Vattenlevande utomjordingar och effekterna av acceleration i rymdflyg

Svaret är nej; de kommer inte ens att kunna motstå normala mänskliga accelerationsgränser. Inte på grund av trycket (inducerad av konstant acceleration) utan på grund av den snabba förändringen i deras miljömedium (orsakad av de plötsliga förändringarna i acceleration, särskilt i början av lanseringen.

Ett enkelt experiment som förklarar detta (försök inte det här hemma redigera – av etiska skäl, inte för att jag är orolig för resultaten ); ta en liten fiskskål och lägg en ödla i den, försegla toppen och skaka den. Därefter kommer ödlan att vara öm och mer än lite förbannad på dig, men den kommer att leva. fiskskål full av vatten och en guldfisk, försegla toppen och skaka den. Din fisk kommer att vara död, nästan omedelbart.

Ytterligare redigera – En annan analogi som du kan tänka dig här är chockvågorna orsakade av Blast Fishing , vilket också orsakar stora förändringar i fart över en kort tid.

Varför? Eftersom vatten är en icke-komprimerbar medium (och det är väldigt tätt). I varje kollision är det mest deformerbara föremålet det som också absorberar så mycket av slagets kinetiska energi som möjligt. Det är därför moderna bilar är så ”spetsiga” jämfört med äldre bilar och följaktligen så mycket säkrare. I en olycka går bilen sönder så att den absorberar så mycket av den kinetiska energi som möjligt innan den överför balansen till dig. Äldre, styvare bilar gör inte det och som ett resultat fick många reda på vad som var det mest deformerbara föremålet i en kollision egentligen betydde precis innan de dog.

Luften är mycket komprimerbar (läs som deformerbar i detta svar) vilket betyder att den kan absorbera mycket energi jämfört med dess massa. Tyvärr betyder det inte mycket för att densiteten är mycket låg, så de båda tenderar att balansera varandra. Ändå behöver vår ödla bara oroa sig för att vara det deformerbara föremålet varje gång han träffar en vägg på fiskskålen. Stoppa in honom, så kommer han att bli mycket bättre (därav säkerhetsbälten).

Din fisk å andra sidan är i ett medium som inte bara är icke-komprimerbart utan också mycket tätt. Det betyder att det kommer att ta MYCKET mer energi för att släppa ut allt det vattnet på grund av massan, och ännu viktigare, den plötsliga accelerationsförändringen kommer att kasta all den icke-komprimerbara massan så snart du startar din acceleration, troligtvis krossar dig. Detta innebär också att alla former av manövrering i rymden eller motorfrågor som orsakar betydande vibrationer eller skakningar är oroande på grund av snabba och stora momentumförändringar än den konstanta accelerationen längs din axel.

Problemet med resonemanget i din fråga är att flytkraft inte är samma sak som tryck.Flytförmåga är relativ densitet, medan tryck är kraften för en massa som appliceras mot dig (detta är en förenkling men funktionellt korrekt). Visst, trycket djupt i havsdjupet kan vara extremt, men det kan också introduceras till dina varelser långsamt – de går inte direkt från 10m djup till 1000m djup, och det skulle döda dem för att göra det. Men på ett raket, det är precis vad du ber dem att uthärda.

De skulle vara mycket bättre i någon form av gel, som gör att de kan andas men är lättare och kan absorbera det mesta av stöten för dem. Vatten är inte det bästa mediet att befinna sig i när man möter plötslig acceleration.

Kommentarer

• Kommentarer är inte för längre diskussion; det här samtalet har flyttats till chatt .
• ditt förslag är att experimentet är lite fusk. du råder oss att inte prova och jag misstänker att du inte har ’ t heller. så varför ska vi tro på din slutsats? (aka citation needed)
• Sagt annorlunda: Eftersom att flyga en raket är som att flyga på en permanent explosion, att flyga en raket i en akvarium är som permanent dynamitfiske?
• I ’ Jag är skeptisk till ditt påstående att ödlan kommer att komma undan i stor utsträckning oskadd efter att ha slungats mot sidorna av fiskskålen när den ’ skakas. Om detta foto är legitimt, överlevde denna guldfisk att falla 1 m till golvet i sin fiskskål. Den plötsliga retardationen i slutet verkade ’ inte vara dödlig.
• Jag måste vara oense med detta svar. För det första har jag ’ reservationer om resultatet. Dessutom ’ är helt annorlunda än acceleration i rymdfärd, eftersom skålen skakas fram och tillbaka. En skål som ständigt accelereras i en riktning kommer inte att ha några tryckvågor som sprider sig genom den, eftersom den ’ är identisk med en vattenkropp som sitter på en planet med en annan gravitationsacceleration. Slutligen är jämförelsen med dynamitfiske helt meningslös, eftersom accelerationerna involverade finns många storleksordningar större än de som påträffas i rymdfärd.

