos abordar:

1) ¿Se sentirían “sin peso” los pasajeros de la aeronave?

No bajo un vuelo “normal” , para permanecer dentro de la “dona” habitable, la aeronave siempre estará “subiendo” en una subida ascendente de aproximadamente 1G (esto sería similar a una escalada 2G en la tierra). Esto creará aproximadamente 1 G de fuerza en la aeronave y sus pasajeros, independientemente del clima que la aeronave viaje “con” o “contra” la rotación de la dona. Por lo tanto, tengo que estar en desacuerdo con Glyn Williams, no creo que los ocupantes del avión nunca carezcan de peso. Esto se debe a que el anillo habitable recibe la ilusión de la gravedad de las fuerzas centrípetas. La aeronave debe usar una trayectoria de vuelo que creará las mismas fuerzas centrípetas (o exactamente lo contrario) para mantener su trayectoria de vuelo en la “dona” habitable, independientemente de su dirección de viaje.

El 1G experimentado en la aeronave sería +/- algunos dependiendo de variables clave como la “altitud” máxima de vuelo en la dona y la velocidad de la aeronave en relación con el “terreno”. Con la mayoría de los diseños, es muy probable que los pasajeros de la aeronave experimentaría más de 1G, pero eso podría manejarse con una planificación previa adecuada y un diseño que anticipara el uso de aviones específicos en la dona en altitudes específicas.

2) ¿Qué tan rápido viajaría el avión?

Relativo al “suelo”, velocidad normal. La elevación, el arrastre y la aceleración en un avión se basan en la velocidad del viento y en el movimiento del aire, y todo el aire en la “dona” se moverá con la dona (en un día “quieto”). Por lo tanto, debido a la relatividad, cuando se ve en relación con el terreno (y la velocidad del viento), la aeronave parecerá que está viajando a una velocidad normal, independientemente de la dirección en la que la aeronave está viajando en comparación con la dirección en que gira la estación. Desde fuera de la estación (o en el centro de la estación), la velocidad de la aeronave parecería ser más rápida de lo normal (si vuela con la dirección de rotación, la aeronave parece estar viajando a la velocidad de la aeronave + la velocidad de rotación) o más lenta de lo normal (si vuela en contra de la dirección de rotación, la aeronave parece estar viajando a la velocidad de la aeronave – la velocidad de rotación). Sin embargo, eso realmente no importaría desde una perspectiva aerodinámica o de sensación de “gravedad”.

Entonces tenemos que decidir:

3) ¿Podría un piloto hacer esto?

Con entrenamiento y equipo especial, probablemente. Sin embargo, tendríamos que replantearnos fundamentalmente toda la experiencia de capacitación y gestión de vuelo. Realmente no sería capaz de “encontrar el horizonte”, y los riesgos para la comunidad incluso por un accidente aéreo menor (que podría causar un daño potencial al anillo habitable) serían mucho más graves.

4) ¿Haría esto una estación espacial?

Decidir permitir este tipo de vuelo en una estación espacial sería una decisión muy seria, dado el riesgo de dañar el casco de la estación en caso de un accidente. Eso es especialmente cierto ya que una estación espacial sería en su mayoría una “comunidad planificada”. Esperaría que tuvieran mejores métodos para mover personas y carga. Como una alternativa simple, tendrían la capacidad de construir “grúas de cielo” de alta velocidad porque ya habría un marco existente en el “cielo”.

Answer 2

Diseñaría la estación espacial para que tuviera una plataforma de aterrizaje lejos de la ‘zona de gravedad’. Me gusta esto:

Pero eso arruinaría toda la diversión, ¿no?

He visto la película Elysium (aunque estoy bastante de acuerdo con el mensaje, pero suficiente sobre eso …). Así que ya que estamos basando nuestra estación espacial, nos da algunos números. Lo más importante es su tamaño. Por lo que parece, diría que tiene unos 600 km de diámetro.

Entonces para obtener nuestro g = 9.8 m / s aquí en la Tierra, necesitamos girarlo alrededor de V ^ 2 / R = g. Cálculo … V es aproximadamente 1700 m / s, que es aproximadamente 500 km / h.

