Roterende rumskibe var en tosset ide, der nu skal bygges

Illustration: Voyager Station

Et hold af Nasa-veteraner, piloter og ingeniører vil sætte gang i byggeriet af en roterende rumstation, skriver space.com. Ideen blev oprindeligt udtænkt af den tyske raketbygger Wernher von Braun og blev visualiseret i bogen - og filmen - Rumrejsen 2001. Det er fonden Gateway Foundation, der står bag ideen sammen med firmaet Orbital Assembly Corporation - og planen er en ring på 61 meter i diameter med plads til 400 mennesker. Navnet er Voyager Station.

De kendes fra flere science fiction-film – ‘The Martian’, ‘Interstellar’, ‘Rumrejsen år 2001’ og har også været på tegnebrættet hos flere af verdenshistoriens kendteste rumfartsingeniører, og i Nasa har flere udviklingsafdelinger arbejdet på de roterende tingester.

Så hvordan vil de virke i virkeligheden?

Ingeniøren har vendt spørgsmålet med flere eksperter på området, blandt andre rumfartsarkitekten Kristian von Bengtson, der har arbejdet for Nasa, og rummedicineren Niels Foldager, der har arbejdet med astronauter på Nasas Kennedy Space Center – begge er i dag frivillige i raketforeningen Copenhagen Suborbitals.

»For det første bliver et roterende rumskib meget hurtigt ingeniørens værste mareridt. For det andet vil det i mange tilfælde skabe nogle meget ubehagelige oplevelser for astronauten,« fortæller Kristian von Bengtson.

‘Tyngdekraften’, som den ville blive oplevet af en astronaut i et roterende rumskib, vil nemlig være væsentligt forskellig fra den, vi kender på Jorden. Forestil dig, at du bevæger dig rundt i en roterende ring og begynder at gå. Hvis du går i den ene retning, vil du veje mærkbart mere, end hvis du går den anden vej. Jo højere hastighed, du roterer med, desto mere tyngde.

Hvis du i ringen slipper en genstand fra en højde af f.eks. halvanden meter, vil dens fald ikke følge en lige linje, men en buebevægelse, fordi den starter fra et udgangspunkt, hvor omløbshastigheden er lavere end ved gulvet. Og endelig vil dit hoved være ‘mere vægtløst’ end dine fødder, og befinder du dig i et åbent roterende modul, vil du i princippet kunne hoppe ind i midten og være vægtløs.

En svimlende udsigt

Yderligere et problem opstår, hvis man anbringer vinduer i sit roterende modul.

»Hvis du er i nærheden af en planet eller en stor stjerne og f.eks. har en rotation en gang i minuttet, bliver det en meget ubehagelig oplevelse – spørg bare Andreas Mogensen,« siger Niels Foldager.

Det har Ingeniøren gjort, og den danske astronaut bekræfter, at selv Soyuz-kapslens såkaldte solar spin, som bliver foretaget med en halv rotation i minuttet, hurtigt skaber svimmelhed, hvis man kigger ud af vinduet.

Ifølge Niels Foldager og Kristian von Bengtson er man nødt til at tænke stort – meget stort – hvis man vil skabe brugbare roterende rumskibe. Som et eksempel vil en roterende rumstation på størrelse med ISS – på cirka 100 meter – kræve 4,2 omdrejninger pr. minut, hvis man vil have 1 g i periferien.

»Himlen, solstriber osv. vil altså komme fejende hvert 14. sekund. Og vi vil have vanskeligt ved at underholde os ved at kigge ud af vinduet,« siger Niels Foldager.

Skal man have en behagelig omdrejningshastighed på f.eks. fem minutter pr. rotation, så skal diameteren være hele 44,8 kilometer for at give 1 g, og vil man nøjes med en halv g, er diameteren stadig voldsom – 22,4 kilometer. Det kan i teorien lade sig gøre ved brug af to moduler, der roterer i wirer omkring et punkt i midten, men lige nu er det fremtidsmusik.

Årsagen til, at rumfartsorganisa­tioner alligevel ikke har forkastet ideerne om roterende rumskibe helt, er hovedsageligt, at flere ser dem som en nødvendighed for meget lange rumrejser – altså rejser, der omfatter over et års ophold i rummet.

»De roterende moduler bliver først interessante, hvis vi vil længere ud end Mars og hjem igen. Turen til Mars tager omkring syv måneder, og med et kort ophold og syv måneders rejse hjem, er det stort set inden for rammerne af den tid, astronauter i dag har prøvet at opholde sig i rummet,« siger Kristian von Bengtson.

Inspiration til raketbyggere

Ideen om roterende rumskibe går tilbage til den østrigske raketinge­niør Hermann Noordung, der i 1929 udgav en bog med udkast til et roterende rumskib kaldet Wohnrad, beboelseshjulet, hvor en roterende, cirkelformet rumstation blev drevet frem af en raketmotor i centrum.

Det officielle raketmiljø rynkede på næsen af ideen, men i amatør­fællesskabet VfR, Verein für Raumschiffarth, fik den unge Wernher Von Braun øjnene op for ideen og arbejdede videre på den. Hans planer inspirerede forfatteren Arthur C. Clarke og blev til det roterende rumskib i filmen ‘Rumrejsen år 2001’ fra 1968, som Clarke skrev manuskriptet til sammen med instruktøren Stanley Kubrick.

Siden har der været flere ideer på tegnebrættet, blandt andet det såkaldte Stanford Torus, der blev udviklet på et Nasa-seminar i 1975 på Stanford University og var et forslag til en gigantisk roterende ring, der kunne huse op til 140.000 beboere på siderne. Det er Stanford Torus, der er forsøgt afbildet i både science fiction-filmen ‘Elysium’ fra 2013 og i slutningen af ‘Interstellar’ fra 2014.

Men i en tid, hvor Nasa ikke engang kan fragte sine egne astronauter op til ISS, så er de seneste planer for roterende rumskibe lidt mere beskedne. Nautilus-X er et forslag fra Nasas fremtidsafdeling (Future in Space Operations) om en ringformet centrifuge med en diameter på 12 meter, der kan kobles på et ikke-roterende rumskib og fungere som opholdssted for astronauter. Planerne omfatter en rotationshastighed på 9 rotationer pr. minut og vil således give astronauterne en halv g.

Vægt og penge

Men et roterende modul koblet på en ikke-roterende rumstation skaber helt andre problemer.

»Jeg tror, at mange ingeniører vil rive sig i håret over, hvordan de forhindrer gnidning omkring rotationspunktet og samtidig sikrer, at luft ikke slipper ud,« siger Kristian von Bengtson.

Et yderligere problem er, at den hurtige rotation stiller særlige krav til konstruktionen af rumstationen, der vil forsøge at vride sig. Og en stærk konstruktion er ofte ensbetydende med en tung konstruktion, hvilket bringer os frem til det allerstørste problem: penge.

Det koster rundt regnet 35.000 kroner at sende et kilogram i rummet, hvis man tager udgangspunkt i, hvad en opsendelse med Falcon 9-raketten fra det private rumfirma SpaceX koster. Og store løfteraketter savnes til store projekter. Men rumfartsorganisationerne har planer for nye store løfteraketter, og SpaceX er også på vej med deres Falcon Heavy, som kan løfte 53 ton i kredsløb i ét skud.

Dette er en genudgivelse af tidligere artikel

Emner : Rumfartøjer
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Afhænger ikke nogen af konklusionerne af, om tyngyekraften opnås ved en stor eller lille radius?

