Una estación espacial de rueda giratoria , también conocida como ciudad de rosquillas (en ruso : «города-пончики» ) o una rueda de von Braun , es un concepto para una hipotética estación espacial en forma de rueda . Originalmente propuesto por Konstantin Tsiolkovsky en 1903, la idea fue ampliada por Herman Potočnik en 1929. [1]
Principios
Tal estación rotaría alrededor de su eje, creando así un ambiente de gravedad artificial . Los ocupantes de la estación experimentarían una aceleración centrípeta , de acuerdo con la siguiente ecuación: [2]
dónde es la velocidad angular de la estación, es su radio, y es la aceleración lineal en cualquier punto de su perímetro. [2]
En teoría, la estación podría configurarse para simular la aceleración gravitacional de la Tierra (9,81 m / s 2 ), permitiendo largas estancias humanas en el espacio sin los inconvenientes de la microgravedad . [3]
Historia
Tanto los científicos como los escritores de ciencia ficción han pensado en el concepto de una estación espacial con ruedas giratorias desde principios del siglo XX. Konstantin Tsiolkovsky escribió sobre el uso de la rotación para crear una gravedad artificial en el espacio en 1903. Herman Potočnik introdujo una estación de rueda giratoria con un diámetro de 30 metros en su Problem der Befahrung des Weltraums ( El problema de los viajes espaciales ). Incluso sugirió que se colocara en una órbita geoestacionaria . [1]
En la década de 1950, Wernher von Braun y Willy Ley , escribiendo en Colliers Magazine , actualizaron la idea, en parte como una forma de organizar las naves espaciales que se dirigían a Marte . Imaginaron una rueda giratoria con un diámetro de 76 metros (250 pies). La rueda de 3 pisos giraría a 3 RPM para proporcionar un tercio de gravedad artificial. Estaba previsto que tuviera una tripulación de 80 personas [4].
En 1959, un comité de la NASA opinó que tal estación espacial era el siguiente paso lógico después del programa Mercury . [5] El toro de Stanford , propuesto por la NASA en 1975, es una versión enorme del mismo concepto, que podría albergar una ciudad entera. [ cita requerida ]
La NASA nunca ha intentado construir una estación espacial con ruedas giratorias, por varias razones. Primero, una estación de este tipo sería muy difícil de construir, dada la limitada capacidad de elevación disponible para Estados Unidos y otras naciones espaciales. Montar una estación de este tipo y presurizarla presentaría obstáculos formidables que, aunque no están más allá de la capacidad técnica de la NASA, estarían más allá de los presupuestos disponibles. En segundo lugar, la NASA considera que la actual estación espacial, la Estación Espacial Internacional (ISS), es valiosa como laboratorio de gravedad cero , y su actual entorno de microgravedad fue una elección consciente. [6]
En la década de 2010, la NASA explora los planes para un proyecto de demostración X centrífuga Nautilus . Si se vuela, esto agregaría un módulo de alojamiento de centrífuga a la ISS. Esto hace posible experimentar con gravedad artificial sin destruir la utilidad de la ISS para experimentos de gravedad cero. Podría dar lugar a misiones en el espacio profundo a plena gravedad en dormitorios centrífugos siguiendo el mismo enfoque. [ cita requerida ]
Galería
Bublik -city de Tsiolkovsky en un sello
1975 Concepto de la NASA de un toro de Stanford
Descripción de una estación espacial rueda giratoria en Herman Potočnik Es El problema de los viajes espaciales (1929)
Un ingeniero de la NASA da un paseo en gravedad cero simulada alrededor de una maqueta de una estación espacial a escala real de 7,3 m (24 pies) de diámetro en 1964.
Propuesto Nautilus-X
En ficción
Muchas estaciones espaciales y naves utilizan un diseño giratorio.
1936: En la novela KETs Star de Alexander Belyaev , una estación espacial circular proporciona una pseudogravedad de aproximadamente 0,1 g por su rotación.
1958: La película Queen of Outer Space presenta una estación espacial giratoria que explota.
