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Como podemos criar gravidade artificial?

Como podemos criar gravidade artificial?
A gravidade é uma das forças fundamentais do universo. Define o mundo como o conhecemos, unindo o cosmos. Sem gravidade, tudo se afastaria constantemente de tudo o mais. É um bloco de construção básico da física que muitas vezes tomamos por certo. 

É assustador pensar sobre o que aconteceria se alguém simplesmente simplesmente desligasse a gravidade metafórica da Terra. Seríamos lançados da superfície da Terra para o espaço devido à inércia do movimento de rotação da Terra. Se apagássemos a gravidade do Sol, não haveria nada que unisse o sistema solar. Assistimos ao caos em uma escala incrível com planetas colidindo uns com os outros e meteoros chovendo sobre nós como uma tempestade de destruição.

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No entanto, tão essencial quanto a gravidade é, existem alguns cenários em que algum grau de controle sobre ele seria extremamente útil. Imagine voar sem aviões ou transportar objetos pesados ​​com quase nenhum esforço. Os astronautas experimentam atualmente muitas mudanças fisiológicas durante viagens espaciais sem peso, e a maioria dessas mudanças afeta negativamente. Eles sofrem de distrofia muscular, perda de massa óssea, desorientação e outros efeitos zero-g. Portanto, a viagem interestelar seria muito mais fácil se a gravidade pudesse ser sintetizada artificialmente. O que sobe deve descer, certo? Isto é fato? Quanto maior você é, mais difícil você cai? Verdade ou ficção?
Agora, vamos ver o quão perto estamos de realmente aproveitar a força da gravidade.

Definição da gravidade.

A gravidade é a força de atração que dois objetos exercem uns sobre os outros. A magnitude desta força aumenta à medida que os corpos se tornam mais maciços e diminui se os corpos se afastam um do outro. Além disso, a força gravitacional sempre age em uma direção que tenta aproximar os dois objetos. Em última análise, a gravidade é uma força que só pode trazer dois objetos juntos, não os afastar. Ela não exige que os dois objetos estejam em contato real e estejam sempre ativos (variados em magnitude) para cada par de objetos no universo sem exceção.
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Como simular a gravidade?

Rotação: Viagem em uma espaçonave rotativa

A gravidade, por definição, é uma força de atração, mas há outras maneiras em que dois corpos se movem um para o outro. Uma dessas maneiras poderia ser a utilização de uma espaçonave rotativa, que induzisse condições que são normalmente observadas em uma centrífuga.
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A rotação conduziria qualquer objeto dentro da espaçonave em direção à base e longe do centro de rotação. A força resistiva da base do casco atuaria como a força normal exercida sobre nós pela superfície da Terra enquanto está em pé. A força centrífuga que nos empurra para a base do casco atuaria como a força gravitacional que a Terra exerce sobre nós.
No entanto, há uma ressalva. Neste sistema, os níveis artificiais variam muito com base na distância do centro de rotação. Assim, a gravidade artificial experimentada na cabeça seria maior que a das pernas. Isso poderia fazer o movimento e mudar a posição do corpo estranho. No entanto, este efeito poderia ser reduzido se o raio do navio foi mantido muito maior do que a altura de uma pessoa média.
Aceleração linear: viagem em uma montanha-russa espacial 
Um aumento na velocidade, ou seja, aceleração, é provocada devido à gravidade. Esta é a principal razão pela qual, quando caímos livres, nossa velocidade aumenta. Esta aceleração pode ser simulada na forma de uma espaçonave aceleradora. Uma nave espacial sob aceleração constante em uma linha reta daria a aparência de atração gravitacional na direção oposta. Isso faria com que o objeto sendo acelerado experimentasse uma força puxando-o para trás. Se você está se perguntando como seria confortável em um estado constante de aceleração, não se preocupe, porque é isso que você experimenta o tempo todo devido atração gravitacional da Terra, montanhas-russas e carros esportivos. Além disso, o corpo não vai saber que ele está se movendo se não houver aceleração. Pense nisso … a Terra gira a cerca de 1700 quilômetros por hora no Equador, mas não sentimos porque esta velocidade é constante e não há aceleração.
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A aceleração linear na viagem espacial exigiria enormes quantidades de combustível de foguetes, enquanto a estratégia de rotação não precisa de nenhuma aplicação contínua de força. No entanto, é desejável uma aceleração linear constante, uma vez que além de fornecer gravidade artificial, poderia teoricamente proporcionar tempos de voo relativamente curtos em torno do sistema solar.
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Magnetismo:
Existe um método pelo qual os efeitos da gravidade podem ser criados usando dia-magnetismo, mas requer campos magnéticos extremamente poderosos. Com tais campos magnéticos fortes, é duvidoso que nunca será seguro para uso por seres humanos. Experimentalmente, rãs e até mesmo ratos foram levitadas contra a gravidade da Terra, mas isso é uma escala muito pequena. As máquinas que usam o dia-magnetismo para simular a gravidade podem ser usadas para induzir condições de baixa gravidade com segurança, ea força é semelhante ao que se poderia experimentar na gravidade lunar ou marciana.
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Rã viva levitando dentro de um campo magnético
Para-gravidade :
A hipótese de gravidade simulada artificialmente em uma espaçonave que não é nem rotativa nem acelerada, também conhecida como “para-gravidade”, não é confirmada, no momento, que pode simular a gravidade além da aceleração mecânica ou magnética. No entanto, Murphy de Interstellar descobriu , então como poderia ser difícil?
Além dos métodos acima mencionados, existem métodos mais simples para negar os efeitos da gravidade e obter condições próximas de zero-g. Essas enormes centrífugas humanas com um braço giratório longo que vemos em cartoons e filmes são realmente muito úteis na preparação de astronautas para condições de alta g durante os lançamentos.
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A flutuabilidade neutra é outra técnica em que as pessoas são treinadas para combater o baixo g, realizando tarefas simples no ambiente simulado de uma piscina.
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Neutral A flutuabilidade não é a gravidade, uma vez que ainda podemos sentir a direção da gravidade debaixo d’água, mas isso se aproxima muito da aproximação das condições de voo espacial.

Referências:

  1. Gravidade Artificial – Wikipedia
  2. Gravidade artificial pode ser criada no espaço? – Pergunte a um astrônomo (Universidade de Cornell)
  3. Alerta de Ciência

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