Para el … um … “avión” … para aterrizar simplemente tiene que volar a la estación mientras se evita el rayo gigante de la rueda y simplemente se detiene en la plataforma moviéndose a 500 km / h, lo que equivale a 0,7 mach (lo que significa el número de mach en nunca lo sabré, pero manténgalo como referencia para obtener la idea de la escala). El vuelo mencionado anteriormente es como atracar en el espacio que se realiza hoy, ya que tanto la estación como nuestro “avión” estarían en la misma órbita .

La ingeniería puede ser desalentadora, pero en el vacío , la física es simple. Hasta el aterrizaje, el engranaje de la nave espacial (no, no es un “avión”), toca el piso de la plataforma de movimiento rápido que está en un sistema por sí mismo. Una buena cantidad de ingeniería, como amortiguadores, amortiguadores, cables, etc., como los de un portaaviones, detendrían una nave espacial que va a una velocidad relativa de 0.7 mach.

Desafíos similares a éste (detener un avión a reacción de 30 toneladas que vuela a 100 nudos o 180 km / h en una pista corta):

Las nuestras necesitarían una escala de aproximadamente 500 km / h y la longitud de la pista es completamente arbitraria.

Oye, si tienes la tecnología para construir una estación espacial de 600 km de ancho, esto sería pan comido.

Ahora si añades un ambiente Las cosas se ponen complicadas e interesantes.

Aquí está la presión y la temperatura de la atmósfera en la Tierra.

¿Notar el comportamiento de la presión? Es un exponencial uniforme P (h) = P (h = 0) * exp (mg / KT) como sugeriría la mecánica estadística. Pero la temperatura sigue variando y no parece preocuparse por la relación de Boltzmann en la atmósfera superior. Hay tantas otras cosas que van. Algunos de ellos tienen que ver con la transferencia de calor debido a que el gradiente de temperatura hace que el sistema se encuentre en equilibrio dinámico. Pero la mayor influencia de todas ellas es el sol. Las partículas energéticas que se mueven rápidamente de las erupciones solares o cualquier actividad solar producen todo tipo de perturbaciones.

Aquí hay un ejemplo:

Seguro que se ve bonito, pero créeme. No quieres estar cerca de ello.

Entonces, además de simplemente descargar una mezcla de N2 y O2 en una relación de 70: 29.9 (junto con otros gases traza como He, Ne, CO2, etc.), se debe colocar un campo magnético gigante en la estación para desviar la radiación solar entrante. . Supongamos que está lo suficientemente escalado para simular nuestra atmósfera. Aunque es imposible simular la atmósfera debido a la ausencia de ciertos fluidos puros y procesos hidrodinámicos / magneto-hidrodinámicos que solo ocurren debido a grandes cantidades, asumamos la atmósfera ideal de Boltzmann con iones rápidos y alta temperatura en la parte superior (como un simulacro ionosfera y termosfera que está presente a unos 20 km en nuestro sistema o estación escalada).

Nuestra nave espacial de aterrizaje (si aún quieres llamarlo una multa de “avión”), necesitaría un poco de protección adicional a unos 20 km de la plataforma giratoria. El blindaje debe ser térmico. Al igual que un Soyuz, la unidad de transbordador espacial de orbitando hacia la Tierra. Una vez que entre en unos 15 km, necesitaría blindaje mecánico. (probablemente lo mismo con el blindaje térmico, pero quién sabe cómo se hace la ingeniería). Esto se debe a que el “avión” desde la perspectiva de su propio marco de referencia experimentaría vientos repentinos de aproximadamente 1700 km / hr o mach 0.7. Es como si el “avión” se moviera de 0 a 0.7 en unos pocos segundos. Necesita algo de ingeniería para evitar que se rompa. Así que a partir de entonces es un poco rutinario. Cuando su “altitud” disminuye y se acerca más y más a la plataforma giratoria, su velocidad se consumirá con la atmósfera. Así que incluso podemos tener un buen aterrizaje limpio como un avión regular en lugar de un aterrizaje de tipo transportista como se mencionó anteriormente.

Más tráfico calienta la atmósfera. (La atmósfera de nuestra Tierra es demasiado grande como para advertir el calentamiento de nuestras aeronaves y vehículos espaciales). Se necesita un mecanismo de enfriamiento para la atmósfera.