Hvis radius fx var 250m, forestiller jeg mig, at det ville være mindre problematisk med g forskelle. Det kunne jo opnås ved at forbinde rumskibet med en stor masse via et kabel.

  • 5
  • 1

Hvad med at man lavede rotationen i centrum af rumskibet. Istedet for at lade rumskibet rotere burde man kunne sætte en kerne til at rotere, der både giver energi til opdrift af fartøjet samt et tyngdefelt. Når vi en gang finder svaret, er det uden tvivl så indlysende, at det er til at tude over vi ikke fandt det tidligere.

  • 1
  • 51

Jo det er helt korrekt, og det er også på den måde at Buzz Aldrin beskriver rejser mellem jorden og Mars i hans 'Encounter with Tiber'.

  • 3
  • 0

Artiklen bruger al sin spalteplads på at nedgøre ideen og forklare hvorfor det ikke er en god ide. Der var ikke mange saglige argumenter, og ikke argumenter som ikke let kunne imødegås med mere eller mindre simple løsninger (e.g. Gardiner for vinduerne).

Det fundamentale er, at mennesker i rummet undergår fysiologiske påvirkninger, hvis langsigtede virkninger kun er delvis kendte - og som tvinger astronauter ind på et træningsregime, som måske ikke er holdbart i længden (vi kan ikke få de bedste videnskabsmænd i rummet).

Derfor, alle de nævnte ulemper kan opvejes af den fysiologiske gevinst som en vis virtuel tyngdepåvirkning vil give.

Hvis en astronaut kan vænne sig til vægtløshed, så kan han vel også vænne sig til at kaste papirkuglen lidt skævt i kurven......

  • 29
  • 9

En rimelig kort og præsic introduktion til nogle af de grundlæggende udfordringer ved en roterende rumstation er Artificial Gravity and the Architecture of Orbital Habitats af Hall, JBIS (Journal of the British Interplanetary Society), 1999.

En mere teknisk overkommelig mulighed i forhold til en komplet roterende ring, er i øvrigt at nøjes med at have to masser til at rotere om hinanden via et langt kabel i et såkaldt "tøjret rumskibet" (engelsk: tethered spacecraft). Princippet har været på designbordet til bemandet marsmissioner (fx Mars Direct) og der har været forslag til pratiske forsøg (fx TAGS). Der har endda været været udført praktiske forsøg med tethering, se fx listen på Wikipedia, men jeg vil alligevel gætte på, at der stadig er lang vej før selv denne relativt enkle teknologi kan bruges i praksis på en bemandet mission til at skabe kunstig tyngdekraft for astronauterne.

  • 7
  • 0

Tror nu også at vinduer er en ting man ikke vil se i "rigtige" rumskibe? Omkostninger i forhold til gevinsten må være helt i skoven? En HD skærm vil jo ikke kunne skelnes fra "virkeligheden".

  • 16
  • 3

Det fundamentale er, at mennesker i rummet undergår fysiologiske påvirkninger, hvis langsigtede virkninger kun er delvis kendte - og som tvinger astronauter ind på et træningsregime, som måske ikke er holdbart i længden

Jeg er helt enig. Med mindre at det er 0 g forsøg man er taget i rummet for at udføre, er det er jo patetisk af benytte 1/2 delen af mandskabets energi på at vedligeholde en primat krop helt åbenlyst er uegnet til langtidsophold i 0 g miljø.

Vil man kunne se ud er det en mulighed, at erstatte eventuelle vinduer med HD skærme og et eksternt kamera. og så bare rotere derudaf. Eventuelle observationsinstrumenter og antenner kan så sidde på en central ikke-roterende hub. Vinduer kan være afblændede indtil man har brug for rent faktisk at kigge ud af dem.

Hvorfor skal rumfartøjer i øvrigt hænge sammen? Man kunne forestille sig et fartøj hvor servicemodulet var separeret fra boligmodulet med en 500m lang kevlarline. I et sådan (koblet) 2 legeme system vil det være simpelt at opretholde en kunstig tyngdekraft ved (langsom) rotation. En sådan konfiguration ville i øvrigt kunne tillade brug af en on-board atomreaktor, da stråling ikke længere er et problem

  • 16
  • 0

Undskyld Filip og Morten - har gentaget jer fordi I er kommet mig i forkøbet. Beklager, men kan ikke slette mit indlæg igen.....

  • 1
  • 0

Jeg er heller ikke så pessimistisk, men aller først bør man vel skelne mellem stationære platforme og deciderede "rumskibe" (rumfartøjer på langfart), som bringer mennesker fra en klodes tyngdefelt til en anden klodes tyngdefelt. Lange ophold i rummet giver fysiologiske problemer (+ en mængde praktiske problemer som fx. har med hygiejne at gøre), som det sandsynligvis ikke findes anden praktisk løsning på end netop rotation, men konstruktionsteknisk er der helt andre krav for en rumstation i et nogenlunde konstant tyngdefelt og et rumfartøj. Helt generelt vil jeg sige at vinduesproblemet er et rent pseudoproblem. Jeg erkender at det af rent psykologiske årsager nok er vigtig med en mulighed for at se virkeligheden udenfor rumstationen eller rumfartøjet, men det behov kan tilfredsstilles med et eller to meget små vinduer som ikke koster alverden. Behovet for en konstant visuel orientering kan nemt tilfredstilles via elektroniske løsninger som naturligvis også kompenserer for den aktuelle rotation.

For rumfartøjet, som både skal kunne accelereres og decellereres og som sandsynligvis også kommer i kontakt med ret skiftende tyngdefelt, gælder at man må undgå enhver død masse. Derfor er den billigste måde at bruge en wire-løsning som forbinder to massepunkter, og hvor begge massepunkter udgøres af meningsfulde masser, fx. brændstof, tunge instrumenter etc. Rotationsdiameteren kan være stor, måske flere hundrede km, optimeret på wirens brudstyrke og ønsket "g", men den behøver ikke at være konstant! Under forholdsvis korte accelererations- og decellerationsfaser må den gerne være nul, altså ingen rotation, for at undgå svært styrbare bevægelser mellen de to masser.

For rumstationer gælder at man godt kan tillade stive forbindelser mellem de forskellige massepunkter, fx. en ring, men ringens størrelse vil formentlig, for at undgå diverse tætningsproblemer være begrænset til nogle få hundrede m. Rumstaionens ring skal videre være stivt forbunden til et centralt massepunkt, som også er dokningspunkt for forsyningsfartøjer.

John Larsson

  • 4
  • 0

Overgangen mellem den stationære og den roterende del kunne løses ved at de slet ikke rører hinanden andet end kun ved en sikringsstyring, og så at besætningen måtte påføre sig en dragt hver gang de skulle skifte modul, og passerer igennem et slusesystem.

  • 3
  • 1

Overgangen mellem den stationære og den roterende del kunne løses ved at de slet ikke rører hinanden

Hvis jeg skulle konstruere en rumstation ville hele systemet rotere sammen, som et stift hele, ligesom i Kubricks Rumrejse År 2000. Docking foregår, som i den fantastisk smukke scene i filmen, ved at det besøgende skib bringes til at rotere synkront med rumstationen. Den eneste rigtige ulempe er i forbindelse med rumvandringer fra stationen. Der gælder det om at holde godt fast!

