Wodni obcy i skutki przyspieszenia podczas lotu kosmicznego

Odpowiedź brzmi: nie; nie będą nawet w stanie wytrzymać normalnych ludzkich granic przyspieszenia. Nie z powodu ciśnienia (wywołanego stałym przyspieszeniem), ale z powodu zmiany pędu w ich ośrodku środowiskowym (spowodowanej nagłymi zmianami w przyspieszenie, zwłaszcza na początku uruchomienia).

Prosty eksperyment, który to wyjaśnia (nie próbuj tego w domu edytuj – ze względów etycznych, a nie dlatego, że martwię się o wyniki ); weź małe akwarium i włóż do niego jaszczurkę, uszczelnij wierzch i potrząśnij nim. Potem jaszczurka będzie obolała i bardziej niż trochę wkurzona, ale będzie żyła. akwarium pełne wody i złotej rybki, uszczelnij górę i potrząśnij nią. Twoja ryba będzie martwa prawie natychmiast.

Dalsza edycja – Inną analogią, którą możesz wziąć pod uwagę, są fale uderzeniowe spowodowane przez Blast Fishing , który również powoduje duże zmiany pędu w krótkim czasie.

Dlaczego? Ponieważ woda jest nieściśliwą średni (i jest bardzo gęsty). W każdym zderzeniu najbardziej odkształcalnym obiektem jest ten, który również pochłania tyle energii kinetycznej uderzenia, ile tylko może. Dlatego współczesne samochody są tak „kruche” w porównaniu do starszych samochodów, a co za tym idzie, dużo bezpieczniejsze. Podczas wypadku samochód psuje się tak, że pochłania tyle energii kinetycznej, ile może, zanim przeniesie równowagę na Ciebie. Starsze, sztywniejsze samochody tego nie robią, w wyniku czego wiele osób dowiedziało się, co właściwie oznacza najbardziej odkształcalny obiekt podczas zderzenia tuż przed śmiercią.

Powietrze jest bardzo ściśliwe (czytaj jako odkształcalne w ta odpowiedź), co oznacza, że może pochłonąć dużo energii w porównaniu ze swoją masą. Niestety, to nie znaczy wiele, ponieważ jego gęstość jest bardzo niska, więc te dwa elementy mają tendencję do równoważenia się. Mimo to nasz jaszczur musi się tylko martwić, że będzie odkształcalnym obiektem za każdym razem, gdy uderzy w ścianę akwarium. Przypnij go, a będzie znacznie lepiej (stąd pasy bezpieczeństwa).

Z drugiej strony twoja ryba jest w medium, które nie tylko nie daje się ściśnąć, ale jest bardzo gęste. Oznacza to że uruchomienie całej tej wody zajmie DUŻO więcej energii ze względu na masę, a co ważniejsze, nagła zmiana przyspieszenia rzuci całą tę nieściśliwą masę w Twoją stronę, gdy tylko zaczniesz przyspieszać, prawdopodobnie miażdży cię. Oznacza to również, że każda forma manewrowania w przestrzeni lub problemy z silnikiem, które powodują znaczne wibracje lub wstrząsy, są powodem do niepokoju z powodu szybkich i dużych zmian pędu innych niż stałe przyspieszenie wzdłuż linii osi.

Problem z rozumowanie w twoim pytaniu jest takie, że pływalność to nie to samo, co ciśnienie.Wyporność to względna gęstość, podczas gdy ciśnienie jest siłą masy działającej na Ciebie (to uproszczenie, ale funkcjonalnie poprawne). Jasne, ciśnienie w głębinach oceanu może być ekstremalne, ale można je również wprowadzić do twoich stworzeń powoli – nie przechodzą one natychmiast z głębokości 10 m do 1000 m, a to by je zabiło. Ale w rakieta, to „dokładnie to, o co ich prosisz”.

Byłyby znacznie lepsze w jakiejś postaci żelu, który pozwala im oddychać, ale jest lżejszy i może wchłonąć większość uderzenia dla nich. Woda nie jest najlepszym środkiem do znalezienia się w obliczu nagłego przyspieszenia.