Om vi antar att rymdskeppet är helt fyllt med vatten (dvs inga luftspalter) kommer det att uppstå två effekter av utomjordingarna.

För det första, effekten av accelerationen på vattenmassan i rymdskeppet. För varje betydande acceleration kommer en lutning i vattentrycket längs accelerationsaxeln. Antag ett 200 m långt rymdskepp vid 10 g acceleration. Längst ner på fartyget kommer vattentrycket att vara försumbart, i bakänden skulle det motsvara det som finns på jorden på ett djup av cirka 2 km (cirka 200 atmosfärer). Om rymdskeppet sedan bromsades i samma takt skulle det bli en nästan omedelbar vändning; av tryckgradienten (nu försumbar på baksidan av båten och 200 atmosfärer på framsidan). Dessa tryck skulle skala upp i ett längre kärl eller med högre accelerationer – 500 m långa och 20 g skulle ge dig nästan omedelbar 1000 atmosfärer. Motsvarar nästan dykning till botten av Marianas dike! Så om varelsen förlitade sig på badblåsor för flytande mått skulle de ha stora problem (djuphavsfisken går inte bra när de snabbt muddras upp till ytan). Intern förvirring i rymdskeppet skulle kunna lösa detta problem men då det skulle vara mycket svårt att öppna / stänga dörrar och röra sig under acceleration.

För det andra skulle det vara effekten av acceleration i själva varelsen. Landbaserade varelser upplever ofta betydande lokal acceleration och skurkar som ett resultat av hopp, fall etc., så har utvecklats så inre organ av varierande densitet begränsas i position mot dessa krafter. En havsdjur, beroende på dess normala transportsätt inom vatten kanske inte utsätts för dessa accelerations- / skurrande effekter i sitt normala liv (tänk på en geléfisk till exempel). Så om de är vana vid att dämpas i vatten kan deras inre vara känsligare för acceleration än vår.

Så svaret beror på s varelser. Muskulös, djupgående tumlare – kanske. Diskett, flytande geléfisk – antagligen inte.

Kommentarer

• Problemet med att vara längst fram eller bak på fartyget kan säkert lösas med stanna mitt i fartyget under acceleration och retardation.
• Glömmer du inte att vi mestadels är icke-komprimerbart vatten? Plötsliga tryckförändringar är farliga för oss eftersom de inte ger luftrummen i våra kroppar (lungor, bihålor, innerörat ..) tid att utjämna sitt tryck till det omgivande trycket.Upplösta gaser är ett problem, först efter att du har fått tid att absorbera dem vid ett tryck som är relativt högre än ett som du sedan utsätts för (dekompressionssjuka). Om vi antar att dessa utomjordingar har utvecklats utan sådana luftrum, och tryckförändringar är gradvis, skulle den bästa utomjordingarna vara som en manet?
• Intern förvirring skulle förhindra att en utomjording utsattes för ytterligare tryck av alltför stora vattendrag agerar på dem, men de kommer fortfarande att utsättas för g-kraft. Den fysiologiska effekten av det är att dra blod in i vårt cirkulationssystem antingen bort från eller mot våra hjärnor, beroende på vilken orientering som sker mot acclerationen. Detta skulle vara detsamma oavsett vilket medium du simmar i (eller fastspänt i). En utomjording utan ett cirkulationssystem som vårt, skulle säkert vara immun?
• Vilken typ av fartyg drömmer du om? 500m, 20g verkar väldigt fantasiskt. i ’ d tittar mer på dimensionerna på en soyuz-kapsel. en vattenhöjd på kanske 2 m.
• @chasly Mitt i ett fartyg med längden föreslog jag att det maximala trycket skulle vara hälften av det maximala trycket i ändarna. Så hög acceleration skulle fortfarande resultera i betydande tryck. .

Kommer de bara att uppleva en ökning i vattentryck? De är vana vid att hantera extrema tryckförändringar när de dyker djupt och återvänder till nära havet. Därför kommer säkerligen hög acceleration inte att besvära dem.

De största problemen kommer att uppstå var det finns densitetsskillnader i kroppen. Tänk på att sätta in en stålkub inuti en form av jello. När du utsätter dem för högre tryck händer inget dåligt (det finns inga luftfickor som ska komprimeras).