  • 4
  • 3

Det lader til at man søger samme tilstand konstant, fremfor at benytte 1 G eller lidt mindre i f.esk de hvileperioder som besætningen har. Et konstant senarie er alt for omfattende og dyrt. Men ved at lave mindre enheder der følger moderskibet. Men hvor besætningen boarder i x timer om dagen, gør det lettere at opnå

  • 0
  • 8

Det er meget attraktivt at forestille sig sådanne rumfartøjer. Problemet er de kræfter og spændinger det vil medføre i konstruktionen, som medfører ekstra materialebrug. Og så er eventuelle kursændringer helt udeladt, som vil blive meget besværlige med en fysisk stor konstruktion. Der er meget gode grunde til at det ikke er kommet ud over tankestadiet. Som nogle har påpeget, vil det blive en speciel oplevelse at bevæge sig i et sådant fartøj.

  • 3
  • 6

Roterende rumstationer er en genial måde at skabe tynge for astronauterne på. Men der er en sjov ting, som ingen vist har nævnt: For at astronauterne kan få deres daglige motion på en naturlig måde, laver man naturligvis en løbegang/kondibane rundt i ringen. Vi tænker os nu, at rumstationen roterer præcis så hurtigt, at tyngden ved gulvet i ringen er den samme som på Jordens overflade. Hvis en astronaut løber samme vej rundt som rotationen, vil han blive lidt tungere, og motionen derfor hårdere end på Jorden. Omvendt: hvis han løber den anden vej, bliver han lettere og derfor mindre forpustet! Og HVIS han kunne løbe lige så hurtigt som rotationen (!), så ville han svæve i luften, mens gulvet vil drøne forbi under ham! - Jeg lavede for mange år siden en eksamenopgave om det på DTU, - det er jo let at beregne, hvor meget lettere eller tungere, hun bliver, når man kender data for diameteren og dermed for rotationshastigheden.

  • 5
  • 5

"Men i en tid, hvor Nasa ikke engang kan fragte sine egne astronauter op til ISS, så er de seneste planer for roterende rumskibe lidt mere beskedne."

Så er alt vist sagt... De amerikanse ambitioner brænder på meget lavt blus

Bent.

  • 1
  • 2

Den pointe forstår jeg ikke.

Hvori er forskellen på dette eksempel og eks. en tur med højhastighedstog?

  • 0
  • 4

I et højhastighedstog bevæger gulvet, spanden, dig og den tabte genstand sig med samme hastighed i samme retning. I en cirkelbevægelse bevæger gulvet sig hurtigere end genstanden der tabes. Ligesom med et hjul hvor kanten jo bevæger sig hurtigere end et snit tæt på centrum.

  • 15
  • 0

Hvori er forskellen på dette eksempel og eks. en tur med højhastighedstog?

At "tyngdekraften" er afhængig af at du kører rundt.

Du presses imod gulvet fordi gulvet hele tiden tvinger din krop væk fra den lige bane som det ville fortsætte i, hvis det ikke var fordi gulvet var rundt.

Hvis du eller en genstand fik nok fart på imod hjulets omløbsretning, så ville du udefra rumskibet pludselig stå stille og dermed være vægtløs, mens vægge, gulv og loft ville bevæge sig faretruende hurtigt forbi dig.

Det ville egentlig nok være en temmelig syret oplevelse. Hvis jeg tager udgangpunkt i eksempel 2 ovenfor, så ville en løbetur rund i hjulet jo optisk set være et evig løb op af en stadig stejlere bakke, men som man får mere og mere fart på, så bliver man lettere og lettere for til sidst at slippe gulvet helt.

Og hvad med luften? Umiddelbart ville jeg tro af luften i midten af ringens tværsnit ville være mindre påvirket af rotationen end den del der er tættere på ydersiderne (loft, gulv og vægge) og det ville skabe en modvind i ansigtet når man ser imod bevægelsesretningen. Når det tilkobles forskellen i g-påvirkningen imellem gulv- og loftshøjde, så ville man have skabt et helt unikt mikrovejrsystem.

  • 4
  • 2

Jeg forstår ikke hvad problemet er med at have to kabiner forbundet med 10-12 stk 1 km kabler? Længere fremme skal man vel blot udhule en asteoride, og så sætte den i rotation.

Vil ellers lige lade vide at der nu kører en serie på SyFy channel kaldet "The Expanse". De første 4 episoder kan ses online, hvis man altså har en amerikansk VPN. De klarer tyngdeproblemet med for det første at give medicin til at afværge kroppens nedbrydning, (belters er dog stadigt svage) og ellers kører man motoren med konstant acceleration, og bygger raketten som et højhus.

En motor med konstant 1 g acceleration kan flyve til Jupiter på 12 dage, men den krævede deltaV på omkring 10.000.000 m/s kan i dag kun klares med en Orion motor.

https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Orio...

  • 3
  • 3

Og HVIS han kunne løbe lige så hurtigt som rotationen (!), så ville han svæve i luften, mens gulvet vil drøne forbi under ham!

Hamsters in space! Så kan de drive en generator. Og, de har jo alligevel ikke andet at lave, end at rende rundt i hjulet hele dagen. Og lyset går automatisk ud, når de bliver trætte, og så falder de i søvn.

Du har fundet løsningen på langturs-astronautens værste fjender: kedsomhed og manglende motion.

  • 5
  • 2

Det største hul i den viden vi har brug for for at planlægge denne slags systemer er, hvor høj "tyngde"kraft vi skal sigte efter.

Vi har så vidt jeg ved i dag kun 2 (og en lille bitte slat) datapunkter i forhold til, hvordan forskellige grader af tyngde påvirker mennesker på langt sigt - Jordtyngde (1g) og vægtløs (0g) samt relativt få og kortvarige ophold på månen (1/6 g).

I forhold til design af en langdistance rumstation med kunstig tyngde er der brug mange flere datapunkter. Det kan sagtens være at en kunstig tyngde på det halve af jordens tyngdekraft er fint til at undgå (de fleste) skadelige langtidseffekter, men det kan også godt være at en fjerdedel eller en sjettedel er nok.

En base på månen med mulighed for flere måneders ophold kunne til dels besvare dette spørgsmål (i hvert fald i forhold til at tilføje et ekstra datapunkt), men i praksis burde det også kunne lade sig gøre at designe forsøg i rummet, der kan vise effekten af forskellige grader af tyngde på levende organismer.

Hvis man installerer en passende størrelse centrifuge på en rumstation kunne man for eksempel opfostre flere generationer af frugtfluer under varierende grader af acceleration og dermed etablere en basislinie for, hvor kraftig en tyngdevirkning de kræver for at leve "normalt".

Ideelt ville man så ønske at gå mere op i skala til små pattedyr (og dermed længere perioder og centrifuger der nok ikke kan passe inden i eksisterende rumskibe) inden man går hele vejen og bygger et skib til mennesketransport.

Man kan selvfølgelig sagtens kaste sig direkte ud i eksperimenter med mennesker - vi har jo trods alt ingen grund til at tro at en tyngdepåvirkning mellem 0g og 1g vil være værre end 0g. Det handler nok mest om, hvad der vil koste mest.

  • 12
  • 0

Hvad med man kun har sovekabiner der er udsat for tyngdekraft? Det vil muligvis give et lille bidrag til en sundere krop og mindsket afkalkning af de rejsendes knogler? Da personalet ligger ned, i plan med den kunstige tyngdekraft, vil kroppens påvirkning være ensartet.

Jeg tænker udsigtsvinduer kan fremvide et stabiliseret billede af “udsigten” genereret ud fra kameraer monteret på ydersiden af skibet?

