¿Cómo se crea la gravedad artificial?

Hola, hoy hablamos de un super_clásico en la ciencia ficción, los largos viajes espaciales: Misión a Marte, 2001: odisea del espacio son dos ejmplos útiles.

El mes de noviembre no ha sido muy productivo por mi parte. Aunque el anterior post me lo estuve currando en noviembre y ya que éste no quedó muy bien, pues vamos a aprovechar lo que aprendimos, para sacar nuevas conclusiones.

Volviendo a los viajes espaciales, el principal problema, como mucha gente sabrá, es vivir en ausencia de gravedad. Resulta, que a los humanos, con lo que nos quejamos de dolores de espalda por levantar pesos, no podemos sobrevivir sin gravedad terrestre.

Existen muchos efectos perniciosos de la vida en ausencia de gravedad.

Por ejemplo, el debilitamiento de los huesos, muchos no sabréis que los huesos son un órgano mas y que están vivos. Los huesos adaptan su dureza y resistencia a los esfuerzos o cargas que debe soportar. Por eso se ve a los astronautas actuales matándose a entrenar en el espacio, no es que en 15 días engorden y no entren en los trajes espaciales. Si alguno se ha quedado con la duda de cómo los huesos pueden variar su resistencia, la respuesta es variando su densidad, se disminuye dejando morir al hueso. Pero todos entendemos que es mas fácil, perder que ganar masa ósea cuando hablamos de adultos. ¿Si enviásemos niños al espacio quedaría enanos y débiles?

La solución es, cómo en toda tecnología, adaptarla a los seres humanos. Se necesita gravedad.

Si yo os pregunto qué es la gravedad, rápidamente contestareis “fácil, es una aceleración”. No hay problema, la nave se impulsa, luego crea fuerza y por tanto los que estén en el interior de la nave están sometidos a aceleración. Creo que todos pensamos que eso no sirve, la respuesta no ayuda nada.

Pero si pregunto a uno de mis primos pequeños, qué es la gravedad supongo que responderá, es algo que tira de mí hacia abajo.

Luego, debemos generan una aceleración de 9.81 m/s² en dirección vertical y hacia abajo. Y en la películas siempre se soluciona con un disco girando a velocidad constante. ¿Por qué?

La solución la tenemos en el post Spiderman, análisis movimiento .

En las películas, el radio del disco no cambia, es una estructura rídida, luego la aceleración de una persona que gira con el disco es:

a = -r (θ’)² u_r + r θ’’ u_θ = -r w² u_r + r α u_θ

Pero el disco siempre gira a la misma velocidad, w es constante, luego α=0. Entonces llegamos a la siguiente expresión:

a = -r w² u_r

Luego si r· w² = 9.81 m/s², estamos sometidos a aceleración equivalente a la de la gravedad.

Si veis una película de viajes espaciales con estos discos y podéis medir cuánto tarda en dar una vuelta sabréis el radio del disco.