Aquatische Aliens und die Auswirkungen der Beschleunigung in der Raumfahrt

Die Antwort lautet nein; Sie werden nicht einmal in der Lage sein, normalen menschlichen Beschleunigungsgrenzen standzuhalten. Nicht wegen des Drucks (induziert durch konstante Beschleunigung), sondern wegen der Impulsänderung in ihrem Umgebungsmedium (verursacht durch die plötzlichen Änderungen in Beschleunigung, insbesondere zu Beginn des Starts).

Ein einfaches Experiment, das dies erklärt (versuchen Sie dies nicht zu Hause zu bearbeiten – aus ethischen Gründen, nicht weil ich mir Sorgen um die Ergebnisse mache ); nimm ein kleines Fischglas und lege eine Eidechse hinein, versiegele die Oberseite und schüttle es. Danach wird die Eidechse wund und mehr als ein bisschen sauer auf dich sein, aber sie wird lebendig sein Fischglas voller Wasser und eines Goldfisches, versiegeln Sie die Oberseite und schütteln Sie es. Ihr Fisch wird fast augenblicklich tot sein.

Weitere Bearbeitung – Eine weitere Analogie, die Sie hier in Betracht ziehen könnten, sind die durch Explosionsfischen , was in kurzer Zeit auch zu großen Impulsänderungen führt.

Warum? Weil Wasser nicht komprimierbar ist mittel (und es ist sehr dicht). Bei jeder Kollision ist das am stärksten verformbare Objekt dasjenige, das auch so viel kinetische Energie des Aufpralls wie möglich absorbiert. Deshalb sind moderne Autos im Vergleich zu älteren Autos so „fadenscheinig“ und folglich so viel sicherer. Bei einem Unfall bricht das Auto, so dass es so viel kinetische Energie wie möglich aufnimmt, bevor es das Gleichgewicht auf Sie überträgt. Ältere, steifere Autos tun das nicht und als Ergebnis fanden viele Menschen heraus, was es bedeutet, das verformbarste Objekt bei einer Kollision zu sein, kurz bevor sie starben.

Luft ist sehr komprimierbar (gelesen als verformbar in) diese Antwort) bedeutet, dass es im Vergleich zu seiner Masse viel Energie absorbieren kann. Leider bedeutet das nicht viel, weil seine Dichte sehr gering ist, so dass die beiden dazu neigen, sich auszugleichen. Trotzdem muss sich unsere Eidechse nur jedes Mal Sorgen machen, dass sie das deformierbare Objekt ist, wenn sie gegen eine Wand im Fischglas stößt. Schnallen Sie ihn an, und er wird viel besser (daher Sicherheitsgurte).

Ihr Fisch hingegen befindet sich in einem Medium, das nicht nur nicht komprimierbar, sondern auch sehr dicht ist. Dies bedeutet dass es aufgrund der Masse VIEL mehr Energie braucht, um all das Wasser abzulassen, und was noch wichtiger ist, die plötzliche Beschleunigungsänderung wird wahrscheinlich all diese nicht komprimierbare Masse auf Ihren Weg werfen, sobald Sie mit Ihrer Beschleunigung beginnen dich zu zerquetschen. Dies bedeutet auch, dass jede Form von Manövern im Weltraum oder Motorprobleme, die erhebliche Vibrationen oder Erschütterungen verursachen, aufgrund schneller und großer Impulsänderungen außer der konstanten Beschleunigung entlang Ihrer Achsenlinie von Belang sind.

Das Problem mit Der Grund für Ihre Frage ist, dass Auftrieb nicht dasselbe ist wie Druck.Der Auftrieb ist die relative Dichte, während der Druck die Kraft einer Masse ist, die gegen Sie ausgeübt wird (dies ist eine Vereinfachung, aber funktional korrekt). Sicher, der Druck tief in den Tiefen des Ozeans kann extrem sein, aber er kann auch langsam in Ihre Kreaturen eingeführt werden – sie gehen nicht sofort von 10 m Tiefe auf 1000 m Tiefe und es würde sie töten, dies zu tun Rakete, das ist genau das, was Sie von ihnen verlangen.

Sie wären in irgendeiner Form von Gel weitaus besser, das ihnen das Atmen ermöglicht, aber leichter ist und den größten Teil des Aufpralls absorbieren kann für Sie. Wasser ist nicht das beste Medium, um sich bei plötzlicher Beschleunigung wiederzufinden.