  • 5
  • 0

Alle de her problemer skyldes jo kun, at vi tænker i alt for lille skala på grund af de praktiske problemer, vi har i dag. En rumstation eller et rumfartøj af den her slags er jo ret langt ude i fremtiden, så hvorfor være begrænset af størrelser mv.?

Jeg kan ikke lade være med at tænke på rumfartøjet i Arthur C. Clarkes "Rendezvous with Rama", der var en kæmpe cylinder på så vidt jeg husker 50km i længden og 10 km i radius. Så boede man på indersiden af skallen, hvor der var tyngdekraft, så vidt jeg husker dog på noget mindre end 1g, mens rotationen af cylinderen faktisk ikke var så ekstremt hurtig. Kender jeg hr. clarke ret, så havde han med garanti regnet på de her ting inden han skrev den bog ;)

  • 8
  • 0

Det lyder for mig som om rotation er den mest besværlige metode til at opnå tyngdekraft. Findes der ikke andre metoder? Jeg kan komme i tanke om magnetisme og tyngde, som muligheder. Metoden med tyngde, har så nok den ulempe, at det er meget dyrt. Men hvor meget skal gulvet egentligt veje, for at en person, vil opleve 1G?? Tilbage kan jeg umiddelbart kun komme i tanke om magnetisme, der jo kun vil virke ved kontakt - men det kunne jo måske også være godt nok?

  • 1
  • 20

En ting er at bygge en roterende rumstation hvor det skal være 1 g i modulerne, men de kræfter som prøver at rive dem fra hinanden bliver store og kræver at alt bliver dimensioneret til det, hvilket igen gør det meget dyrere at fragte delene op. Samtidig vil en defekt få meget store følger og det bliver tilsvarende meget sværere at dokke til med rumfartøjer.

  • 2
  • 0

Nej, men det samlede tyngdefelt skal skabes af samme masse som en Jord. Om du kan komprimere dette ned til en m2 på en måde glæder jeg mig til at høre nærmere om.

Nå - altså hele rumskibet skulle i så fald veje det samme som jorden. Det har ingen betydning hvilket areal massen er spredt over? Altså hvis jorden var halvt så stor eller dobbelt så stor, men stadigt vejede det samme, så ville tyngdekraften være den samme?

  • 1
  • 0

Altså hvis jorden var halvt så stor eller dobbelt så stor, men stadigt vejede det samme, så ville tyngdekraften være den samme?

Ikke helt - der indgår jo også en afstand i udregningen og en dobbelt så stor jord vil jo betyde, at du kommer længere væk fra dens massecenter. Så i princippet vil massen skulle være mindre, hvis du kan komprimere den til et meget mindre rumfang og dermed komme tættere på. Men det er jo begrænset, hvor meget vi med kendte teknologier kan komprimere en masse i den størrelsesorden.

  • 2
  • 0

Man har også samme effekt hvis man kører med et lyntog på jorden. Den maksimale effekt får man hvis man kører langs ækvator. Kører du med jordens rotation vil du veje mindre og omvendt veje en smule mere hvis du kører mod omdrejningsretningen. Umiddelbart vil jeg mene at du skal skal køre ca. 8 km/s for at blive vægtløs (~7.5 km/s med jordens rotation eller ~8.5 km/s den anden vej), og maksimal vægt når du når du bevæger dig med samme fart som jordens rotation (ca. 464 m/s) og dermed ikke roterer længere.

Magnetisme lyder ret upraktisk - for det første skal folk altid bære særligt ferromagnetisk tøj som kan skabe den kunstige tyngde, dernæst skal magnetfeltet være enormt kraftigt for at skabe en mærkbar kraft på flere meters afstand, dernæst skal kilde for feltet ligge et stykke under gulvet for at det ikke skal være alt for ulineært. Dertil skal alt udstyr være særligt designet til at tolerere magnetfeltet.

Så lyder tethering som et mere prisfornuftigt bud. Dockingproblematikken må man kunne løse. F.eks. kunne et rumskib docke sig på linen mellem de to moduler og sende udstyr/besætning gennem rør ned til hvert af modulerne. Spørgsmålet er så om man kan lave rørene tryksikrede eller om besætningen skal klatre op og ned i trykdragter. Hele systemet kan balanceres dynamisk ved at fartøjet kan vandre frem og tilbage på linen løbende så tyngden er så konstant som muligt i begge moduler. Der kan evt. være et tredje modul på linen som altid kan ændre sin placering som dermed kan skabe balance i de to yderste moduler (det er nok vigtigere at tyngdeaccelerationen er nogenlunde konstant frem for om den er 0.5 g eller 0.7 g). Det tredje midtermodul kan så indeholde noget teknik som der ikke er behov for nem tilgang til og ingen besætning, eller kun besætning i kortere tid pga. den meget lave tyngdekraft.

  • 2
  • 0

Hvad med at alle astronauter bære en slags exoskelet der virtuelt simulere tyngdekraftens tryk på kroppen ... så det kræver kræfter at løfte armen og holde sig udstrakt osv. Ville det gøre det ud for tyngdekraft, rent helbredsmæssigt?

Jeg tænker lidt som de eksperimenter der gøres med med exoskeletter der skal gøre det nemmere for mennesker (soldater) at bære tunge ting, men bare omvendt. Det kunne eventuelt programmeres til at tage hensyn til forskellige arbejdsopgaver.

  • 3
  • 1

Noget kan også rystes :) Jeg har læst flere steder at man tænker eksperimentere med at sætte folk i vibration, i fx en stol, som skulle give acceleration på celleniveau - tanken var at det kunne forhindre fx knoglers nedbrydning, uden noget skal drejer rundt..

K

  • 3
  • 0

Nogle af de sjove effekter, der nævnes i artiklen har randall munroe behandlet på fornem og humoristisk vis i sin blog what-if, i et indlæg der handler om en hypotetisk mini-planet á la "den lille prins" hvor gravitationen som på jorden.

Til Thorvald der spørger hvad et rumskib skulle veje hvis der skal være ægte gravitation: "If the asteroid has a radius of 1.75 meters, then in order to have Earth-like gravity at the surface, it would need to have a mass of about 500 million tons"

https://what-if.xkcd.com/68/

  • 2
  • 0

Inden du kommer med flere forslag, der giver hovedrysten (med eller uden pose), læs så den fortrinlige artikel, som Filip Larsen henviser til, om risici og vanskeligheder, der skal overvindes, (klik på teksten herunder for at komme til Filips indlæg)

En rimelig kort og præsic introduktion til nogle af de grundlæggende udfordringer ved en roterende rumstation er Artificial Gravity and the Architecture of Orbital Habitats af Hall, JBIS (Journal of the British Interplanetary Society), 1999.

  • 1
  • 0

Det er meget energikrævende at ændre akseretningen et aktivt gyroskop, og endvidere farligt for et evt. levende indhold.

Man behøver jo ikke at ændre rotationsaksen for at ændre kursen. Det jeg tænkte på var, at det er en stor struktur, og med få raketter/motorer bliver kræfterne i konstruktionen voldsomme og anderledes end de kræfter der ellers holder den sammen. Selv rumstationen skal flyttes af og til, -banehævning og rumskrot.

  • 4
  • 0

Nå - altså hele rumskibet skulle i så fald veje det samme som jorden.

Nej, det behøver det ikke. Tyngdekraften er jo lig G M m / r^2, så hvis du kan få massemidtpunktet tættere på, skal du bruge mindre masse.

