¿Se puede usar la aceleración constante para producir gravedad artificial en el espacio?

Tracy Caldwell Dyson ISS NASA

Cada semana, los lectores de nuestro boletín espacial, The Airlock, envían sus preguntas para que las responda el reportero espacial Neel V. Patel. Esta semana: cómo producir gravedad artificial similar a la de la Tierra a través de la aceleración en el espacio.

Tu artículo de hace unas semanas sobre cómo la gravedad siempre funciona en las películas de ciencia ficción me hizo preguntarme: ¿recuerdas a ese pobre tipo de los años 50 que montó un trineo cohete para ver cuántas g podía soportar un ser humano? La película de estas pruebas mostró cómo su rostro estaba aplastado y contorsionado a medida que tomaba cargas cada vez mayores. Era obvio que los humanos no pueden pasar de cero a velocidades relativistas instantáneamente sin convertirse en una biopasta. Entonces, suponiendo que una persona, después de alcanzar la órbita, quisiera acelerar cómodamente a 1 g hasta la velocidad de la luz, ¿cuánto tiempo tomaría eso?

Mientras tanto, ¿disfrutarían de una existencia similar a la gravedad normal mientras navegan, con la pared trasera de la nave espacial actuando como piso? Tal vez entonces los viajeros espaciales podrían comer un tazón de cereal para el desayuno como lo planeó la naturaleza. —Clayton

Para aquellos que no están familiarizados, Clayton se refiere a Eli Beeding Jr., un capitán de la Fuerza Aérea que en 1958 montó un trineo propulsado por cohetes hacia atrás como parte de un programa militar para aprender más sobre los efectos de las fuerzas G en el cuerpo. . El acelerómetro en su pecho registró 82,6 g cuando el trineo aceleró a unas 34 millas por hora en 0,1 segundos. Beeding se desmayó, pero afortunadamente no sufrió nada más que algunos moretones en la espalda.

Las fuerzas G pueden causar estragos en el cuerpo humano. (La serie de televisión la expansión ilustra bastante bien lo tortuoso que puede ser este proceso .) Cuando las fuerzas g se experimentan verticalmente, de la cabeza a los pies (como las experimentarían los astronautas en el camino al espacio), la sangre se mueve desde la cabeza hacia las extremidades, lo que hace que pierda la visión o incluso la conciencia. La fuerza física en sí ejerce una presión inmensa sobre la piel, los músculos y los huesos, y puede ser devastadora durante un período de tiempo prolongado.

La sensación física de las fuerzas G que actúan sobre su cuerpo no es un efecto de la velocidad, sino de la aceleración. Cuando conduce un automóvil o vuela en una aerolínea comercial, siente el empuje de la fuerza g en su cuerpo solo cuando el vehículo está acelerando. Una vez que alcanza una velocidad de crucero constante, las cosas comienzan a sentirse normales.

Si está acelerando a un ritmo lo suficientemente rápido como para producir 1 g constante, entonces seguro que podrá crear una gravedad artificial similar a la de la Tierra. Desde el marco de referencia de la Tierra, si está acelerando a una tasa constante de 1 g, entonces alcanzaría una velocidad cercana a la de la luz. en aproximadamente un año , habiendo recorrido unos 0,5 años luz de distancia. (Recuerde, si usted es un pasajero dentro de la nave espacial, el tiempo pasará de manera diferente, como se discutió en un número anterior de The Airlock .) Mientras aumenta a casi la velocidad de la luz, teóricamente podría comer su desayuno de campeones como lo haría en la Tierra.

Por otro lado, debe estar preparado para desacelerar correctamente a medida que se acerca a su destino. Esto podría llevar meses o incluso años; depende de lo que sea tolerable para los viajeros dentro de la nave espacial. Si está tratando de emular un entorno de 1 g nuevamente, entonces básicamente tiene que planificar un año de desaceleración en el camino a su destino.

Y la verdad es que, si puede acelerar lo suficientemente rápido como para alcanzar una velocidad cercana a la de la luz en aproximadamente un año, entonces es razonable pensar que probablemente podría alcanzar esa velocidad más rápidamente aceptando fuerzas g aún más altas. Esa es una perspectiva tentadora, pero nuevamente, los humanos no están realmente diseñados para manejar todo eso. Bruce Thompson de la búsqueda de la NASA una vez le dije a Gizmodo : Imagina viajar a Marte, acelerando todo el camino a 3 gravedades. Pesarías tres veces tu peso normal durante el viaje y apenas podrías moverte [...] Los tejidos se rompen, los capilares se rompen y el corazón tiene que hacer muchas veces su trabajo. No podías contar con estar en buena forma cuando llegaste. Ciertamente no como la naturaleza pretendía.

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