Научное Обоснование: Как Люди Могли Выжить В Условиях Чрезвычайно Высокой Гравитации?

Под чрезвычайно высокой гравитацией я конкретно имею в виду около 28 G. Я недавно спросил этот вопрос Что касается проживания на Солнце, то выживание в условиях солнечной гравитации кажется одной из главных проблем.

Меня интересует, что необходимо, чтобы позволить людям выжить в такой среде, как с точки зрения того, какие изменения можно внести в среду обитания людей, так и с точки зрения того, какие изменения можно внести в самих поселенцев. .

Я хотел бы ограничить технологию «вещами, которых можно достичь с помощью технологий, которые мы либо создали, либо над которыми работаем», а также разумными расширениями этих вещей. Я предполагаю, например, что у нас есть термоядерная энергия (единственный способ, который я могу придумать, мы можем привести в действие системы охлаждения) и что у нас есть генетическая модификация in-situ посредством модификации вирусной ДНК, поскольку обе эти цели являются целями исследований. Я бы также рассмотрел некоторые базовые наноботы в сфере возможностей, но хотел бы держаться подальше от таких вещей, как крупномасштабное производство анитматерии и гравитационные генераторы, поскольку они требуют серьезных прорывов в науке, к которым мы не очень близки.

Что я могу сделать в рамках этих ограничений, чтобы позволить людям жить в среде 28G в течение длительного периода времени?

#научно обоснованная #гравитация #обитаемость

Ха! Неясный вопрос, который я задал где-то в другом месте, теперь становится актуальным!

Некоторое время назад я спросил этот вопрос по биологии жидкостное дыхание. В настоящее время на него нет ответа, и, возможно, он останется таким навсегда, но теперь он применим и здесь, и я считаю, что это круто. В любом случае. . .

Жидкостное дыхание (как пишет Википедия)

форма дыхания, при которой организм, обычно дышащий воздухом, вдыхает богатую кислородом жидкость (например, перфторуглерод), а не воздух.

Перфторуглероды — странные соединения, состоящие из углерода и фтора. Они могут переносить кислород и много этого. Они стабильны и имеют прочные межатомные связи. Почти все они являются жидкими при комнатной температуре. Кроме того, они не воспламеняются, что, как оказалось, очень хорошо.

Что еще более важно, их можно использовать для жидкостного дыхания, при условии, что они наполнены кислородом. При жидкостном дыхании используются два метода; тот, который нам придется выбрать, известен как полная жидкостная вентиляция (или TLV). Это (неудивительно) метод полного заполнения легких префторуглеродами, богатыми кислородом.

Почему это имеет значение? Жидкостное дыхание может помочь противодействовать перегрузкам. Из Википедии,

Погружение в жидкость позволяет снизить физическое напряжение, вызванное перегрузками. Силы, приложенные к жидкостям, распределяются как всенаправленное давление. Поскольку жидкости практически невозможно сжать, они не меняют плотность при высоких ускорениях, например, при воздушных маневрах или космических полетах. У человека, погруженного в жидкость той же плотности, что и ткань, силы ускорения распределяются вокруг тела, а не прикладываются к одной точке, например, к сиденью или ремням безопасности. Этот принцип используется в новом типе G-костюма под названием Libelle G-suit, который позволяет пилотам самолетов оставаться в сознании и функционировать при ускорении более 10 G, окружая их водой в жестком костюме.

К сожалению, предел для этого метода составляет где-то около 20 G (и здесь мы были щедры). Википедия говорит, что это мощь Это возможно за счет повышения уровня плотности жидкости, но предел все же есть.

Итак, все, что вам нужно сделать, это заполнить планету океаном перфторуглеродов, и все готово!$^1$ Конечно, большая часть перфторуглеродов испарится при температурах на Солнце или вблизи Солнца, но эй, вы не может быть всего.

$^1$ Примечание. Единственным огромным недостатком является то, что жидкостное дыхание ранее не тестировалось на людях в течение длительного времени, поэтому вам придется надеяться, что вам повезет.

Если вы говорите о жизни на Солнце (оставляя на секунду в стороне огромные проблемы с отводом тепла), вы должны понимать, что у Солнца на самом деле нет поверхности. В нижней части фотосферы плотность $10^{-9} г/см^3$, довольно хороший вакуум. Причина, по которой мы видим чистый круг вокруг Солнца, — это простая оптическая иллюзия (математическая точка, в которой фотон проходит длину, равную 2R Солнца, прежде чем он будет поглощен), поэтому нет четкого разграничения того, где заканчивается Солнце и где заканчивается Солнце. начинается фотосфера.