Así que … eso lo envuelve.

Espera … creo que sé por qué lo llamas “avión”. Creo que solo quieres despegar y aterrizar dentro de la estación. Eso no es gran cosa. Se aplican los mismos principios. La más importante es la primera ley de Newton. Volaría normalmente como un avión en la Tierra. En caso de que abandone la atmósfera y la proximidad de la estación espacial, seguirá teniendo esa velocidad “orbital”. Lo que significa que podrías alejarte de la estación y seguir dando vueltas como un maníaco. Como dije, la primera ley de Newton.

Para detener eso, necesitas suministrar energía en forma de una fuerza para cambiarla. Esto se llama velocidad de escape o la energía cinética necesaria para deshacerse del movimiento impuesto por la gravedad de la Tierra o esta estación espacial masiva. Esto es lo que necesitan los cohetes que dejan la Tierra a Marte o en otro lugar. A menos que hagas eso, nunca te sentirás “sin peso”.

Answer 3

Con el mismo principio básico que ahora, pero su trayectoria de vuelo se curvó en la dirección opuesta.

Los aviones ahora viajan a través del globo en una trayectoria curva, o de lo contrario, “volarían hacia el espacio”. (No pueden, sin embargo, porque dependen del aire para empujar y para levantar, y no hay nada de eso en el espacio). Por lo tanto, tienen que seguir la curvatura de la Tierra para permanecer a la misma altitud en relación con la superficie de la Tierra. Su avión siempre está “buceando” en comparación con un momento anterior en el tiempo.

Bueno, ahora tienes lo contrario, pero en lugar de volar sobre la superficie de la Tierra, sería como volar dentro de la Tierra. Y para permanecer a la misma altitud (a la misma distancia de la corteza terrestre), debe tener una trayectoria curva de vuelo una vez más. Esta trayectoria curva es en este caso lo opuesto a la anterior, y en lugar de “bucear”, necesita que su avión siempre “suba” en comparación con un momento anterior en el tiempo.

EDITAR:

Pensar más al respecto. Como señaló Glyn Williams. Como querías una estación espacial basada en el hecho de que su “gravedad” (o más bien el efecto) se crea por la rotación de la estación espacial, la forma en que te mueves en realidad es problemática.

Afirmo no ser un experto en este asunto. Es por eso que tenemos tipos como Robert Frost para ayudarnos.

Answer 4

¡Qué gran pregunta!

¡Qué gran montón de respuestas!

Casi todo ha sido cubierto, pero tengo un escenario favorito: para volar en una colonia espacial cilíndrica de O’Neill giratoria, no se necesita un avión; ¡Puedes atarte las alas y volar tú mismo!

Solo cerca del eje , por supuesto, y si se aleja demasiado del eje, puede lamentarlo. Mucho Pero seguramente algunos entusiastas del “deporte extremo” querrán competir para ver quién puede regresar más lejos.

Otro deporte divertido: poner a dos personas en una esfera llena de aire en órbita que se amontonan igual que su masa combinada, inicialmente girando lo suficiente como para dar una “gravedad” de luz simulada. Luego comienzan a correr … intenta visualizar lo que sucede cuando se ejecutan en varias direcciones.

Answer 5

No podrías volar en un plano planetario convencional, al menos no de la misma manera que lo haces en un planeta y casi sin duda no sin algunas modificaciones serias.

Lo que da a los habitantes la impresión de que la gravedad está en la estación, es que su movimiento sigue al anillo exterior y, a medida que las curvas se “suben”, los habitantes se “empujan” hacia abajo (con una fuerza, se espera, que se hizo comparable a la gravedad de la Tierra dado el radio y velocidad de rotación).

Un avión, por otro lado, no sería arrastrado a lo largo de esa rotación una vez en vuelo. Si acelera en la dirección opuesta a la rotación, de modo que su velocidad (en relación con la superficie) sea inversa a la de la rotación, sería inmóvil con respecto a toda la estación y terminaría en microgravedad; no estar afectado por la rotación en absoluto y simplemente “flotar” allí. Desde la perspectiva de los habitantes de la superficie exterior, su avión estaría en “órbita” alrededor del centro de rotación.