Kommentare

• Kommentare sind nicht für eine ausführliche Diskussion gedacht. Diese Konversation wurde verschoben, um zu chatten .
• Ihr vorgeschlagenes Experiment ist ein bisschen betrügerisch. Sie raten uns, es nicht zu versuchen, und ich vermute, Sie haben ‚ auch nicht. Warum sollten wir Ihrer Schlussfolgerung glauben? (auch bekannt als Zitat erforderlich)
• Anders ausgedrückt: Da das Fliegen einer Rakete dem Fliegen einer permanenten Explosion gleicht, ist das Fliegen einer Rakete in einem Aquarium dem permanenten Dynamitfischen ähnlich?
• I ‚ Ich bin skeptisch gegenüber Ihrer Behauptung, dass die Eidechse weitgehend unversehrt entkommen wird, nachdem sie gegen die Seiten des Goldfischglas geschlagen wurde, während sie ‚ geschüttelt wird. Wenn dieses Foto echt ist, hat dieser Goldfisch überlebt, als er in seinem Goldfischglas 1 m zu Boden gefallen ist. Die plötzliche Verzögerung am Ende ‚ schien nicht tödlich zu sein.
• Ich muss dieser Antwort nicht zustimmen. Zum einen habe ich die Vorbehalte von ‚ bezüglich des Ergebnisses. Außerdem unterscheidet es sich ‚ völlig von der Beschleunigung in der Raumfahrt, da die Schüssel hin und her geschüttelt wird. Eine Schüssel, die ständig in eine Richtung beschleunigt wird, wird von keinen Druckwellen durchströmt, da sie ‚ mit einem Gewässer identisch ist, das auf einem Planeten mit einer anderen Gravitationsbeschleunigung sitzt. Schließlich ist der Vergleich mit dem Dynamitfischen völlig bedeutungslos, da die damit verbundenen Beschleunigungen um viele Größenordnungen größer sind als die im Weltraumflug auftretenden.

Unter der Annahme, dass das Raumschiff vollständig mit Wasser gefüllt ist (dh keine Luftspalte), treten bei den Außerirdischen zwei Effekte auf.

Erstens der Effekt der Beschleunigung auf die Wassermasse im Raumschiff. Bei jeder signifikanten Beschleunigung tritt ein Gradient des Wasserdrucks entlang der Beschleunigungsachse auf. Nehmen Sie ein 200 m langes Raumschiff mit einer Beschleunigung von 10 g an. An der „Vorderseite“ des Schiffes ist der Wasserdruck vernachlässigbar, am hinteren Ende entspricht er dem auf der Erde in einer Tiefe von etwa 2 km (etwa 200 Atmosphären). Wenn das Raumschiff dann mit der gleichen Geschwindigkeit abgebremst würde, würde es eine fast sofortige Umkehrung geben; des Druckgefälles (jetzt vernachlässigbar hinten am Fahrzeug und 200 Atmosphären vorne). Diese Drücke würden in einem längeren Schiff oder mit höheren Beschleunigungen ansteigen – 500 m lang und 20 g würden Ihnen fast augenblicklich 1000 Atmosphären ergeben. Entspricht einem fast augenblicklichen Tauchen auf den Grund des Marianengrabens! Wenn sich die Kreatur also auf Schwimmblasen verlassen würde, um den Auftrieb zu mildern, wären sie in großen Schwierigkeiten (Tiefseefische würden nicht gut, wenn sie schnell an die Oberfläche gebaggert werden). Interne Ablenkungen im Raumschiff könnten dieses Problem aber dann lösen Es wäre sehr schwierig, Türen zu öffnen / zu schließen und sich während der Beschleunigung zu bewegen.

Zweitens würde es eine Beschleunigung im Körper der Kreatur selbst geben. Landgestützte Kreaturen erfahren häufig eine signifikante lokale Beschleunigung und Erschütterungen infolge von Springen, Stürzen usw. haben sich so entwickelt, dass innere Organe unterschiedlicher Dichte in ihrer Position gegen diese Kräfte eingeschränkt sind. Eine Meerestier, abhängig von ihrem normalen Transportmittel im Wasser , kann nicht sein Wenn sie es gewohnt sind, in Wasser gepolstert zu werden, sind ihre Innenteile möglicherweise empfindlicher gegenüber Beschleunigungen als unsere.

Also Die Antwort würde vom s abhängen Besonderheiten der Kreatur. Muskulöser, tief tauchender Schweinswal – vielleicht. Floppy, schwimmende Quallen – wahrscheinlich nicht.