Komentarze

• Komentarze nie są przeznaczone do dłuższej dyskusji; ta rozmowa została przeniesiona do czatu .
• Twój proponowany eksperyment jest trochę oszukańczy. radzisz nam, abyśmy tego nie próbowali, i podejrzewam, że również nie '. więc dlaczego mielibyśmy wierzyć twojemu wnioskowi? (potrzebne jest także źródło)
• Ujmując inaczej: latanie rakietą jest jak latanie po permanentnej eksplozji, tak latanie rakietą w akwarium jest jak ciągłe łowienie dynamitu?
• I ' sceptycznie podchodzę do twojego twierdzenia, że jaszczurka ucieknie w dużej mierze bez szwanku po uderzeniu o boki akwarium, gdy jest ' potrząśnięta. Jeśli to zdjęcie jest prawdziwe, to ta złota rybka przeżyła upadek 1 m na podłogę w swoim akwarium. Nagłe spowolnienie na końcu nie ' nie wyglądało na fatalne.
• Muszę się nie zgodzić z tą odpowiedzią. Po pierwsze, mam ' zastrzeżenia co do wyniku. Ponadto ' jest zupełnie inne niż przyspieszenie w lotach kosmicznych, ponieważ misa jest wstrząsana w przód iw tył. Miska stale przyspieszana w jednym kierunku nie będzie przez nią przechodzić przez fale ciśnienia, ponieważ ' jest identyczna z akwenem wodnym znajdującym się na planecie o innym przyspieszeniu grawitacyjnym. Wreszcie, porównanie do łowienia dynamitu jest całkowicie bez znaczenia, ponieważ przyśpieszenia występujące tam są o wiele rzędów wielkości większe niż te występujące podczas lotów kosmicznych.

Zakładając, że statek kosmiczny jest całkowicie wypełniony wodą (tj. nie ma żadnych szczelin powietrznych), obcy będą mieli dwa efekty.

Po pierwsze, wpływ przyspieszenia na masa wody w statku kosmicznym. Dla każdego znaczącego przyspieszenia ciśnienie wody będzie się zmieniać wzdłuż osi przyspieszenia. Załóżmy, że statek kosmiczny ma 200 m długości, przy przyspieszeniu 10 g. Na „froncie” statku ciśnienie wody będzie pomijalne, z tyłu odpowiadałoby ciśnieniu występującemu na Ziemi na głębokości około 2 km (około 200 atmosfer). Gdyby następnie statek kosmiczny zwolnił w tym samym tempie, nastąpiłoby prawie natychmiastowe odwrócenie; gradientu ciśnienia (teraz pomijalny z tyłu jednostki i 200 atmosfer z przodu). Te ciśnienia zwiększałyby się w dłuższym statku lub przy wyższych przyspieszeniach – 500 m długości i 20 g dałoby prawie natychmiastowe 1000 atmosfer. Odpowiednik niemal natychmiastowego nurkowania na dno rowu Marianów! Więc jeśli stworzenie polegało na pęcherzach pływackich w celu ograniczenia wyporu, byłoby w poważnych tarapatach (ryby głębinowe nie są za dobrze, gdy są szybko wydobywane na powierzchnię). Wewnętrzne zdumienie statku kosmicznego mogłoby rozwiązać ten problem, ale wtedy byłoby bardzo trudno otwierać / zamykać drzwi i poruszać się podczas przyspieszania.

Po drugie, wystąpiłby efekt przyspieszenia w ciele samego stworzenia. Istoty lądowe często doświadczają znacznego lokalnego przyspieszenia i wstrząsające w wyniku skakania, upadku itp., tak e ewoluowały, że narządy wewnętrzne o różnej gęstości są ograniczane w pozycji względem tych sił. Istota morska, w zależności od jej normalnego sposobu transportu w wodzie, może nie być narażone na takie przyspieszenie / wstrząsające efekty w swoim normalnym życiu (rozważmy na przykład meduzę). Więc jeśli są przyzwyczajone do amortyzacji w wodzie, ich wnętrzności mogą być bardziej wrażliwe na przyspieszenie niż nasze.

Więc odpowiedź zależałaby od s specyfika stworzenia. Może muskularne, głęboko nurkujące morświny. Dyskietka, pływająca galaretka – prawdopodobnie nie.

Komentarze

• Problem z przebywaniem z przodu lub z tyłu statku z pewnością można rozwiązać, pozostawanie na środku statku podczas przyspieszania i zwalniania.
• Czy nie zapominasz, że jesteśmy głównie wodą nieściśliwą? Nagłe zmiany ciśnienia są dla nas niebezpieczne, ponieważ nie dają przestrzeniom powietrznym w naszych ciałach (płucach, zatokach, uchu wewnętrznym …) czasu na wyrównanie ciśnienia do ciśnienia otoczenia.Rozpuszczone gazy są problemem dopiero po tym, jak zdążyłeś je zaabsorbować pod ciśnieniem względnie wyższym niż to, na które jesteś następnie narażony (choroba dekompresyjna). Zakładając, że ci obcy ewoluowali bez takich przestrzeni powietrznych, a zmiany ciśnienia są stopniowe, z pewnością najlepszy kosmita byłby jak meduza?
• Wewnętrzne zdumienie zapobiegłoby wystawieniu obcego na dodatkowe ciśnienie ze strony zbyt dużych zbiorników wodnych działając na nich, ale nadal będą narażeni na przeciążenie. Fizjologicznym efektem tego jest ściągnięcie krwi w naszym układzie krążenia z lub do naszego mózgu, w zależności od orientacji na aklerację. Byłoby to takie samo niezależnie od medium, w którym pływasz (Lub przypięty). Obcy bez systemu łączności, takiego jak nasz, z pewnością byłby odporny?
• o jakich statkach śnisz? 500m, 20g wydaje się szalenie fantastyczne. i ' d przyjrzyj się dokładniej wymiarom kapsułki sojowej. wysokość wody może 2 m.
• @chasly Na środku statku o długości zasugerowałem, że maksymalne ciśnienie będzie równe połowie maksymalnego ciśnienia na końcach. Tak duże przyspieszenie nadal powodowałoby znaczne ciśnienia. .