Hvis du f.eks. komprimerer en klump granite på ca 3,5 km i diameter til sort hul på 15.000.000.000 tons, vil du på 10 meters afstand have 1 g. I den øverste køje, på 12 meters afstand er der så kun 0,7 g.

Det har også den fordel at det udstråler ca 1,5 MW gennem Hawking stråling.

  • 1
  • 0

Interne masseforflytninger i et roterende legeme, fx. løbeture langs "ringen" vil give et bidrag til rotationsenergien, positivt eller negativt, men det vil også påvirke kursen i mindre grad. Specielt for roterende rumfartøjer på langfart med en kurs i aksial retning, må man kunne foretage mindre og langsomme kurskorrektioner ved bevidst masseexcentricitet. Dette påvirker naturligvis rotationsenergien, men kurskorrektioner på denne måde kan være at foretrække i stedet for korrektion via raketbrændstof!

John Larsson

  • 2
  • 1

Jeg kan nu godt more mig over tanken om en eventuel genindspilning af filmen 2001, hvor alle passagerer render søsyge rundt med brækposer til konstante faretruende knirkelyde fra presset på skibets konstruktion. Og så en udsigt der drøner forbi flere gange i minuttet... og samtlige forsøg på at kaste et objekt til en anden person går grusomt galt.

  • 3
  • 0

Du kan hverken ændre fartøjets samlede impuls eller dets samlede impulsmoment med interne ommøbleringer. Afvigelser fra det frie fald fordrer at du enten ofrer noget af systemet (affyrer noget brændstof) eller interagerer med noget eksternt (magnetfelt, solvind ell. lign.).

Ja, sådan siger man jo i teorien, og den teori forudsætter legemer som er punktformede eller som er helt stive. Et fartøj som roterer og består af fx, to masser som er forbundet med en lang wire, er alt andet end et stivt og her er man nødt til at medregne tidevandseffekten.

Hvis du bringer jordens tunge NiFe-kerne ud og sætter det på et hurtigt eksprestog søm kører mod øst langs ækvator, sådan at det ser en konstant solop- eller -nedgang, vil du ændre jordens bane! Et rumfartøj vil aldrig have en kurs som er en lige linie; den vil være krum og derfor bliver det også udsat for tidevandseffekt.

Det vil naturligvis koste en smule energi at modrotere en del af fartøjets masse og det går ud over den totale rotationsinerti, men små kurskorrektioner kan muligvis ad denne vej kan være at foretrække ved finjusteringer, og man gemmer raketbrændstoffet til en lidt mere solid "boostning" af rotationsinertien!

John Larsson

  • 0
  • 2

Hvis du bringer jordens tunge NiFe-kerne ud og sætter det på et hurtigt eksprestog søm kører mod øst langs ækvator, sådan at det ser en konstant solop- eller -nedgang, vil du ændre jordens bane!

Du vil kun ændre jordens omdrejningshastighed, men ikke dens bane!

Et rumfartøj vil aldrig have en kurs som er en lige linie; den vil være krum og derfor bliver det også udsat for tidevandseffekt.

Tidevandseffekten opstår fordi tyngdekraften fra nærliggende tunge objekter er lidt større på den side som vender mod objektet end på den modsatte side. Nedbremsning sker når bevægelsesenergi omsættes til varme via gnidning, hvilket forudsætter at der er noget i rumskibet som gnider mod hinanden. Det har næppe betydning med mindre rumskibet enten er i måne størrelse, eller rejsen varer millioner af år.

Det vil naturligvis koste en smule energi at modrotere en del af fartøjets masse og det går ud over den totale rotationsinerti

Hvad skulle den energi dog bruges til? Der er ingen gnidningsmodstand i rummet.

men små kurskorrektioner kan muligvis ad denne vej kan være at foretrække ved finjusteringer

Nej, du kan ikke kurskorrigere et rumskib ved at rotere en del af dets masse!

  • 2
  • 0

Men netop månens bane ændres langsomt pga. tidevandseffekten!

Det tidevand (+tidejord) som månen inducerer i jorden tilbagekobles via gravitation til månen pga. friktion i jorden. Google selv den detaljerede forklaring som bl.a. er baseret på at tidevand/jord udbredes med en forsinkelse.

Mekanismen kræver: 1. en klode med en ikke ubetydelig masse. 2. en måne med en ikke ubetydelig masse. 3. millioner af år.

Hvis du erstatter månen med et rumskib falder punkt 2 og 3 ud. Effekten vil være ubetydelig, og sandsynligvis ikke målbar. Du kan ikke bruge den til at navigere et rumskib.

  • 3
  • 0

Mekanismen kræver: 1. en klode med en ikke ubetydelig masse. 2. en måne med en ikke ubetydelig masse. 3. millioner af år.

Hvis du erstatter månen med et rumskib falder punkt 2 og 3 ud. Effekten vil være ubetydelig, og sandsynligvis ikke målbar. Du kan ikke bruge den til at navigere et rumskib.

Du skal tænke på at både pkt. 1 og pkt. 2 er nedskaleret henholdsvis og tiden er ikke nødvendigvis "mega"! Det det drejer sig om, er at detektere de omgivende tyngdekrafter som styrer kursen, og her er jeg ikke i tvivl om at vi inden for blot få årtier vil gøre enorme fremskridt med hensyn til komponenter!

John Larsson

  • 0
  • 7

Du skal tænke på at både pkt. 1 og pkt. 2 er nedskaleret henholdsvis og tiden er ikke nødvendigvis "mega"!

Påvirkningen er proportional med både 1 og 2. Hvis du nedskalerer 2 så bliver tiden tilsvarende længere! Astronauterne vil om nogle milliarder år ankomme til destinationen som fossiler.

Det det drejer sig om, er at detektere de omgivende tyngdekrafter som styrer kursen

Detektere når rumskibet er i frit fald??? Det kan beregnes, men detektere kan man ikke. Det er ikke et spørgsmål om instrumenter, det er et spørgsmål om naturlove. Prøv at sætte dig ind i Newtons formler.

  • 3
  • 0

Som i Rumrejsen 2000, hvor skibet dokker, ved at flyve i en synkron cirkulation, så kan man vel flyve gennem rummet i store cirkler, så man på den måde kan opnå en tyngdekraft. Der er jo plads nok, og når cirkelbevægelsen først er startet, ja så er det vel bare fremad

  • 0
  • 4

Ja, spiral flyvning. Tak for præcisering

Flyvning i spiral kræver en raketmotor som er tændt hele vejen. Det vil kræve store mængder brændstof, som oven i købet er spildt. Hvis en motor er tændt hele vejen vil det være langt mere økonomisk at bruge den til fremdrift og opbremsning, det vil samtidig give den ønskede tyngdekraft i rumskibet.

Artiklen ovenfor handler om at skabe tyngde ved at lade rumskibet rotere. Det kræver ikke energi undervejs, og er derfor langt mere økonomisk. En astronaut inde i rumskibet kan godt komme frem i en spiralformet bane, med selve rumskibet kan ikke (med mindre du har to stk. i snor).

  • 9
  • 0

Det giver så selvfølgelig en kort rejsetid, som ekstra bonus. Men hvor dyrt vil det være i brændstof ift den måde, man normalt ville rejse på?

Med det sædvanlige kemiske brændstof er det helt urealistisk. Men ion-motorer er allerede testet, de kan give fremdrift hele vejen. Men desværre med en ganske lille acceleration som ikke giver ret meget tyngdekraft. Længere ude i horisonten kunne en medbragt atomreaktor rette op på det forhold.