O al menos lo haría, si no fuera por el aire.

Verá, el aire dentro de la estación habitable se arrastraría a lo largo de la rotación en su mayor parte, pero tendría corrientes muy complejas y muy variables en varias alturas; a un plano planetario le costaría mucho tratar con eso. El efecto Coriolis basado en la altura va a crear vórtices y tijeras rodantes “interesantes”, que se van a complicar por los efectos de termoclina. Agregue a eso que las corrientes de aire se convierten en el único factor de navegación (una vez que está en el aire, no hay “arriba” o “abajo” de ninguna importancia; a medida que usted arrastra solo corrientes de aire y ya no está vinculado a un (aparente) La trayectoria balística y ningún piloto planetario serían capaces de hacer frente. El avión no estaría “volando” como lo definimos en un planeta, tendría que manejarse más como un submarino con flotabilidad neutral que trata de navegar los rápidos.

[Edit: typos squished]

Answer 6

El problema en sí no es tan difícil. Los aviones simplemente volarían como de costumbre, excepto con sus narices apuntadas un poco más arriba de lo normal para coincidir con la curva de la estación.

Sin embargo, no creo que hagamos estaciones espaciales tan grandes que haya varios kilómetros de atmósfera dentro. Lo más probable es que tengamos una versión más compacta de un metro, y la estación espacial será un cilindro cerrado, en lugar de un anillo.

Como dije en mi respuesta de Daniel He, ¿por qué no construimos una estación espacial clásica ?, no hay razón para construir una estación espacial que tenga gravedad artificial, porque la razón por la que construimos estaciones espaciales es para experimentar gravedad cero. Por lo tanto, la única razón para seguir construyendo sería para la habitación humana en el espacio, y los hábitats espaciales tendrán que ser extremadamente grandes para ser útiles. Sin embargo, personalmente creo que probablemente colonizaremos las lunas de los gigantes gaseosos y Marte que construiremos estos hábitats espaciales gigantescos, que podrían fallar fácilmente.

El error que cometen muchas personas parece ser que una vez que tenemos la tecnología para hacer algo, debemos hacerlo. Sin embargo, en algunos casos, el nivel de tecnología que necesitamos ya tiene mejores soluciones para los problemas que queremos resolver. En este caso, cuando tengamos la tecnología para crear tales monstruosidades, podremos colonizar fácilmente los exoplanetas. La disertación total de la tecnología necesaria es la siguiente.

Si somos capaces de crear un hábitat espacial como el que se muestra en la imagen (en realidad podría ser incluso más grande que esto para que sea útil), debemos resolver varios problemas:

1. Fuerza estructural. Se han considerado grandes hábitats espaciales, y la razón principal por la que se descartan actualmente es porque son increíblemente frágiles. Tales estaciones grandes pueden tener incluso una atracción gravitatoria sustancial, suficiente para atraer objetos pequeños en el espacio en una trayectoria de colisión a alta velocidad.
   Los hábitats espaciales no pueden estar abiertos, porque el aire se filtraría. Hay una razón por la que el espacio se llama vacío. Tan pronto como cualquier colisión crea un agujero del tamaño visible más pequeño, todo el hábitat está en peligro.
   Por lo tanto, necesitamos un material increíblemente fuerte para construir el hábitat, posiblemente un material aún más fuerte que el necesario para un elevador espacial.
2. La gravedad centrípeta. La gravedad parece que es bastante simple, pero hay ciertos problemas. Uno, pone una tensión de estructura masiva en el hábitat, y dos, la estructura tiene que ser increíblemente grande. Si la estructura es demasiado pequeña, la fuerza centrípeta en los pies puede diferir de la fuerza en su cabeza.
   Todavía no lo sabemos, pero como los humanos no fueron diseñados para ese tipo de diferencias en la gravedad en todo el cuerpo, una pequeña diferencia puede posiblemente enfermar a las personas, incluso causar la muerte.
   Esto crea aún más la necesidad de materiales fuertes para construir el hábitat a partir de.
3. Evitación de colisiones. Incluso si contamos con materiales increíblemente fuertes para hacer un hábitat de este tipo, debemos evitar las colisiones con objetos grandes. Incluso si las fugas de aire no matan a nadie, el empujón de un gran impacto sería suficiente para dañar a las personas y la estructura interna.
   Por lo tanto, necesitamos un sistema que pueda detectar las colisiones entrantes. Entonces, necesitamos la capacidad de alejar el objeto o salir de su camino. Debido a que mover un objeto espacial rápido o un hábitat espacial masivo requiere mucho tiempo, el sistema de detección deberá ser extremadamente avanzado y, por lo tanto, estar fuera de nuestro alcance durante mucho tiempo.
4. Autoservicio cerrado en ecosistema en el espacio. Piénselo, si queremos un hábitat espacial, necesitamos formas de reciclar el agua, el dióxido de carbono y muchos otros recursos necesarios para la vida. Hasta ahora, ninguna máquina puede completar perfectamente el trabajo, no como lo puede hacer el ecosistema en la Tierra.
   Por lo tanto, necesitamos una gran atmósfera, suficiente para un ecosistema resistente. Lo mismo para el agua, la vida vegetal y muchas otras cosas para mantener nuestro ecosistema en funcionamiento. Un ecosistema completo puede incluso requerir climas y clima, nubes y lluvia, posiblemente incluso estaciones.
   Esta es otra razón por la que el hábitat espacial tiene que ser increíblemente grande.
5. Energía. Para mantener el hábitat de la frialdad del espacio, necesitamos mucho calor. Lo mismo ocurre con la electricidad. Las necesidades de estos grandes hábitats son enormes. Por lo tanto, necesitamos paneles solares y combustible de fusión. Un montón de ambos.
   Esto explica más problemas, al igual que la necesidad de aprovechar al máximo las fuentes de energía renovables como la luz solar, lo que significa que los paneles solares tienen que estar muy cerca del exterior, pero aún protegidos de las colisiones espaciales. También debemos apuntarles al sol el mayor tiempo posible, todos los días.

Es probable que haya muchas cosas en las que no pensé, pero solo estas pocas necesidades básicas nos dicen que tales hábitats están más allá de nuestras capacidades y que serán por mucho tiempo.

Por lo tanto, personalmente creo que estamos mejor explorando exo-planetas.

Answer 7

No habrá aviones (como los conocemos) en la Estación espacial centrípeta de personas (CSS). Demasiado alto riesgo.

Hay muchas diferencias importantes entre este lugar del espacio hecho por el hombre y la tierra.

En la Tierra, todo fue agregado después del planeta.
En el CSS, todo se puede construir, en el momento de la construcción.

Un CSS normalmente tendrá una rueda giratoria en forma de anillo, girando sobre su eje.

O bien se sellará toda el área dentro del anillo para mantener una atmósfera respirable, o una capa más pequeña (en el lado del eje) dentro del anillo.

Puede haber estructuras tipo “radios” a lo largo del borde exterior, o centro del anillo,
o un área elevada en los bordes internos del anillo se fusionará en una (posiblemente) piel transparente para retener la atmósfera. La élite puede vivir en las áreas elevadas, teniendo mejores vistas.

El cuerpo del anillo en sí albergará la mayoría de los espacios de vida y de trabajo, con transporte incorporado (lo más probable es que sea una forma de tubos de vacío electromagnéticos).

Es poco probable que haya transporte dentro del área atmosférica contenida, o en la superficie interna del anillo. Esta cara interior se conservaría solo para la vegetación, la recreación y la agricultura. (tal vez incluso algo de vida silvestre).

Alguna parte del CSS no estará girando. Ya sea que esté conectado al cubo (como la horquilla de una bicicleta) u otro anillo dentro del anillo. Para cualquier comunicación externa, estudio del universo, vista coherente del espacio vecino o forma de propulsión (que no sea a lo largo del eje), debe haber una sección no giratoria.

Así que ahora, las posibles alternativas a los aviones y sus aeropuertos voluminosos:

1: Es probable que lo más interesante sean los elevadores tipo radio , donde puede levantarse desde cualquier lugar de la superficie, rotarlo y volver a bajarlo en otro lugar, utilizando muy poca energía. Transporte desde cualquier lugar a cualquier lugar, tomando la misma cantidad de tiempo, sin importar la distancia.