Czy po prostu odczują wzrost w ciśnieniu wody? Są przyzwyczajeni do radzenia sobie z ekstremalnymi zmianami ciśnienia, gdy nurkują głęboko i wracają blisko powierzchni oceanu. Dlatego z pewnością wysokie przyspieszenie nie będzie dla nich kłopotliwe.

Największe problemy pojawią się wszędzie tam, gdzie w ich ciele występują różnice gęstości. Pomyśl o umieszczeniu wewnątrz stalowego sześcianu pleśń galaretki. Kiedy poddajesz je wyższemu ciśnieniu, nic złego się nie dzieje (nie ma kieszeni powietrznych do ściśnięcia).

Ale gdy go przyspieszasz, zmieniasz siły na granicy, na której zmienia się gęstość. Gęstszy sześcian stalowy chce znajdować się na „dnie” szalki. Im większe jest lokalne pole grawitacyjne, tym większe są naprężenia wymagane do utrzymania gęstości poza kolejnością.

Wykonaj stworzenia mają kości? wrażliwe, ale lekkie narządy? złożone narządy z wieloma tkankami o różnej gęstości? im większe przyspieszenie, tym większe siły, które się w nich pojawiają.

W badaniach na ludziach największe uszkodzenia na granicach osiągnięto nie z płucami lub innymi aspektami pustych przestrzeni, ale z siatkówką. Odbywa się to całkowicie w zamkniętym pojemniku z cieczą, ale nadal podlega uszkodzeniom przy dużych przyspieszeniach.

Tak, będą w stanie obsłużyć większe przyspieszenia. Odpowiedzieli na to Steve i AlexP w komentarzach (być może także inni)

Po pierwsze, warto odwrócić pytanie, dlaczego stworzenia oddychające powietrzem cierpią z powodu przyspieszenia bardziej niż stworzenia wodne? stojąc poniżej 10 g przyspieszenia w powietrzu. Powiedzmy też, że twoja krew jest wodą, aby uprościć sprawę. Wzrost ciśnienia u Twoich stóp: $$ \ begin {align} \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ approx (1000) (10 \ times 10) (2) \\ & = 200kPa \\ & = 2bar \ end {align} $$

Podczas gdy zewnętrzne ciśnienie powietrza rośnie u twoich stóp: $$ \ begin {align } \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ około (1) (10 \ times 10) (2 ) \\ & = 200Pa \\ & = 2mbar \ end {align} $$ Jest prawie 2 słupki różnica ciśnień między krwią w twoich stopach a powietrzem na zewnątrz. W twoich stopach i nogach gromadzi się dużo krwi, twoje serce nie jest w stanie pompować jej do głowy, tracisz przytomność.

Jeśli zamiast powietrza jesteś otoczony wodą, różnica ciśnień między krwią w twoich stopach a otaczającym ośrodkiem wynosi zero, nie ma kałuży krwi. Pozostajesz przytomny.

Ale między twoją głową a stopami nadal jest prawie 2 bary ciśnienia, możesz się martwić, że serce musi ciężko pracować, aby pompować pod ten gradient ciśnienia. Tak naprawdę nie, pod warunkiem, że wszystko jest nieściśliwe. Uprośćmy układ krążenia, aby był prostą pętlą. Teraz wygląda to następująco: $$ {\ Huge 0} $$ Z sercem jak nieskończenie cienka pompa z jednej strony. Gdy serce pompuje wodę w górę z jednej strony, jest ona zastępowana przez wodę spływającą w dół z drugiej strony. Zastępująca woda dociera do pompy pod bardzo podobnym ciśnieniem, co woda poruszająca się w górę – ponieważ wszystko to jest zamknięta pętla zamknięta z nieściśliwym płynem – nie musi więc pokonywać dużej różnicy ciśnień, ponieważ na początku skutecznie zasila się wodą pod wysokim ciśnieniem. Tak właśnie działa kombinezon ciśnieniowy w samolotach myśliwskich.