1968 : La novela de Arthur C. Clarke 2001: A Space Odyssey se desarrolló al mismo tiempo que la versión cinematográfica de Stanley Kubrick de 2001 . En él, la estación espacial giratoria Space Station V proporciona gravedad artificial y ocupa un lugar destacado en la portada de la primera edición del libro. La nave espacial de la misión Júpiter, Discovery One , cuenta con una centrífuga para las habitaciones de la tripulación que proporciona gravedad artificial.
1984 : La película de 2010 dirigida por Peter Hyams presenta una nave espacial del tamaño de un acorazado construida en Rusia (diseñada por el artista futurista Syd Mead), el Leonov , que tiene una sección central que gira continuamente, proporcionando una gravedad artificial para los ocupantes.
1985 : La novela El juego de Ender presenta una estación de múltiples anillos, llamada "Escuela de batalla", con diferentes niveles de gravedad simulada. A medida que los personajes ascienden por la estación hacia el centro, hay una disminución notable en la sensación de gravedad.
1994: Los humanos de la serie de ciencia ficción Babylon 5 utilizan secciones giratorias para proporcionar gravedad artificial. Las estaciones espaciales Earth Alliance como la serie Babylon (de ahí el nombre de la serie), las estaciones de transferencia como la de Io cerca de la puerta principal de salto del sistema Sol y los Destructores EarthForce Clase Omega hicieron un uso extensivo de las secciones giratorias para alargar los tiempos de despliegue. y aumentar la flexibilidad de la misión, ya que los efectos de la gravedad cero ya no son una preocupación.
1999 : el manga y el anime japoneses Planetes tiene su historia principal ambientada en "Los Siete", la estación orbital de la séptima rueda, y una novena está en construcción para 2075. En la trilogía Zenon ( Zenon: Girl of the 21st Century , Zenon: The Zequel y Zenon: Z3 ), Zenon de 13 años vive en una estación espacial giratoria propiedad de WyndComm ficticio desde 2049 hasta 2054, pero no está diseñada de una manera que permita la gravedad artificial a través de la fuerza centrípeta.
2000 : En la película Mission to Mars , Mars II , una nave espacial de la NASA apresuradamente reutilizada para una misión de recuperación de la primera misión de la humanidad a Marte en 2020, presenta un hábitat de tripulación giratorio cuya rotación gravitacional artificial se apagó utilizando los propulsores de control de actitud de la nave para permitir reparaciones de emergencia en el casco después de una lluvia de micrometeoroides .
2003 : En la serie reimaginada Battlestar Galactica . Ragnar Anchorage es una estación de almacenamiento de armas con tres anillos, y el barco civil Zephyr es un transatlántico de lujo con una sección media anillada.
2007 : El sector "Presidium" de la estación espacial Citadel en la serie de videojuegos Mass Effect comprende una sección toroidal giratoria conectada a un anillo de acoplamiento, con cinco "salas" grandes que irradian desde el anillo central como los pétalos de una flor. Además, la Estación Arcturus, la sede humana del gobierno en el escenario galáctico (no se muestra en los juegos, pero se describe en detalle) también se menciona como un toro de Stanford giratorio .
2010 : En el OVA Mobile Suit Gundam Unicorn , la residencia oficial del primer ministro de la Federación de la Tierra "Laplace" fue un ejemplo del toro de Stanford.
2011 : la mayoría de las estaciones espaciales de la serie Expanse utilizan la gravedad artificial por rotación, sobre todo la estación Tycho. Incluso objetos celestes más grandes como Ceres y Eros han sido ahuecados y girados para generar atracción gravitacional para sus habitantes.
2013 : La película de Neil Blomkamp Elysium tiene una enorme estación espacial llamada Elysium (una estación con techo abierto de 20 a 45 kilómetros (12 a 28 millas) de diámetro, [7] en algún lugar entre un Bishop Ring de techo abierto mucho más grande y un , Stanford Torus completamente cerrado .) La estación de la película apoya una ciudad y un hábitat para las clases altas privilegiadas de la Tierra.