Kommentare

• Das Problem, vorne oder hinten am Schiff zu sein, kann sicherlich durch gelöst werden während des Beschleunigens und Abbremsens in der Mitte des Schiffes bleiben.
• Vergessen Sie nicht, dass wir größtenteils nicht komprimierbares Wasser sind? Plötzliche Druckänderungen sind für uns gefährlich, da sie den Lufträumen in unserem Körper (Lunge, Nebenhöhlen, Innenohr …) keine Zeit geben, ihren Druck an den Umgebungsdruck anzupassen.Gelöste Gase sind nur dann ein Problem, wenn Sie Zeit hatten, sie bei einem Druck zu absorbieren, der relativ höher ist als der, dem Sie später ausgesetzt sind (Dekompressionskrankheit). Unter der Annahme, dass sich diese Außerirdischen ohne solche Lufträume entwickelt haben und die Druckänderungen allmählich erfolgen, wäre der beste Außerirdische sicherlich wie eine Qualle?
• Interne Verwirrung würde verhindern, dass ein Außerirdischer zusätzlichem Druck durch zu große Gewässer ausgesetzt wird auf sie einwirken, aber sie werden immer noch g-Kraft ausgesetzt sein. Die physiologische Wirkung davon besteht darin, Blut in unserem Kreislaufsystem entweder vom Gehirn weg oder in Richtung unseres Gehirns zu ziehen, abhängig von der Ausrichtung auf die Beschleunigung. Dies ist unabhängig vom Medium, in dem Sie schwimmen (oder festgeschnallt), gleich. Ein Außerirdischer ohne ein Kreislaufsystem wie das unsere wäre sicherlich immun?
• von welcher Art von Schiffen träumst du? 500 m, 20 g wirken wild phantastisch. i ‚ Ich würde mir die Abmessungen einer Sojus-Kapsel genauer ansehen. eine Wasserhöhe von vielleicht 2 m.
• @chasly In der Mitte eines Schiffes der Länge schlug ich vor, dass der maximale Druck die Hälfte des maximalen Drucks an den Enden betragen würde. Eine hohe Beschleunigung würde also immer noch zu erheblichen Drücken führen. .

Werden sie lediglich eine Zunahme erfahren? im Wasserdruck? Sie sind es gewohnt, mit extremen Druckänderungen umzugehen, wenn sie tief tauchen und in die Nähe der Oberfläche ihres Ozeans zurückkehren. Daher wird eine hohe Beschleunigung sie sicherlich nicht stören.

Die größten Probleme treten überall dort auf, wo es Dichteunterschiede in ihrem Körper gibt. Denken Sie daran, einen Stahlwürfel hinein zu legen eine Form von Wackelpudding. Wenn Sie sie einem höheren Druck aussetzen, passiert nichts Schlimmes (es gibt keine Lufteinschlüsse, die komprimiert werden müssen).

Aber wenn Sie es beschleunigen, ändern Sie die Kräfte an der Grenze, an der die Dichteänderungen. Der dichtere Stahlwürfel möchte sich am „Boden“ der Pfanne befinden. Je größer das lokale Gravitationsfeld ist, desto größer sind die Spannungen, die erforderlich sind, um Dichten außerhalb der Reihenfolge aufrechtzuerhalten.

Führen Sie die folgenden Schritte aus Kreaturen haben Knochen – empfindliche, aber leichte Organe – komplexe Organe mit mehreren Geweben unterschiedlicher Dichte – je größer die Beschleunigung, desto größer die Kräfte, die in ihnen auftreten.

In Studien am Menschen ist der größte Schaden an den Grenzen erreicht wurde nicht mit der Lunge oder anderen Aspekten von leeren Räumen, sondern mit der Netzhaut. Dies geschieht vollständig in einem geschlossenen Flüssigkeitsbehälter, ist aber bei hohen Beschleunigungen immer noch beschädigt.

Ja, sie können höhere Beschleunigungen verarbeiten. Dies wurde von Steve und AlexP in den Kommentaren beantwortet (möglicherweise auch von anderen).

Zunächst ist es nützlich, die Frage umzudrehen, warum luftatmende Kreaturen stärker unter Beschleunigung leiden als aquatische Kreaturen. Stellen Sie sich vor Stehen Sie unter 10 g Beschleunigung in der Luft. Sagen wir auch einfach, Ihr Blut ist Wasser, um die Dinge zu vereinfachen. Der Druckanstieg zu Ihren Füßen: $$ \ begin {align} \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ ca. (1000) (10 \ mal 10) (2) \\ & = 200 kPa \\ & = 2bar \ end {align} $$

Während der externe Luftdruck zu Ihren Füßen ansteigt: $$ \ begin {align } \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ ungefähr (1) (10 \ mal 10) (2 ) \\ & = 200 Pa \\ & = 2 mbar \ end {align} $$ Es gibt fast 2 Balken Druckunterschied zwischen dem Blut in Ihren Füßen und der Luft außerhalb von ihnen. Viele Blutlachen in Ihren Füßen und Beinen, Ihr Herz kann es nicht in Ihren Kopf pumpen, Sie verlieren das Bewusstsein.