Men när du accelererar det ändrar du krafterna vid gränsen där densitet förändras. Den tätare stålkuben vill vara i ”botten” av pannan. När du ökar det lokala gravitationsfältet, desto större spänningar krävs för att bibehålla out-of-order densiteter.

Gör varelser har ben? Känsliga, men lätta organ? Komplexa organ med flera vävnader med olika densitet? Ju större acceleration, desto större är de krafter som förekommer i dem.

I studier på människor, den största skadan vid gränserna nåddes inte med lungor eller andra aspekter av tomma utrymmen, men med näthinnan. Det sker helt i en sluten vätskebehållare, men är fortfarande utsatt för skador vid höga accelerationer.

Ja, de kommer att kunna hantera högre accelerationer. Detta har besvarats av Steve och AlexP i kommentarerna (eventuellt också andra)

För det första är det användbart att vända frågan, varför lider andningsvarelser av acceleration mer än vattenlevande varelser? står under 10 g acceleration i luften. Låt oss bara säga att ditt blod är vatten för att förenkla saker. Trycket ökar vid dina fötter: $$ \ begin {align} \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ approx (1000) (10 \ gånger 10) (2) \\ & = 200kPa \\ & = 2bar \ end {align} $$

Medan det yttre lufttrycket ökar vid dina fötter: $$ \ begin {align } \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ approx (1) (10 \ gånger 10) (2 ) \\ & = 200Pa \\ & = 2mbar \ end {align} $$ Det finns nästan 2 bar tryckskillnad mellan blodet i fötterna och luften utanför dem. Massor av blodbassänger i dina fötter och ben, ditt hjärta kommer inte att kunna pumpa upp det till ditt huvud, du tappar medvetandet.

Om du istället är luft omgiven av vatten, är tryckskillnaden mellan blodet i fötterna och det omgivande mediet är noll, inga blodpooler. Du förblir medveten. måste arbeta hårt för att pumpa mot den tryckgradienten. Det är inte riktigt, förutsatt att allt inte kan komprimeras. Låt oss förenkla cirkulationssystemet så att det blir en enkel slinga. Det ser nu ut så här: $$ {\ Huge 0} $$ Med ditt hjärta som en oändligt tunn pump på ena sidan. När ditt hjärta pumpar vatten upp ena sidan ersätts det med vatten som rör sig nedåt på den andra sidan. Det ersättande vattnet kommer fram till pumpen med mycket nästan samma tryck som vattnet som rör sig upp – eftersom det hela är förseglad sluten slinga med en okomprimerbar vätska – så den behöver inte övervinna en hög tryckdifferens, eftersom det faktiskt är att mata vatten vid ett högt tryck till att börja med. Det är i princip hur tryck passar i stridsflygplan.

Slutligen tyder vissa svar på att tryckförändringarna i en djup kolonn med vätska kommer att döda dem, detta är sant om de är dåliga ingenjörer. Om de bygger sitt rymdskepp som en 100 meter kontinuerlig vattenpelare kommer de att ha dålig tid vid höga accelerationer. Om de istället bryter de 100 m i 100 1 m höga förseglade rum, utan vattenpelare till våningarna ovanför, upplever de mycket lägre tryckstegringar. Vid någon tidpunkt kommer 10 cm vattenpelare ovanför dem att döda, men det kommer att ta mycket acceleration.

Förutsatt att de använder en vätska med samma densitet som blodet, utformar de korrekt deras rymdskepp för höga accelerationer kunna tolerera högre accelerationer än landdjur. Det kommer också att hjälpa om de inte reglerar flytkraft med en luftblåsliknande ordning.

Ytterligare faktor som inte har nämnts ännu – vattenvarelser kommer i allmänhet att bli mycket svagare än liknande landvarelser. En vattenvarelse behöver inte stödja sin egen massa, än mindre den egen massa som tar ett fall .

Om du vill ha en avancerad vattenliknande art, gör bara hemvärlden en vansinnigt tät atmosfär. hur flytkraft fungerar (tldr) måste du vara mindre tät än vad du flyter i (det ignorerar förskjutning och sådant) vattentätheten är 997 kg / m³ medan människor är ungefär 985 kg / m³. nu vet jag vad du tänker. ”om gasen kommer att vara lika tät som vatten i alla fall, varför begränsar jag inte bara trycket och går bara i vatten ändå?”

anledningen är ett löpande skämt i forumet av ett spel som heter ”frodas”.

DET ÄR MÖJLIGT FÖR OCEANISKA ARTER ATT UTVECKLA TEKNIK. förbränning är omöjligt i vatten. de kan inte skapa metallverktyg. bara …. gå för att trivas så kommer de att förklara det bättre.