Roterande rymdskepp ingen bra idé

Kubrick, roterande rymdskepp

Av Anders Persson

I inledningsscenerna till Stanley Kubrick:s berömda och sevärda film ”2001 ett rymdäventyr” får man njuta av Straussmusik och den harmoniska dansen av roterande rymdstationer.

Stanley Kubrick

 

Det är jättelika hjul som roterar för att genom centrifugalkraften skapar artificiell tyngdkraft. Människor som arbetar inne i hjulet skulle nämligen få benstommen söndervittrad om de inte var utsatta för en konstant tyngdkraft. Idén till dessa rymdhjul skapades av den tysk-amerikanske rymdpionjären Werner von Braun.

Men dessa rymdstationer kom aldrig till utförande och rymdteknikerna kämpar än i denna dag med problemet hur man skapar artificiell tyngdkraft.

Ty omkring 1969, när ”2001” hade premiär, upptäckte både amerikanska och sovjetryska rymdtekniker att det inte skulle fungera med roterande rymdstationer. Jo, det skulle gå bra om personalen stod stilla, men om de rörde sig så skulle de komma under inflytande av corioliskrafter som var 100-1000 gånger starkare än på jorden.

De skulle ha problem att gå rakt, deras inre balanssystem skulle störas och, vad värre var, maskiner eller instrument med roterande delar skulle bryta samman.

Förklaringen gick faktiskt tillbaka på den förklaringen till ”sin” effekt som Gaspard Gustave Coriolis (1792-1843) själv hade givit 1835. Han var inte intresserad av vädret, vindarna eller ens atmosfären. Nej, hans intresse låg i att förbättra franska maskiner i kapplöpningen med britterna under den Industriella Revolutionen.

Man visste sedan 1600-talet hur man i maskiner med roterande delar ur hållfasthetssynpunkt tog hänsyn till centrifugaleffekter. Men maskinerna blev mer sofistikerade och frågan var nu: -Hur påverkades enskilda komponenter som rörde sig inom maskinen samtidigt som de roterade med den. Vilken centrifugaleffekt skulle de påverkas av?

Coriolis fann då att beräkningarna av den traditionella centrifugalkraften behövde modifieras en aning. Det var med en liten kraftkomponent som vi sedan cirka 100 år tillbaka kallar ”Corioliskraften”.

Eftersom Corioliskraften i Coriolis tillämpningar oftast var mycket mindre än centrifugalkraften hade den ingen avgörande betydelse i de sammanhangen.

På planeten Jorden däremot är det i princip tvärt om: Jordens form får till följd att centrifugalkraften ”försvinner” som horisontell kraftkomponent. Men även om corioliskraften är liten så är den större än noll. Därför spelar corioliskraften en avgörande roll både i praktiken i naturen och i vår förståelse av hur vatten och luft rör sig på planeten.

Gott nytt år.
/Anders

Related posts

2 Thoughts to “Roterande rymdskepp ingen bra idé”

  1. solvind

    Martin säger i detta blogginlägg, ”Därför spelar corioliskraften en avgörande roll både i praktiken i naturen och i vår förståelse av hur vatten och luft rör sig på planeten.”

    Thorsten Schütte kommenterade i ”Corioliseffekten, svårare att förstå än relativitetsteorin?”, att Lorenzkraften i magnetfält fungerar som Corioliskraften.

    Och Joa nämner i blogginlägget ”Mer om Coriolis”, att en kvantmekanisk variant, hos små system: snabbt roterande atomkärnor har egenskaper som Coriolis.

    Coriolis har vi då fått placerad i kvantfysiken, magnetfält, och för oss jordbor kanske mer observerbart (?) gällande rörelser för vatten och luftströmmar på jordplaneten.

    Kanske kan vi då även utvidga Coriolis-krafterna till makrokosmos? Till galaxerna som svävar omkring i mörk energi/materia och ytterst till förståelsen av Big Bang, vårt universums ursprungliga födelse (enligt nuvarande vetenskaplig teori).

    Intressant och spännande.

    Martin skrev inom parentes i förra blogginlägget, ”Äntligen fattar man varför man borde skriva in corioliseffekten i grundskolans läroplan!”. Ja, corioliseffekterna återkommer i olika skepnader om och om igen.

    För oss som saknar spetskompetens att räkna på corioliskrafterna, eftersom corioliseffekten har saknats i grundskolans läroplan 😉 kan vi trösta oss med att även Albert Einstein och Max Born kan ha haft kunskapsluckor enligt Anders Persson. ”It is not clear if Einstein had a clear grasp of the Coriolis effect. One who obviously had not was Einstein’s friend and Nobel Prize Lauredate Max Born”. Citat blogginlägg, tisdag den 27 december 2011, ”Corioliseffekten, svårare att förstå än relativitetsteorin?” Anders Perssons länk, slutnot nummer 22 (Endnotes #22, http://www.aos.princeton.edu/WWWPUBLIC/gkv/history/persson_on_coriolis05.pdf)

    Gott slut och Gott nytt år!

  2. Fredrik

    Hm, man kanske skulle kunna dra nytta av corioliseffekten för att driva robotdammsugare, kylskåp och Ipads…

Kommentera