2: transporte integrado en el anillo, (muy probablemente alguna forma de tubos de vacío electromagnéticos )

3: o hacia abajo a través del cuerpo del anillo hacia el exterior. Luego, un sistema tipo riel electromagnético sellado que viaja alrededor del exterior del anillo . Luego retrocede a través del cuerpo.

4: u otro interesante, un ‘calzo’ no giratorio que se encuentra dentro o al lado del anillo que gira continuamente. Usted simplemente entra o sale de la ‘calza’. Múltiples calzas podrían ofrecer múltiples velocidades.

Answer 8

En una estación espacial centrípeta o un cilindro de colonia al igual que el cilindro de O’Neill, habría un “gradiente” de gravedad de la cabeza a los pies. Es decir, la gravedad sería más fuerte (probablemente hasta 1 g) en tus pies, pero sería más ligera en tu cabeza. El problema es que a medida que avanzas “hacia arriba” hacia el núcleo del cilindro, habrá microgravedad, por lo tanto, cualquier cosa que esté por ahí simplemente flotará.
Si el cilindro tiene aire, un avión todavía podría volar con sus motores a reacción. Piense en ello como un pez que nada en el agua, el avión está “nadando” a través del aire dentro del cilindro. Pero tan pronto como el motor se detiene, el avión simplemente flotará casi como un pez muerto, a menos que el motor vuelva a arrancar. ¡Sería realmente difícil realizar diferentes maniobras, especialmente los aterrizajes, porque el avión no solo se ocuparía de la velocidad del aire y las presiones, sino que también debe ajustarse al “gradiente” de gravedad y también a la rotación del cilindro! Pero es una cuestión diferente si se trata de un “avión futurista” con motores de cohetes pequeños + propulsores RCS que lo hacen capaz de despegues y aterrizajes verticales y un programa de computadora de vanguardia que permite el cálculo preciso del “gradiente” de gravedad Para ajustar automáticamente el empuje del avión.

Pero ¿y si no tomamos en cuenta la gravedad?

Bueno, un avión que viaja a través de la Tierra se mueve en una trayectoria curva debido a la forma esférica de la Tierra. Lo mismo se aplicaría dentro de un cilindro de espacio giratorio, pero solo a la inversa; la curva se adentra en lugar de salir como si estuviera volando dentro de la Tierra. Pero aún así, existe la rotación, si el plano coincide con la velocidad de rotación del cilindro, se “detendría” y flotaría, sin peso, pero si sigue el camino opuesto, se sentiría más pesado y difícil de controlar.

Pero seguro que creo que no será aconsejable volar y aviones dentro de una estación espacial giratoria, ya que podría dañar y dañar los pilares de la estación y algunas infraestructuras. ¿Y qué tan grande podría ser un Cilindro Espacial para necesitar un avión volando dentro de él? Algún tipo de sistema de tren o tranvía como el transporte público será mejor, más seguro y más barato, ya que solo necesitarían electricidad y no combustibles.

Esta es una pregunta realmente genial e interesante, me encantaría ver a los expertos para dar sus teorías y explicaciones.

Answer 9

Esto es realmente bastante fácil de responder. Como piloto, sé que un avión vuela como, bueno, un avión. Si la estación espacial centrípeta fuera lo suficientemente grande como para permitir el vuelo, el vuelo sería similar al de la Tierra. Una diferencia sería que a medida que asciende, la fuerza de gravedad será menor. Esto es como volar un avión que pesa menos. Como un avión que quema combustible. Todavía vuela como un avión. Incluso puede volar un avión en cero G, siempre que el avión esté diseñado para ello (aerobático). Existe una maniobra común llamada estancamiento de cabeza de martillo, en la que el avión se vuelve balístico y vertical, se cae y luego cae directamente hacia abajo. Esto es casi cero G. Incluso pueden producir una trayectoria de vuelo que sigue a cero G, como en el avión usado para entrenar a los astronautas.

En cuanto a la construcción de una estación espacial de este tipo, en realidad estamos muy cerca hoy. El material tendría que ser extraído de los asteroides y / o la luna. La estación espacial estructuralmente no es muy diferente a construir un puente o un rascacielos. Y no, esto no es lo mismo que terraformar un planeta. Para hacer eso, tendrías que mover a Marte a una órbita cercana a la Tierra y agregar una atmósfera. Esto es muy difícil, si no imposible. Por otro lado, la fusión nuclear sería suficiente para proporcionar luces y calor a una estación espacial, incluso lejos del sol.