Mvh. Peter

  • 1
  • 0

Man kommer udenom problemerne med rotation på en meget lille diameter ved at rotere på et kabel med en kontravægt eller en andet modul. Kablet kan i pricippet være ligsålangt som det skal være. Det kan f.eks. være 10 km eller 100 km langt. Det skaber en langsom og rolig rotation, som ikke ubehagelig eller problematisk på nogen måde.

  • 3
  • 0

Der står, at hvis man taber en genstand, så vil den falde med en buebevægelse. Men som jeg forstår det, så vil den da slet ikke falde, da den ikke er i kontakt med den roterende del? Det kræver vel, at man står fast på 'gulvet' for at kunne mærke 'centrifugalkraften'. Tager man blot et lille hop, så vil man svæve rundt.

I Rumrejsen 2001 har stewardessen iøvrigt sutsko med 'velcro-såler' på, der 'klistrer' til gulvtæppet så hun ikke svæver rundt - måske det også vil være nødvendigt på en roterende rumstation :)

Eller tager jeg fejl?..

  • 1
  • 0

Der står, at hvis man taber en genstand, så vil den falde med en buebevægelse. Men som jeg forstår det, så vil den da slet ikke falde, da den ikke er i kontakt med den roterende del?

Hvis du holder en genstand i et roterende rumskib, og selv står på gulvet, så kører genstanden rundt i en cirkelbevægelse. Hvis du slipper genstanden vil den fortsætte langs en tangent til cirklen. Tangenten går gennem gulvet og derfor vil den "falde ned" på gulvet, men langs tangenten og derfor ikke lige ned..

Det gælder alt i rumskibet som deltager i rotationen. Men man kunne godt kaste genstanden mod rotationshastigheden sådan at den ikke længere deltager i rotationen. Den vil i så fald svæve vægtløst. Men for astronauten vil det se ud som om genstanden bevæger sig og han selv står stille.

Mvh. Peter

  • 4
  • 0

Der bliver ikke tyngekraft af at en kerne roterer. Det ville svar til, at folk der stod ved ved siden af en karusel, ville blive kaste væk, når den drejede rundt.

I betragtning af at vi ikke ved hvad tyngdekraft kommer af så kan forklaringen at tyngdekraften kommer af en kerne som roterer hurtigt lige så god som "det kommer af sig selv med massen af objektet". Begge dele er lige langt ude... men jeg håber at der er nogen her som kan uddybe.

  • 0
  • 12

I betragtning af at vi ikke ved hvad tyngdekraft kommer af så kan forklaringen at tyngdekraften kommer af en kerne som roterer hurtigt lige så god som "det kommer af sig selv med massen af objektet". Begge dele er lige langt ude... men jeg håber at der er nogen her som kan uddybe.

Det som vi ved fra utallige eksperimenter og observationer er, at en kernes rotation ikke ændrer dens tyngdekraft. Om den roterer eller står stille, så er tyngdekraften den samme.

"det kommer af sig selv med massen af objektet".

Ja, lige præcis. Læs lidt på den generelle relativitetsteori. Massen krummer rumtiden (3 dimensioner + tid), og denne krumning skaber tyngdekraften. Den generelle relativitetsteori er ikke letlæst, og ikke særlig intuitiv, men den rummer et sæt ligninger og formler som hidtil har givet det rigtige resultat i forhold til observationerne hver eneste gang.

Vi mangler så at få tyngdekraften med i kvantemekanikken. Det må fremtidige fysikere se at få på plads.

  • 3
  • 1

Men hvor meget skal gulvet egentligt veje, for at en person, vil opleve 1G??

Kurt Christensen:

Ca det samme som en Jord

.

Så går du ud fra, at vi forbliver en Jordradius fra massemidtpunktet.

Hvis vi erstatter jordkuglen med en kugle lavet af iridium (massefylde 22,7 g/cm3) kommer vi tættere på massemidtpunktet og kan nøjes med 6,4 % af en Jord-masse.

Erstattes massen af et sort hul, bliver massen meget mindre, men indebærer så andre praktiske udfordringer.

  • 1
  • 0

Frem for at lade hele eller en del af et rumskib rotere, kunne man lade et indre område rotere. Astronauterne kan opholde sig i området en del af tiden, for at udføre fitness aktiviteter.

Dette område udformes som to hjul inde i rumskibet. Der skal derfor ikke udføres en lufttæt kobling eller beskyttelse mod kosmisk stråling og meteoritter.

Da der er to hjul, kan hjulene startes, stoppes og ændre omdrejningshastigheden uden at påvirke rumskibet væsentligt, hvis vægten af hjulene er ens.

  • 0
  • 0

Ellers kan vi jo læse eller genlæse Larry Nivens spændende bogserie om Ringworld, her er tale om lidt andre dimmensioner. "The artifact is a vast circular ribbon of matter, some 180 million miles across, with a sun at its center. "

  • 2
  • 0

Rigtig god ide, specielt hvis det er to modsat roterende hjul der sidder på samme akse.

Jeg elsker hvor ufysisk næsten alle tænker om rumstationer :-)

For det første: Hvad forskel gør det for nogen at de roterer hver sin vej ?

For det andet: Du skal bruge mellem én og fire helt lufttætte lejekranse, der er store nok til at en mand kan bugsere et 19" rack omkring hjørnet indeni, ellers er det indeligt ligegyldigt. Held og lykke med det.

For det tredje: uanset hvad der sker, må lejekransene ikke på nogen måde kunne stige pludseligt i friktion. Også held og lykke med det.

For det fjerde: Hvordan vil du lave det nødvendige vedligehold ? Stoppe rotationen så alting flyver rundt ude i periferien ?

Men det er faktisk slet ikke det sjoveste:

De fleste af os har med fysiklærens hjælp fejet alle "andenordenseffekter" vedr. rotation ind under gulvtæppet.

Hvis du giver dig til at modellere en sådan konstruktion med alle de relevante effekter:

  • Tidevandskræfter (Jorden, Månen, Solen & Jupiter)
  • Strålingstrykket
  • Elektrostatiske kræfter
  • Atmosfærisk "drag"
  • Lejefriktion
  • Uperfekt symmetri i og mellem hjulenes masse og inerti.
  • Tyngdefeltets inhomogenitet

Vil du blive forbavset over hvor svært det bliver at forudsige hvad der er udenfor vinduet :-)

  • 12
  • 1

Desværre er "kunstig tyngdekraft" nok det mest urealistiske koncept i SCI-FI film. Men ellers ville produktionsomkostningerne (på filmene) jo blive gigantiske.

  • 1
  • 0

Så vidt jeg husker, var det faktisk ikke von Brauns ide. Han videreudviklede en ældre ide, som en anden forsker havde udtænkt. Jeg kan ikke huske hvem, men måske en serber omkring eller lige efter 1. Verdenskrig.

  • 0
  • 0

Hvorfor ikke nøjes med samme tyngdeacc som på månen (omkreds 1000 m og 1 minut per omdrejning = ca. 1/6 g). Og så ville jeg intuitivt benytte fem eger i stedet for fire. Og placere brændstoftanken eller reaktoren i centrum, eller i egerne samt fem mindre motorer på omkredsen, hvis man helst vil benytte pladsen i centrum til at dokke. Vedrørende bevægelsesmængdemoment bliver den jo et gyroskop som vil fastholde sin orientering i frit fald. Den vil bedst egne sig til langtidsrejser med minimalt brændstofforbrug ved hjælp af forudberegnet bane i solsystemet, så banekorrektioner ikke ville behøves. Brændstoftanke kan sendes separat i sædvanlig raket, hvis man ville gøre sig håb om at komme hjem igen. Ligesom man lægger depoter ud, forestiller jeg mig.