Na koniec niektóre odpowiedzi sugerują, że zmiany ciśnienia w głębokiej kolumnie płynu zabiją ich, jest to prawdą, jeśli są złymi inżynierami. Jeśli zbudują swój statek kosmiczny jako 100-metrowy ciągły słup wody, będą mieli zły czas przy dużych przyspieszeniach. Jeśli zamiast tego rozbiją te 100 m do szczelnych pomieszczeń o wysokości 100 1 m, bez słupa wody do pięter powyżej, wówczas wystąpią znacznie niższe wzrosty ciśnienia. W pewnym momencie 10 cm słupa wody nad nimi zabije, ale będzie to wymagało dużego przyspieszenia.

Zakładając, że używają płynu o gęstości podobnej do ich krwi, prawidłowo zaprojektują swój statek kosmiczny pod kątem dużych przyspieszeń. być w stanie tolerować większe przyspieszenia niż zwierzęta lądowe. Pomoże również, jeśli nie będą regulować pływalności za pomocą układu podobnego do pęcherza powietrznego.

Tak, o ile wytrzymają wysokie ciśnienie, będą w stanie wytrzymać znacznie większe przyspieszenia niż człowiek mógłby (w powietrzu).

Przyspieszenie jest równoważne grawitacji, a Twoja intuicja może działać lepiej, myśląc o tym w ten sposób (wiem, że mój tak działa). Zwiększenie grawitacji na kanistrze z wodą spowoduje liniowy wzrost ciśnienia wody. Na przykład, jeśli możesz wytrzymać 10-krotność ciśnienia przy 1 g, możesz wytrzymać 10 g przyspieszenia .

Komentarze

• Przepraszamy, ale to nie ' nie jest poprawne. Jeśli potrafisz h wytrzymać 100 m głębokości wody (10x ciśnienie ziemskiego powietrza), wtedy możesz wytrzymać 10 g siły W POWIETRZU . Siła, = Masa x Przyspieszenie, a masa wody naciskającej na ciebie z siłą 10 g na 100 m równoważnej głębokości wody przy 1 g zabije normalnego człowieka. Możemy zanurkować na około 150 m w sprzęcie do nurkowania z odpowiednią mieszanką powietrza i możemy wytrzymać około 15 G w atmosferze, bardziej w mniej gęstej atmosferze, takiej jak ta, która została umieszczona w statku kosmicznym Apollo.
• W tym celu pytanie, które możemy ' naprawdę zakładać, że ' jest normalnym człowiekiem '. Jeśli już, obcy mieliby fizjologię zgodną z fizjologią ziemskiego stworzenia morskiego [wybierz własną].
• Czy mieliby pęcherz pływacki (tj. Jamę wypełnioną gazem wewnątrz ciała) jak większość ryb ?
• @Tim B II Rzeczy, które ranią cię podczas nurkowania w głębokich wodach, są zupełnie inne niż to, co boli ludzkich pilotów, jeśli przyspieszasz zbyt szybko. W pierwszym przypadku woda miażdżąca cię w rzeczywistości nie stanowi problemu, ponieważ twoje ciało jest prawie wodą, a zatem nieściśliwe. Prawdziwy problem polega na tym, że gazy stają się toksyczne powyżej pewnych ciśnień i szczegóły ich dyfuzji do krwi. Obliczenie, które podałeś, jest w zasadzie non-sequitur, które przypadkowo dało rozsądną odpowiedź.

Inny czynnik, o którym jeszcze nie wspomniano – wodne stworzenia będą generalnie dużo słabsze niż podobne stworzenia lądowe. Stworzenie wodne nie musi podtrzymywać swojej własnej masy, nie mówiąc już o upadku własnej masy .

Jeśli potrzebujesz zaawansowanych gatunków wodnych, po prostu spraw, aby na ojczystej planecie panowała niesamowicie gęsta atmosfera. sposób działania pływalności jest (tldr), musisz być mniej gęsty niż to, na czym pływasz (ignorując przemieszczenie i inne rzeczy) gęstość wody wynosi 997 kg / m³, podczas gdy ludzie to około 985 kg / m³. teraz wiem o czym myślisz. „Jeśli i tak gaz będzie tak gęsty jak woda, dlaczego nie ograniczę ciśnienia, a mimo to po prostu pójdę na wodę?”

powodem jest biegający żart na forach gry o nazwie „prosperować”.

TWORZENIE TECHNOLOGII DLA GATUNKÓW OCEANICZNYCH NIE JEST NIEMOŻLIWE. spalanie jest niemożliwe w wodzie. nie potrafią wytwarzać metalowych narzędzi. po prostu … idź się rozwijać, a oni wyjaśnią to lepiej.