Answer 10

Cuidadosamente.

Pero en serio, los peligros para la estación en sí serían inaceptables en el caso poco probable de que fuera lo suficientemente grande como para un vuelo práctico de estilo terrestre. Ni siquiera vamos a entrar en cómo combustible es un método ineficiente. Un sistema de tranvía sería más práctico. Suponiendo que la estación no tenga más de una milla de ancho, un solo anillo para el tranvía sería suficiente para poner toda la estación dentro de un corto paseo.

Si está preguntando sobre fuerzas ficticias u otras complicaciones, supongo que habría dos problemas:

1) la tolerancia para la curvatura hacia arriba del suelo, de modo que las aletas se ajusten a una subida suave,

2) y la fuerza de Coriolis, F = -2 m Omega .cross. v, que tendería a empujar el plano hacia abajo / hacia arriba para el vuelo co / contador a la rotación o a lo largo de la dirección de rotación para el movimiento perpendicular a la rotación. Es decir, el piloto sentiría una fuerza perpendicular a la dirección en que volaba el avión y también perpendicular al eje de rotación de la estación. Dado que la estación tendría que girar más rápido que la Tierra y es un poco más pequeña, el efecto podría ser más notable. Para cualquier tamaño suficiente para que un avión vuele, el radio sería> 1 km, lo que da un período de rotación del orden de 1 minuto (más largo para más grande). Al conectar algunos números, obtenemos una aceleración de Coriolis del orden de 0.1 m / s ^ 2, que es aproximadamente el 1% de la gravedad normal de la Tierra. Espero que esto todavía no sea demasiado notable. Probablemente mucho más de un efecto para objetos balísticos.

Answer 11

Estos no serían aviones en el sentido en que los conocemos. Un avión utiliza la elevación desde sus alas para contrarrestar la fuerza de la gravedad (que, dado el tamaño de la tierra, es localmente constante). La sensación de peso en una estación espacial proviene de la fuerza centrípeta: la fuerza aplicada por el “piso” de la estación para evitar que todos volamos en la línea tangente. Una vez que un objeto pierde contacto con el piso de la estación, ya no está sujeto a la fuerza centrípeta; Tendría que ser controlado completamente por los alerones (como un cohete) porque ya no se aplica la simple ecuación de elevación contra fuerza descendente.

De hecho, una embarcación como esta probablemente sería más como un puente que un volante: dándose una patada desde el borde y luego volando a lo largo de una cuerda recta hacia el punto objetivo. Necesitaría algunas superficies de control para realizar un aterrizaje suave donde vuelva a encontrarse con el borde, pero aparte de eso, sería una trayectoria balística pura (que en el espacio, por supuesto, es una trayectoria plana).

Answer 12

Esta es una pregunta genial. Una propiedad interesante en un hábitat de espacio giratorio es que, si te mueves lo suficientemente rápido en la dirección opuesta a la rotación, puedes colgarte en el aire mientras la estación espacial gira debajo de ti. Por lo tanto, sería más fácil para un “avión” “volar” en una dirección que en la otra dirección. La diferencia es más pronunciada si desea viajar rápidamente en relación con el tamaño de la estación espacial.

Aquí hay un ejercicio interesante. Digamos que tenemos un avión cuya velocidad está totalmente limitada por la cantidad de sustentación que puede producir. En particular, puede volar a una velocidad (en cualquier dirección) de tal manera que la cantidad de gravedad que “siente” es a * g (donde g es la aceleración centrípeta). ¿Cuál es el tiempo de ida y vuelta , medido en unidades del período para una rotación completa de la estación, de un punto a otro de la estación circular?

Answer 13

Dios mio

No sé mucho acerca de los sistemas centrípetos y acabo de leer sobre esto y hay mucha charla para leer. ¿Alguien por favor puede ayudarme a explicarme esto?

La idea del punto de curvatura instantáneo me parece resolver la diferencia entre la aceleración en la fuerza centrípeta y la gravedad de la tierra que implica la pregunta o como se discutió en Internet. Estoy satisfecho por ahora filosóficamente.