  • 0
  • 0

Skulle man i stedet lave stationen cylindrisk og stor som en af de største ubåde med sidevejs fremdriftskraft. Siden med fremdrift accelerere med 1g indtil ønsket hastighed (fast orientering, cylinderens længde vinkelret på bevægelsesretningen), en gang om dagen roteres cylinderen 180 grader, hvorefter decelleration med 1g vil forekomme indtil processen gentages.

  • 0
  • 0

Hvad med at alle astronauter bære en slags exoskelet der virtuelt simulere tyngdekraftens tryk på kroppen ... så det kræver kræfter at løfte armen og holde sig udstrakt osv. Ville det gøre det ud for tyngdekraft, rent helbredsmæssigt?

Giver det ikke et nyt problem? Hvis et exo skelet ikke er fastgjort til underlaget, vil man så ikke påvirke skelettet til at rotere når det yder modstand, alternativt påvirke resten af kroppen med en modsat rettet kraft som svarer til skelettets tryk/træghed?

  • 0
  • 0

Man bruger faktisk et exoskelet, som belaster ryg og ben, når man løber på et bånd (store elastikker). Det virker dog meget lidt på hjerte og kredsløb. Måske en tryk og undertryks-dragt kan hjælpe?

Selv om Mars er mindre end Jorden, så vil det måske stadig være "en udfordring" for de rumrejsende at lave noget fornuftigt, når de er landet på Mars.

Ellers kan man jo spørge en flat-earther om tyngdekraft. Er det ikke konstant accelleration, de foreslår? Man skal bare have motoren tændt hele tiden. ;-)

  • 0
  • 0

Er der forskel på centrifugalkraft og tyngdekraft? Det er indlysende de i det store hele vil opfattes ens (bortset fra de ulemper som allerede er beskrevet.) Men det er vel basalt to forskelle krafter, eller er det?

  • 0
  • 0

Jeg elsker hvor ufysisk næsten alle tænker om rumstationer :-)

Generelt enig i dit svar, selvom Kristian måske bedre kunne have brugt det for 5 år siden. ;-)

Jeg synes næsten det bedste indslag i tråden, er den med kablet.

Del rumstationen i to nogenlunde lige tunge dele, og forbind halvdelene med et 5 km langt kabel, og sæt dem til at rotere omkring hinanden med 0,2 rpm.

Done! ;-)

Lidt mere avanceret (og nemmere for indkommende rumfartøjer); placer en dockingstation midt på kablet, og en "elevatorgondol" på hver side (forbundet via en løkke), der bevæger sig mellem dockingstationen og de to rumstationer.

  • 4
  • 0

Der er stadig forskel på tyngdekraft og centrifugalkraft, selv om relativitetsprincippet gælder både i Newton's og i Einstein's teorier. I førstnævnte er inertiel masse den samme som tung masse, så man transformerer fra et inertialsystem til et accelereret henførelsessystem ved hjælp af fiktive tyngdekræfter såsom centrifugal og coriolis. Men disse indebærer tidevandsaccelerationer som vokser proportionalt med indbyrdes afstand. Tyngdekraften derimod aftager med indbyrdes afstand. Så man kan ved hjælp af målinger i en trekant afgøre, om kræfterne er tyngdekræfter eller fiktive kræfter. På samme måde i Einstein's teori, hvori relativiteten også tager højde for lysets tøven. Her bliver rummet krumt i tilfælde af tyngdekraft, men ikke hvis fiktive kræfter. De fiktive kræfter findes i Christoffel-symbolerne, som kan borttransformeres ved hjælp af frit fald, som jo ikke er tilfældet, hvis man tvinges med et acceleret system. Krumnings-tensoren, som indeholder tidevands-accelerationerne, kan derimod ikke borttransformeres. Rum-tidens krumningsradius på jorden er omtrent c*c/g. Matematikeren Gauss forsøgte uden held at måle den.

  • 0
  • 2

Rettelse : rum-tidens krumnings-radius på jorden bliver omtrent c*sqrt(r/g) idet g/r er tidevands-accelerationen målt i frit fald (denne ville være nul hvis der kun var fiktive kræfter)

  • 0
  • 0

Selv om jeg er langt nede i rækken, vil jeg fortælle, at jeg havde emnet med i min undervisning på DTU. En sjov ting er, at når man kondiløber i det rot. rumskib, vil man blive tungere, når man løber med rotationen og lettere, når man løber modsat. Og løber man MEGET hurtigt modsat, kniber det med at nå væggen, for så er man næsten vægtløs. Hold da helt k ..., hvor ville jeg gerne prøve det!

Robert: De tidevandskræfter, du nævner, - skyldes de, at rumskibet roterer i jordens tyngdefelt ??? - Og forøvrigt også Solens. For så er det jo klart, at der ikke er helt ækvivalens mellem tyngde og et accelereret system.

  • 1
  • 0

Selv om jeg er langt nede i rækken, vil jeg fortælle, at jeg havde emnet med i min undervisning på DTU. En sjov ting er, at når man kondiløber i det rot. rumskib, vil man blive tungere, når man løber med rotationen og lettere, når man løber modsat. Og løber man MEGET hurtigt modsat, kniber det med at nå væggen, for så er man næsten vægtløs. Hold da helt k ..., hvor ville jeg gerne prøve det!

Ja, hvis rotationen er tilpasset 1G, passer det kun når man "står på stedet" eller bevæger sig parallelt med rotationsaksen.

En anden pudsig ting er at når står på stedet (relativt til rumskibet) og dropper en gummibold på gulvet, vil man opleve det som at den hopper op og ned, nærmest man oplever det på jorden, men i virkeligheden bevæger den sig i helt lige linjer mellem hvert anslag mod gulvet.

  • 1
  • 0

Lidt mere avanceret (og nemmere for indkommende rumfartøjer); placer en dockingstation midt på kablet, og en "elevatorgondol" på hver side (forbundet via en løkke), der bevæger sig mellem dockingstationen og de to rumstationer.

Efterhånden, som gondolen bevæger sig radielt langs kablet, skal den så accelereres op i hastighed i tangential retning, så den til sidst har samme hastighed som den ene rumstation.

Hvis kraften til denne acceleration skal komme fra kablet og ikke en raketmotor på gondolen, skal gondolen dermed påvirke kablet med en vinkelret kraft. Så nu har vi to rumstationer, der trækker i kablets længderetning og en gondol, der trækker vinkelret på kablet.

I mit hoved bliver det til et samlet system med en "vaklende" rotation, samtidigt med, at rumstationerne og gondolen tilsammen nu vil forsøge at danne en trekant i stedet for at ligge på linie.

Coriolis er et bæst.

Og alt dette er endda uden at tage i betragtning, at kablet har en masse. Når kablets masse medregnes, må den vinkelrette kraft starte en bølgebevægelse i kablet.

  • 0
  • 0

Jeg ved ikke hvor relevant dette er, og hvor mange, der kender effekten i forvejen, men de, der ikke gør, skulle unde sig selv at se den utube video, der går under navnet: "The Bizarre Behavior of Rotating Bodies, Explained". Den er spændende og interessant, og jeg vil bare gerne dele den med dem, der endnu ikke skulle være stødt på fænomenet (, hvis der skulle være nogen). Steen

  • 2
  • 1

Efterhånden, som gondolen bevæger sig radielt langs kablet, skal den så accelereres op i hastighed i tangential retning, så den til sidst har samme hastighed som den ene rumstation.

