Illustration: Jim Cooke (Gizmodo)
Giz AsksIn dette Gizmodo-serien, kan vi stille spørgsmål om alt fra rum til skod og få svar fra en række eksperter.
Den menneskelige krop kan tåle en masse, før de giver op og døende: falder fra anden-etages vinduer, års stemningsfyldt stofmisbrug, ulv angreb, osv. Vi har en temmelig god idé om, hvad det ikke kan tåle, men nogle måder at dø øjeblikkeligt har fået mindre opmærksomhed end andre, og hastigheden er en af disse. Vi har alle set billeder af folk, der bevæger sig på top-hastighed—men er der en hastighed ud som dem, der er blæst tilbage kinder faktisk flyve væk fra dit ansigt?
Til denne uges Social Beder vi nåede ud til eksperter i rumfart og fysiologi til at regne ud, hvor hurtigt du kan køre, før det rent faktisk slår dig ihjel. Teknisk, det viser sig, at der er ingen fast grænse for det antal; det hele afhænger af de betingelser. Hastighed kan slå dig ihjel—men det kan ikke gøre arbejdet alene.
James A. Pawelczyk
Assistant Professor, Kinesiologi og Fysiologi, PennState, der fløj om bord på NASA STS-90 Space Shuttle mission som en Nyttelast-Specialist
Jeg kunne være i en re-indtaste rumfartøjer, og jeg kunne bevæge sig på 25 gange lydens hastighed. Det er klart, at der ikke ville dræbe mig—astronauter gøre det på en regelmæssig basis for hele året. Men hvis jeg skulle holde mit hoved ud af vinduet, ville vi have en helt anden historie.
Hvis vi omformulere spørgsmålet, så, “hvad er den maksimale dynamiske tryk, en menneskelig krop kan modstå”—godt, jeg ikke har et hurtigt nummer for dig, der vil skulle beregnes, men problemet er, at du kan ikke bare vende det til en hastighed, fordi det afhænger af det medie, du rejser igennem, som bestemmer det dynamiske tryk.
Hvis du er i luften, der kommer til at afhængig af, hvilken højde, du er på, og hvis du er i vandet, det kommer til at være en meget langsommere hastighed, fordi det dynamiske tryk kommer til at være større ved den samme hastighed, som det er en tykkere, mere tætte medium.
Og så er der spørgsmålet om acceleration, som også er et spørgsmål om tryk—kraft mod kroppen. Nu du har at gøre med, hvor hurtigt du træder på speederpedalen. Og før det dræber dig, der kommer til at være en funktion af: hvad er den acceleration, og hvad er den hastighed, som du oplever det? Vi har set mennesker opleve, for en meget kort periode, så meget som 40 Gs acceleration, der er 40 gange tyngdekraften—og de har overlevet.
Oberst John Stapp er forbløffende, selv-eksperimenter i 1960’erne på raket slæder er værd at bemærke her. Han var ikke blot den militære investigator har ansvaret for de eksperimenter, men emnet så godt.
De var designet til at teste, udstødning, sæde-teknologi, på et tidspunkt, hvor USA var udviklingen af et overlydsfly. De spørgsmål, de ønskede at besvare, var: hvad er en sikker hastighed, som et menneske kan blive skubbet ud fra et fly? Det afhænger af højden, men også af, hvor hurtigt vi accelerere væk fra flyet. Og ja, det gjorde vi ser menneskets overlevelse på niveau så stor som 40 Gs. Når det er sagt, at, hvis jeg skulle sætte et ubeskyttet menneske på en centrifuge, og sætte dem lige så højt som 5 eller 6 Gs, og hvis jeg derefter rotere dem konstant, til det punkt, at de var ved at miste bevidstheden, og derefter fortsætte med at rotere dem, at de ville dø, i sidste ende. Hvis jeg skulle tage en person, og indstille dem på et tidspunkt af tyngdekraften, og give dem mulighed for at hænge der i en sele, indtil de gik ud, og fortsatte med at lade dem der—ja, du kan forårsage død på den måde, men det ville tage en sag af mange minutter eller timer.
“Hvis jeg skulle sætte et ubeskyttet menneske på en centrifuge, og sætte dem lige så højt som 5 eller 6 Gs, og hvis jeg derefter rotere dem konstant, til det punkt, at de var ved at miste bevidstheden, og derefter fortsætte med at rotere dem, at de ville dø, i sidste ende.”
John Linder
Professor, Fysik og Astronomi, College of Wooster
Det er ikke hastigheden, der dræber dig, det er den acceleration, hastigheder og er relative.
For halvtreds år siden, Apollo-astronauter, nåede op på næsten 25 tusind miles per hour i forhold til Jorden, når at falde tilbage fra månen. Men bare at stå på Jordens ækvator, du rejser om en tusind miles per hour i forhold til Jordens poler, på grund af Jordens spin og op til 67 tusind miles per hour i forhold til solen, på grund af Jordens bane, og så videre.
Du kan bruge mellemstore sorte huller til gravitationelt slangebøsse bemandet rumskib til nær lysets hastighed, men du havde brug for uendelig energi til at accelerere en masse med lysets hastighed i sig selv. Der 670 millioner miles pr hour hastighedsgrænsen er invariant, og spændingen mellem den relative hastigheder af Newton ‘s mekanik og invariant light speed af Maxwells elektromagnetisme er berømt forenes af Einstein’ s ændring af mekanik nær lysets hastighed.
“Det er ikke hastigheden, der dræber dig, det er den acceleration, hastigheder og er relative.”
Jonathan Clark
Associate Professor i Neurologi og Rum Medicin ved Baylor College of Medicine, der arbejdede på NASA fra 1997 til 2005, og var en seks-tiden Space Shuttle besætning kirurg
Hastighed er bare en afstand-per-gang-enhed foranstaltning, så de begrænsninger, at hastighed er virkelig afhængige af andre miljømæssige faktorer.
Hastigheden er ikke problemet så meget som ændringen i hastighed, hvilket er en acceleration. Når du går til plads, du har til at få fart nok til at komme ud af Jordens tyngdefelt. For at komme til en lavere bane, astronauter er nødt til at komme til 17.500 km i timen, og at gøre, at de er nødt til at ændre deres hastighed. De lancere sådan, at de tager tyngdekraften fra forsiden af deres bryst til bagsiden af deres bryst—det kaldes G-retning. Typisk, den bedste måde at tolerere det er at gå fra front til bag, hvilket er grunden til astronauter starte på en sofa, der sidder ned.
Den anden begrænsning af hastighed er i atmosfæren. John Paul Stapp, da han gjorde sin slæde, køre, fik op til 46, 47 Gs, og han var nok at gå tæt på 5 eller 600 km i timen. Hvis du kiggede på hans ansigt, du vil se, at det var ved at blive blæst og stærkt forvrænget, og hans hænder var faktisk fastholdes på hans skød, så de ville ikke fægte rundt. Hastighed at gå gennem en atmosfære forårsager hvad hedder aerodynamiske plejl, og som kan dræbe dig. Når du er i det ydre rum, man kan gå så hurtigt, som du ønsker—men du har brug for den beskyttelse af et køretøj, eller et tryk, der passer, til at holde dig fra eksponering til vakuum af rummet.
Vi ved, at mennesker har gået på 25.000 miles per hour på vej til månen—den hastighed i sig selv er ikke et problem, var det primært accelerationen for at komme ud af Jordens atmosfære, at de var nødt til at udholde.
Når de er på deres måde, og hurtigere op, der er ingen begrænsninger til hastighed. Vi vil til sidst sende mennesker til mars, og de vil være at gå 35,000 miles per hour.
De to programmer, jeg var involveret med, Red Bull Stratus, og den plads, dykke—målet var, at et menneske uden en bil til at bryde lydens hastighed, og der blev opnået, fordi de havde et pres suit. Grunden til, at de ikke har aerodynamiske fægte spørgsmål var, at der er meget lidt atmosfære, som er over et hundrede tusinde fødder
Du kan opnå meget høje hastigheder—mindst supersonisk dem—så længe du er beskyttet, eller (hvis du er frit fald fra rummet) er du på en atmosfærens tæthed, der ikke kommer til at medføre, at fægte med at udvikle sig.
Har du et brændende spørgsmål for Giz Spørger? E-mail til os på tipbox@gizmodo.com.
Dele Denne Historie