Таким образом, любая человеческая конструкция (при условии, что цель не будет заключаться в том, чтобы опуститься к центру Солнца за секунды) фактически должна находиться на орбите, даже если эта орбита находится на «высоте» 0 км (с некоторой дополнительной силой, чтобы преодолеть трение из-за сильного солнечного ветра). Если он находится на орбите, любой находящийся на борту испытает невесомость.

Этого не может сделать ничто, похожее на нынешних людей.

Потребуется серьезная переработка человеческого тела.

В настоящее время люди могут выдерживать очень высокие перегрузки в течение долей секунды, но любая продолжительная сила, превышающая несколько g, приведет к потере сознания у неподготовленного человека. А костюм может помочь.

Толерантность к перегрузке в состоянии покоя у обычного человека составляет от 3 до 5 г в зависимости от человека. Костюм обычно добавляет 1 г к этому пределу.

Но не намного.

Рекордсменом по максимальной продолжительной перегрузке становится Джон Стэпп испытавший пиковую нагрузку более 46 г, при этом на ракетных санях - более 25 г за 1,1 секунды. Хотя он и не умер, его зрение было повреждено на всю оставшуюся жизнь.

Кровь не может добраться до мозга

Большая проблема заключается в том, чтобы кровь поступала в мозг. Это проблема очень низкого уровня в иерархии Маслоу. Сердце недостаточно сильное, чтобы продолжать перекачивать кровь при таком ускорении. Это непосредственная проблема. Его можно преодолеть с помощью специальных имплантатов, костюмов и погружения в жидкость. Но есть и другие проблемы.

Мышечная клетка недостаточно сильна, чтобы даже поднять себя в одиночку.

Если бы люди-киборги смогли установить мощные насосы и укрепить кровеносные сосуды и капилляры, чтобы выдерживать давление, необходимое для поднятия крови до уровня головы, у них все равно была бы проблема с поднесением вилки ко рту. Не слишком много из-за вилки, которая теперь весит 20 ньютонов, а из-за руки, которая весит более тысячи ньютонов. К сожалению, увеличение мышечной массы не помогает. Люди могут поднять вес, примерно в три раза превышающий их собственный, поэтому, независимо от размера мышцы, она просто не может поднять даже себя.

Как действовать?

Вам понадобятся мозги в чанах, подключенных к супер роботизированные тела. Или, в идеале, человеческий мозг, загруженный в суперкомпьютеры, установленные на суперроботизированных телах. Это будет намного лучше, чем лужа, которая раньше была человеческим телом. Хотя не существует каких-либо очевидных путей к такой науке, которые могли бы позволить это, я не могу себе представить, почему однажды это не станет возможным.

Люди не могут выжить в биологической форме таких сил гравитации, как объясняют другие – только после сингулярности, сознание загружается в компьютер.

Настоящая проблема в том, что сердце не может доставлять кровь против 9G.

Все истребители имеют красную черту в 9G (большинство современных истребителей могут сделать больше, если запрограммированы игнорировать красную линию), потому что нет пилота, который мог бы выжить при более чем 9G. И даже этот 9G возможен лишь в течение короткого периода времени.

В целом проблема заключается в силе, с которой сердце обычно воздействует на кровь. При устойчивом уровне 9G кровь не может достичь мозга. Обратное кровообращение будет предотвращено, если ускорение будет поддерживаться достаточно долго, кровь будет концентрироваться в нижних частях тела.

Во время Второй мировой войны Германия экспериментировала с пилотами, лежавшими ничком. Это позволило поддерживать более высокие ускорения. Но практические соображения не позволили принять пилотирование лежа.

Русские разработали для своих летчиков-истребителей противоперегрузочные костюмы, которые сжимают нижние части тела, чтобы нагнетать кровь к сердцу и голове. Но это имеет ограничения.

Все эти проблемы встречаются на истребителях, где самолет и пилот подвергаются прерывистому маневрированию (и, следовательно, ускорению). В постоянной ситуации люди будут поддерживать гораздо меньше, чем 9G.

Кроме того, этот 9G рассчитан на обученный экипаж, обычные люди обычно теряют сознание при гораздо меньшей нагрузке.