Hvis kraften til denne acceleration skal komme fra kablet og ikke en raketmotor på gondolen, skal gondolen dermed påvirke kablet med en vinkelret kraft. Så nu har vi to rumstationer, der trækker i kablets længderetning og en gondol, der trækker vinkelret på kablet.

I mit hoved bliver det til et samlet system med en "vaklende" rotation, samtidigt med, at rumstationerne og gondolen tilsammen nu vil forsøge at danne en trekant i stedet for at ligge på linie.

Ja, kablet vil beskrive en vinkel med skæringspunkt i gondolen, når gondolen bevæger sig mellem destinationerne, og hele systemet vil rotere en smule langsommere, når gondolerne er ved rumstationerne end når de er ved dockingstationen.

Hvor stor vinklen og forskellen i vinkelhastighed bliver, afhænger af masseforholdet mellem gondol og rumstation, samt hvor hurtigt gondolen bevæger sig fra centrum til periferi.

Det er sådan set ikke anderledes end når folk bevæger sig rundt som accelererende masser inde i et roterende, eller for den sags skyld ikke roterende, rumskib.

  • 3
  • 0

200 sek for en rotation så har du ca 1g :-)

Korrekt (Radius = 10 km).

Del rumstationen i to nogenlunde lige tunge dele, og forbind halvdelene med et 5 km langt kabel, og sæt dem til at rotere omkring hinanden med 0,2 rpm.

Resultat af en fejlbehæftet beregner! Kablet skal være 45 km langt, for at passe med 0,2 rpm.

Det er for let at bruge beregnere på diverse hjemmesider, uden man selv tjekker formlen. Denne beregner stemmer: http://www.calctool.org/CALC/phys/newtonia...

  • 2
  • 0

Citat: »Himlen, solstriber osv. vil altså komme fejende hvert 14. sekund. Og vi vil have vanskeligt ved at underholde os ved at kigge ud af vinduet,«

Næppe særlig slemt, hvis vinduerne ikke er i ringens periferi, men vinkelret på denne.

Desuden behøver vinduer jo ikke være huller i rumstationen, de kan være billedskærme, som henter billeder fra forskellige kameraer, som på skift peger derhen hvor man kiggede, da man trykkede på startknappen.

Billederne kan så problemløst korrigeres ved hjælp af det dersens nymodens IT, så man oplever det, som om man kigger ud af et ubevægeligt vindue.

  • 1
  • 1

Næppe særlig slemt, hvis vinduerne ikke er i ringens periferi, men vinkelret på denne.

Du mener vel vinkelret på ringens plan? Det vil næppe løse problemet med solstriber - alt afhængig af missionen, attitude m.v.

Desuden behøver vinduer jo ikke være huller i rumstationen, de kan være billedskærme, som henter billeder fra forskellige kameraer, ...

Det har været foreslået flere gange; også ovenfor. Jeg betvivler dog, at det kan leve op til og har samme psykologiske fordele, som et vindue har, når man er spærret inde i måneder.

  • 0
  • 0

"Ideen derimod om et design hvor én lang acceleration/retardation(1G) udgør rejsen er dog spændende! "

Yes - man skal bare være obs på hvornår motoren slukker for at gøre klar til vendingsmanøvren, hvor man går fra acceleration til deceleration, og der indtræder en pause med vægtløshed. Ellers kan ens whisky let flyve ud af glasset :))

  • 2
  • 1

Beklager hvis det har været nævnt tidligere. 121 indlæg er mange at kontrollere.

Det væsentligste argument for rotations-"tyngdekraft" i alle mulige sci-fi produktioner er, at de slipper for at simulere zero gravity eller at bilde folk ind, at man kan trykke på en knap og "aktivere" tyngdekraft.

  • 3
  • 0

Det har været foreslået flere gange; også ovenfor. Jeg betvivler dog, at det kan leve op til og har samme psykologiske fordele, som et vindue har, når man er spærret inde i måneder.

Tvivler stadig på at de psykologiske fordele vil vinde over de sikkert ret store omkostninger ved at etablere rigtigt (særligt store) vinduer. Skulle ikke undre mig om visse arkitekter allerede tænker dte om bygninger på jorden...

  • 0
  • 1

Yes - man skal bare være obs på hvornår motoren slukker for at gøre klar til vendingsmanøvren, hvor man går fra acceleration til deceleration, og der indtræder en pause med vægtløshed. Ellers kan ens whisky let flyve ud af glasset :))

Hvis man kan acceptere en lille omvej på turen, bør hele manøvren kunne udføres med konstant (lineær) acceleration i forhold til skibets koordinatsystem, og dermed konstant "tyngdekraft". Det betyder blot, at man en del af tiden vil accelerere væk fra en lineær rute. (Og samlet set bruge mere energi).

Der kommer et lille element af vinkelacceleration under manøvren, som kan drille whiskyoverfladen i glasset, men det er småting i forhold til dagligdagen på en roterende rumstation, som vi jo alle kender til.

I hvert fald hvis jeg har fået vendt vektorerne rigtigt i hovedet.

  • 1
  • 0

"Ideen derimod om et design hvor én lang acceleration/retardation(1G) udgør rejsen er dog spændende! "

Man kommer hurtigt meget langt væk på den måde - og vi skal nok opfinde nogle lidt andre raketmotorer end dem, vi bruger nu, for at klare opgaven - antistof måske?

Til gengæld vil man kunne lave en smuttur til Mars - ca. 2 døgn hver vej - og midtvejs have en hastighed på ca. 735 km/s (hold øje med modkørende 😀)

Turen til Proxima Centauri kunne gøres på ca. 4 år - dog vil man nå dobbelt lyshastighed undervejs, så vi skal lige have gravet Einstein op og vendt den med ham 😉

Ovenstående viser imho også med al ønskelig tydelighed, hvorfor vi aldrig kommer til at kolonisere rummet - der er simpelthen for langt.

(alt sammen selvfølgelig kun, hvis jeg har regnet rigtigt)

  • 0
  • 0

vi skal lige have gravet Einstein op

Der er en beregning et sted på nettet inkl. relativitetshensyn over hvor langt man kan komme med 1G hvor man begynder at bremse halvvejs. Jeg har ikke lige overskud til selv at Google, men på fx 30 år kunne man komme rigtig langt væk (mange lysår, >> 30). Problemet er, at hvis man vender tilbage til Jorden er der gået rigtig lang tid, så det er ikke en option. Brændstof og stråling når man bevæger sig tæt på c er formentlig nogle problemer der skal løses først

  • 2
  • 0

uden relativitetshensyn

Med relativitet er det smarte at afstanden forkortes, jo mere du nærmer dig c, så du kan rejse adskillige lysår pr. år -- men tiden er gået (meget) stærkt på jorden, hvis du vender tilbage

  • 0
  • 0

"Ideen derimod om et design hvor én lang acceleration/retardation(1G) udgør rejsen er dog spændende! "

Yes - man skal bare være obs på hvornår motoren slukker for at gøre klar til vendingsmanøvren, hvor man går fra acceleration til deceleration, og der indtræder en pause med vægtløshed. Ellers kan ens whisky let flyve ud af glasset :))

Man behøver da ikke slukke motoren under vendingsmanøvren! Man skifter da bare langsomt retning (drejer), indtil man har opnået 180 grader og snuden vender hjemad. Man flyver stadig i retning mod slutmålet, bare baglæns og bremser.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten