La gravité artificielle dans l'espace c'est la variation de la gravité naturelle (force G) de manière artificielle, notamment dans l'espace, mais aussi sur Terre. Ceci peut être réalisé en pratique en utilisant des forces inégales, essentiellement la force centrifuge et la vitesse linéaire.
De même, c'est une technologie nécessaire à la persistance humaine dans l'univers, à travers les stations célestes ou les environnements spatiaux. A l'heure actuelle, l'astrophysique et l'ingénierie aérospatiale recherchent et déploient de nouvelles méthodes de reproduction et de gestion de ces champs. gravitationnel.
Tout au long de l'histoire, de nombreuses techniques ont été présentées pour créer une gravité artificielle, tout comme cela s'est également produit dans le domaine de la science-fiction où, dans les deux cas, des forces réelles et artificielles ont été utilisées. Cependant, dans la pratique, les études dans le espace extra-atmosphérique de gravité artificielle pour l'usage humain, ils n'ont pas encore été réalisés, notamment en raison du fait qu'il est demandé à des navires célestes de grandes extensions qui pourraient accéder à la rotation suffisante pour fournir la vivacité centripète nécessaire.
Techniques de génération de gravité artificielle dans l'espace
La gravité artificiel dans l'espace, il peut être représenté de plusieurs façons :
Rotation
Un navire en rotation provoquera une sensation de gravité dans votre casque. La rotation déplace tout corps à l'intérieur du navire vers ses murs, donnant l'apparence d'une verve gravitationnel dirigé vers l'extérieur. Le "zeste", souvent qualifié de force centrifuge, est en fait une expression d'entités à l'intérieur du navire prétendant voyager en ligne droite en raison de l'apathie.
Les parois du vaisseau fournissent la force centripète demandée pour que les corps marchent en cercle (s'ils s'étendaient en ligne droite ils sortiraient des limites du vaisseau). Ainsi, la gravité ressentie par les objets est une simple force de résistance de l'objet sur les parois protestant avec la force centripète de la paroi sur le corps, selon le Troisième loi de Newton.
En ce sens, du point de vue de l'humanité qui tourne dans l'environnement, la gravité artificielle dans l'espace par rotation, elle procède dans certains semblants de la même manière que la gravité normale, mais elle a les propriétés suivantes :
Force centrifuge
Contrairement à la gravité réelle, qui excite vers un centre, cette pseudo-force de spin fournit une «gravité» de rotation qui excite loin de l'axe de rotation. Les niveaux de gravité artificielle varient juste avec la distance du centre de traduction. Avec un petit rayon de giration, la quantité de gravité ressentie au-dessus de la tête serait éloquemment inégale à la quantité ressentie aux pieds.
Cela pourrait créer des mouvements et des changements gênants dans l'état du corps. Selon le physique impliqués, des rotations plus lentes ou avec un plus grand rayon de rotation apprivoiseraient ou excluraient cet inconvénient, pour le troisième Loi de Newton.
L'effet Coriolis
Cela donne une force apparente qui agit sur les objets qui sont secoués par rapport à un cadre d'histoire en rotation. Cette force supposée se produit à angle droit par rapport à l'agitation et à l'axe de rotation et tend à plier le mouvement dans la direction opposée à la rotation de l'environnement. Si un astronaute en situation de gravité objet artificiel en rotation se tortille vers ou loin de l'axe de rotation, vous ressentirez une force stimulante vers ou loin de la direction de rotation.
Ces forces agissent sur l'oreille interne et peuvent provoquer des étourdissements, des nausées et de la confusion. L'allongement de la période de rotation (vitesse de translation plus lente) soumet la force de Coriolis et ses conséquences. En général, on constate qu'à 2 tr/min ou moins, il n'y a pas d'effets hostiles des forces de Coriolis ; à des taux plus élevés, certaines personnes peuvent s'y éduquer et d'autres non; mais à des taux principaux à 7 tr/min, peu de gens peuvent s'entraîner.
On ne sait pas encore si des expositions prolongées à des niveaux élevés de forces de Coriolis augmentent la propension à s'adapter. Les effets nauséeux de l'effet Coriolis peuvent également être atténués en circonscrivant les movimiento de la tête.
La science derrière la gravité artificielle dans l'espace qui émerge dans les films de science-fiction
Que faut-il pour simuler artificiellement la gravité dans l'espace ? Quiconque a vu un peu de cinéma dira qu'il suffit de faire un bateau qui tourne sur lui-même pour le force concentrique être similaire à la gravité. La réponse est hypothétiquement correcte, mais réaliser ce but est quelque chose de tout à fait différent.
L'idée de stations célestes en forme de roues qui roulent pour que leurs équipages puissent persister attachés au sol au lieu de flotter n'est pas nouvelle. Nous l'avons vu dans des dizaines de films de 2001 : A Space Odyssey à The Martian. Dans les années 60, le NASA il a créé un gigantesque truqueur pour essayer d'expérimenter si la force centrifuge excitée par la rotation d'un objet pouvait être utilisée pour simuler la gravité à l'intérieur de cet objet. Les effets ont été efficaces, mais un tel navire n'a jamais été obtenu. Parce que?
La raison est simplement pratique. construire un station cosmique ainsi, une somme désorganisée de domaines et de capitaux est nécessaire.
La première difficulté est le gigantisme de la gare. Dans le cas qui nous envahit, la force centrifuge est égale au diamètre à la vitesse de rotation, et les vaisseaux célestes de ce type que l'on voit au cinéma ne se préoccupent pas beaucoup des calculs. En 2001 : Une Odyssée de l'espace, par exemple, la station galactique a un diamètre de 300 mètres et tourne à une vitesse d'environ 1 tr/min. Cet arrangement est à peine suffisant pour simuler la gravité lunaire, qui est de 1/6 de celle de la Terre. apparaître un gravité comme celle de l'extension de la Terre elle devrait rouler à 2,4 tr/min.
Si le vaisseau spatial était d'une taille plus raisonnable (rayon de 25 mètres), il devrait fonctionner à 6 tr/min, ce qui serait peut-être peu pratique pour les tests et induirait les astronautes en erreur. Dans le même temps, la gravité dépend du chemin vers le centre de rotation. Dans une si petite station, la gravité découverte aux pieds d'une personne serait inégale à celle observée à la tête. Pour en revenir à l'ISS, en fait une partie de la grâce de notre véritable station dans l'espace est qu'elle nous permet de remarquer microgravité.
En conclusion, pour simuler efficacement la gravité, une station celeste Il doit être très grand, et le simple fait de mettre les tiges en orbite pour le construire coûte incroyablement cher. Mettre un kilo de poids en orbite sur l'une des fusées Falcon 9 existantes de SpaceX coûte 2700 9 $. Lorsque la société commencera à manœuvrer sa nouvelle différence chargée Falcon 1.650, ce prix sera soumis à XNUMX XNUMX $ par kilo de fret.
Le prix pourra probablement être réduit le jour où nous pourrons extraire les métaux des astéroïdes qui émergent dans le système solaire et les traiter dans le cosmos. Même dans ce cas, la construction de points de repère de 60 kilomètres de diamètre comme la gare du film Elyssium sera un défi pour l'industrie. Extraordinaire au cas où vous voudriez en savoir plus sur la gravité artificielle dans l'espace.