Wenn Sie anstelle von Luft von Wasser umgeben sind, ist der Druckunterschied zwischen dem Blut in Ihren Füßen und dem umgebenden Medium ist Null, keine Blutlachen. Sie bleiben bei Bewusstsein.

Aber es gibt immer noch fast 2 bar Druck zwischen Ihrem Kopf und Ihren Füßen, Sie könnten sich Sorgen machen, dass Ihr Herz muss hart arbeiten, um gegen diesen Druckgradienten zu pumpen. Es ist nicht wirklich so, vorausgesetzt, alles ist inkompressibel. Vereinfachen wir Ihr Kreislaufsystem zu einer einfachen Schleife. Es sieht jetzt so aus: $$ {\ Huge 0} $$ Mit Ihrem Herzen als unendlich dünner Pumpe Auf einer Seite. Wenn Ihr Herz Wasser auf einer Seite hochpumpt, wird es durch Wasser ersetzt, das sich auf der anderen Seite nach unten bewegt. Das Ersatzwasser kommt mit nahezu dem gleichen Druck an der Pumpe an wie das Wasser, das sich nach oben bewegt – da es alles a ist versiegelter geschlossener Kreislauf mit inkompressibler Flüssigkeit – so muss kein hoher Druckunterschied überwunden werden, da es sich zunächst effektiv um Speisewasser mit hohem Druck handelt. So funktionieren im Grunde genommen Druckanzüge in Kampfflugzeugen.

Schließlich deuten einige Antworten darauf hin, dass die Druckänderungen in einer tiefen Flüssigkeitssäule sie töten werden. Dies gilt, wenn sie schlechte Ingenieure sind. Wenn sie ihr Raumschiff als 100 m lange durchgehende Wassersäule bauen, haben sie bei hohen Beschleunigungen eine schlechte Zeit. Wenn sie stattdessen diese 100 m in 100 1 m hohe, versiegelte Räume ohne Wassersäule zu den darüber liegenden Stockwerken aufteilen, treten deutlich geringere Druckanstiege auf. Irgendwann werden 10 cm Wassersäule über ihnen töten, aber es wird viel Beschleunigung erforderlich sein.

Vorausgesetzt, sie verwenden eine Flüssigkeit mit einer ähnlichen Dichte wie ihr Blut, konstruieren Sie ihr Raumschiff korrekt für hohe Beschleunigungen in der Lage sein, höhere Beschleunigungen als Landtiere zu tolerieren. Es ist auch hilfreich, wenn sie den Auftrieb mit einer luftblasenähnlichen Anordnung nicht regulieren.

Eine andere Faktor, der noch nicht erwähnt wurde – Wasserwesen werden im Allgemeinen viel schwächer sein als ähnliche Landbewohner. Ein Wasserwesen muss nicht seine eigene Masse tragen, geschweige denn seine eigene Masse, die einen Sturz erleidet .

Wenn Sie eine fortgeschrittene aquatische Art wollen, sorgen Sie einfach dafür, dass die Heimatwelt eine wahnsinnig dichte Atmosphäre hat. Die Art und Weise, wie Auftrieb funktioniert (tldr), muss weniger dicht sein als das, in dem Sie schwimmen (das ignoriert Verdrängung und andere Dinge). Die Dichte des Wassers beträgt 997 kg / m³, während der Mensch ungefähr 985 kg / m³ hat. Jetzt weiß ich es Was denkst du? „Wenn das Gas sowieso so dicht wie Wasser ist, warum beschränke ich dann nicht einfach den Druck und gehe trotzdem einfach ins Wasser?“

Der Grund ist ein Laufwitz in den Foren eines Spiels namens „gedeihen“.

SEIN UNMÖGLICHES FÜR EINE OZEANISCHE ARTE, UM TECHNOLOGIE ZU ENTWICKELN. In Wasser ist keine Verbrennung möglich. Sie können keine Metallwerkzeuge herstellen. Einfach … gedeihen und sie werden es besser erklären.