2014 : En Interstellar se utilizó una nave muy similar en diseño al Nautilus-X diseñado por la NASA . El barco, conocido como Endurance , se usó como estación de preparación también capaz de vuelos interplanetarios.
2014 : Las estaciones espaciales del videojuego Elite: Dangerous (y sus precuelas ) giran para crear gravedad artificial.
2015 : Thunderbird 5 en el programa de televisión de ITV Thunderbirds Are Go presenta una sección de anillo de gravedad giratorio en la estación espacial que cuenta con un piso de vidrio para observar la Tierra debajo. La serie está ambientada en el año 2060.
2015 : El Hermes diseñado por la NASA en la película The Martian fue capaz de viajar por el espacio a Marte.
2018 : una película de planetario Mars 1001 muestra una misión ficticia a Marte empleando una nave espacial giratoria. Fallout 76 incluye una estación espacial en ruinas que tiene una rueda giratoria en un lugar llamado The Crater.
Ver también
- Hábitat espacial
- Colonización espacial
- Ingravidez
- Stanford torus , un diseño para un hábitat espacial de 1.8 kilómetros (1.1 millas) de diámetro capaz de albergar de 10,000 a 140,000 residentes permanentes, propuesto en 1975 por la NASA.
- Bishop Ring (hábitat)
- Cilindro O'Neill , un diseño de asentamiento espacial de 5 millas (8,0 km) de diámetro propuesto en 1976 por Gerard K. O'Neill.
- Ringworld
- ¡El hombre conquistará el espacio pronto! , una famosa serie de artículos de revistas de la década de 1950 que detallan los planes de Wernher von Braun para vuelos espaciales tripulados.
- Mars Direct , propuesta para una misión tripulada a Marte. Contiene un diseño para generar gravedad artificial atando una "Unidad de Hábitat" a una etapa de cohete y girándola sobre un eje común.
- Estaciones espaciales y hábitats en la cultura popular
Referencias
- ↑ a b Noordung (seudónimo), Hermann (1929). Das Problem der Befahrung des Weltraums: der Raketen-Motor (PDF) (en alemán). Berlín: Richard Carl Schmidt & Co. págs. 136-144. ISBN 3851320603.
- ^ a b Rhett Allain (28 de octubre de 2014). "La física de una nave espacial giratoria en interestelar - Agregar un movimiento circular a una nave espacial crea un efecto de gravedad" . Cableado .
- ^ Richard Hollingham (18 de noviembre de 2014). "Durante décadas se han imaginado gigantescas estaciones espaciales giratorias que generan su propia gravedad artificial. Entonces, ¿por qué nadie ha construido una?" . BBC .
- ^ Ryan, Cornelio (editor; también editor asociado de Collier revista se afirma en la solapa de la chaqueta de polvo que la mitad de los contenidos del libro aparecido inicialmente en la serie de revistas del Collier de los artículos " hombre va a Space Conquer Pronto! ") Across the Space Frontier New York: septiembre de 1952, Viking Press. Consulte el capítulo 4 de Willy Ley - "Una estación en el espacio", páginas 98-117; el frontispicio del libro tiene unailustración de Chesley Bonestell de toda la estación espacial rueda en órbita sobre América Central; las páginas 106 y 107 tienen una ilustración en corte del interior de la estación espacial de ruedas; En la página 100 se menciona que está diseñado para una tripulación de 80 personas. En la introducción de la página xii, se menciona que la estación espacial de rueda giratoria orbitaría 1.075 millas (1.730 km) sobre la Tierra , con un costo esperado de US $ 4,000,000,000 en 1952 dólares. (equivalente a $ 39 mil millones en 2020).
- ^ Estación espacial. Obtenido de http://www.daviddarling.info/encyclopedia/S/space_station.html .
- ^ "Hogar, dulce hogar" . NASA. 25 de mayo de 2001. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2006.
- ^ Allain, Rhett (5 de junio de 2013). "Gravedad en la estación espacial Elysium" . Wired.com . Archivado desde el original el 22 de diciembre de 2016 . Consultado el 22 de mayo de 2018 .