Pero mientras los artículos de Wikipedia vinculan efectivamente las matemáticas con los diferentes términos del sistema (y sugieren que la mecánica juega el papel principal en las diferencias de los sistemas centrípetos), ¿por qué se discute la equidad de fondo en sí misma a través de Internet ? ¿Qué significa esto? ¿No deberían los artículos discutir los términos constantes y la evolución de la equivalencia primero en lugar de la mecánica? ¿Qué me estoy perdiendo? Que leo

Cosas que miré:

nosotros […] asumimos la equivalencia física completa de un campo gravitatorio y una aceleración correspondiente del sistema de referencia.

– Einstein, 1907.

Principio de equivalencia

El genio de Einstein cambió la percepción de la gravedad de la ciencia.

Fuerza centrípeta

Derivando la velocidad de escape utilizando la fuerza centrípeta.

Edit: Oh, sí, supongo que los aviones se moverían de manera similar a como lo hacen ahora, a menos que fueran muy grandes … aunque la mecánica de propulsión puede ser un problema dependiendo de la velocidad y otros factores de comodidad humana como los bloqueos de aire. Supongo que es probablemente más estable, pero no más barato hacer un segundo anillo o elevador espacial o tecnología de sobrevuelo, de todos modos, pero ha pasado un tiempo desde que leí esto.

Answer 14

Sólo volando. No realmente. Despegando, y volando por el aire. Si se necesitaran aviones para transportar personas o suministros dentro de una estación espacial centrípeta, en ausencia de una opción más eficiente y sensata, como un sistema de tránsito, dichos aviones probablemente volarían de tal manera que no se vean impedidos por el avión centrípeto. Naturaleza de la estación. Justo cómo iban a hacer eso, no estoy lo suficientemente educado como para saberlo.

Answer 15

Habría un efecto interesante dependiendo de en qué dirección voló el avión.

Si la aeronave voló anti-spinward. (Opuesto a la dirección de giro) y aproximadamente coincidía con la velocidad de rotación de la estación, entonces se “detendría” en el espacio real. El avión y sus ocupantes se harían ingrávidos. Lo que sería extraño.

¡Si el avión voló hacia el cielo, los ocupantes se sentirían más pesados!

Answer 16

Es bastante improbable que alguna vez podamos hacer algo tan grande, pero si lo hiciéramos, los aviones tendrían que estar dirigiéndose constantemente hacia el centro si están volando a lo largo de la circunferencia. Los aviones hacen eso ahora, en la dirección opuesta, pero el ángulo es tan suave que no se nota.

Answer 17

¿Por qué incluso volar?

Suspenda un monorraíl que cuelga alrededor del medio y use autos que paren de frenar. El suelo abajo comenzaría a pasar zumbando. Eso sería mucho más eficiente energéticamente.

Answer 18

Personalmente, creo que ni siquiera necesitaríamos aviones para viajar, puedo imaginar que los trenes de balas electrónicos en movimiento rápido son lo suficientemente eficientes. Otro pensamiento que tengo es que el personal de seguridad o de la policía podría usar paquetes de jet o bicicletas voladoras para moverse más fácilmente. Realmente me encanta esta pregunta!

Answer 19

Mi reacción es que si la estación es lo suficientemente grande y el plano lo suficientemente pequeño, ¡Einstein nos dice que no se puede decir!

Por lo tanto, puede volar un avión de la forma habitual, siempre que el espacio-tiempo sea localmente plano, la gravedad es indistinguible de la aceleración.

Answer 20

Comprenda que no soy un físico y puede que me falte algo aquí, pero creo que si uno volaba en una línea curva alejándose de la superficie, el anti giro hacia una velocidad suficiente para superar el impulso impartido por el giro, caería hasta el centro del anillo, la masa del anillo no sería lo suficientemente grande como para proporcionar una fuerza gravitatoria para un “abajo” y, dado que el centro de masa es el centro del anillo, la fuerza gravitatoria estaría en el centro; así que “abajo” realmente estaría arriba.

Pensaría que uno podría comenzar un negocio lucrativo salvando cosas que cayeron hasta el centro del ring.