अंतरिक्ष में कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण: एक ब्रह्मांडीय विज्ञान

La अंतरिक्ष में कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण यह कृत्रिम तरीके से प्राकृतिक गुरुत्वाकर्षण (जी बल) की भिन्नता है, विशेष रूप से अंतरिक्ष में, बल्कि पृथ्वी पर भी। यह असमान बलों, अनिवार्य रूप से केन्द्रापसारक बल और रैखिक गति का उपयोग करके व्यवहार में प्राप्त किया जा सकता है।

गंभीरता

इसी तरह, यह खगोलीय स्टेशनों या अंतरिक्ष वातावरण के माध्यम से ब्रह्मांड में मानव दृढ़ता के लिए एक आवश्यक तकनीक है। इस समय, खगोल भौतिकी और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग इन क्षेत्रों के प्रजनन और प्रबंधन के लिए नए तरीकों पर शोध और तैनाती कर रहे हैं। गुरुत्वीय.

पूरे इतिहास में, कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण बनाने के लिए कई तकनीकों को प्रस्तुत किया गया है, जैसा कि विज्ञान कथा के क्षेत्र में भी हुआ है, जहां दोनों ही मामलों में, वास्तविक और कृत्रिम दोनों शक्तियों का उपयोग किया गया है। हालांकि, व्यवहार में, में अध्ययन कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण बाहरी स्थान मानव उपयोग के लिए उन्हें अभी तक नहीं किया गया है, विशेष रूप से इस तथ्य के कारण कि यह महान विस्तार के आकाशीय जहाजों से अनुरोध किया जाता है जो आवश्यक केन्द्रित मुस्तैदी की आपूर्ति के लिए पर्याप्त रोटेशन तक पहुंच सकते हैं।

अंतरिक्ष में कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण निर्माण तकनीक

गुरुत्वाकर्षण कृत्रिम अंतरिक्ष में इसे कई तरीकों से दर्शाया जा सकता है:

रोटेशन

कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण पीढ़ी तकनीक

एक घूमने वाला जहाज आपके हेलमेट के भीतर गुरुत्वाकर्षण की अनुभूति पैदा करेगा। घूर्णन किसी भी पिंड को जहाज के अंदर उसकी दीवारों की ओर ले जाता है, जिससे एक क्रिया का आभास होता है गुरुत्वीय बाहर की ओर चला गया। "उत्साह", जिसे अक्सर केन्द्रापसारक बल के रूप में श्रेय दिया जाता है, वास्तव में उदासीनता के कारण एक सीधी रेखा में यात्रा करने का नाटक करने वाले जहाज के भीतर संस्थाओं की अभिव्यक्ति है।

जहाज की दीवारें अनुरोधित अभिकेंद्रीय बल की आपूर्ति करती हैं ताकि शरीर एक सर्कल में चल सकें (यदि वे एक सीधी रेखा में विस्तारित होते हैं तो वे जहाज की सीमा को छोड़ देते हैं)। इस प्रकार, वस्तुओं द्वारा महसूस किया गया गुरुत्वाकर्षण दीवारों पर वस्तु का एक साधारण बल प्रतिरोध है, जो शरीर पर दीवार के अभिकेन्द्रीय बल के अनुसार विरोध करता है न्यूटन का तीसरा नियम।

कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण

इस अर्थ में, पर्यावरण में घूमने वाली मानवता की दृष्टि से, कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष में घूर्णन द्वारा यह सामान्य गुरुत्वाकर्षण के समान ही कुछ समानता में आगे बढ़ता है लेकिन इसमें निम्नलिखित गुण होते हैं:

अपकेन्द्रीय बल

वास्तविक गुरुत्वाकर्षण के विपरीत, जो एक केंद्र की ओर उत्तेजित होता है, यह स्पिन छद्म बल एक घूर्णन 'गुरुत्वाकर्षण' प्रदान करता है जो घूर्णन की धुरी से दूर उत्तेजित होता है। कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण का स्तर के केंद्र से दूरी के साथ ही बदलता रहता है अनुवाद. घुमाव के एक छोटे से त्रिज्या के साथ, गुरुत्वाकर्षण की मात्रा को ऊपर की ओर महसूस किया जाएगा जो पैरों पर महसूस की गई राशि के बराबर होगा।

यह शरीर की स्थिति में आंदोलन और शर्मनाक परिवर्तन पैदा कर सकता है। के मुताबिक भौतिक विज्ञान शामिल, धीमी रोटेशन या रोटेशन के एक बड़े त्रिज्या के साथ तीसरे के लिए इस कमी को कम या बाहर कर देगा न्यूटन का नियम.

कोरिओलिस प्रभाव

कोरिओलिस प्रभाव

यह एक स्पष्ट बल देता है जो एक घूर्णन कहानी के फ्रेम के सापेक्ष हिलने वाली वस्तुओं पर आगे बढ़ता है। यह मान लिया गया बल घुमाव और रोटेशन की धुरी के समकोण पर आगे बढ़ता है और गति को पर्यावरण के स्पिन के विपरीत दिशा में मोड़ता है। यदि एक अंतरिक्ष यात्री की स्थिति में गंभीरता कताई कृत्रिम वस्तु घूर्णन की धुरी की ओर या उससे दूर घूमती है, आप घूर्णन की दिशा की ओर या उससे दूर एक उत्तेजक बल महसूस करेंगे।

ये बल आंतरिक कान पर चलते हैं और चक्कर आना, मतली और भ्रम पैदा कर सकते हैं। रोटेशन की अवधि को लंबा करना (अनुवाद की धीमी गति) विषयों कोरिओलिस बल और उसके परिणाम। सामान्य तौर पर, यह पाया जाता है कि 2 आरपीएम या उससे कम पर, कोरिओलिस बलों से कोई शत्रुतापूर्ण प्रभाव नहीं होता है; उच्च दरों पर, कुछ लोग खुद को इसके लिए शिक्षित कर सकते हैं और अन्य नहीं कर सकते; लेकिन मुख्य दरों पर 7 आरपीएम पर कुछ लोग प्रशिक्षण ले सकते हैं।मैं

यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि कोरिओलिस बलों के उच्च स्तर तक विस्तारित एक्सपोजर फिट होने की प्रवृत्ति को बढ़ाता है या नहीं। कोरियोलिस प्रभाव के मतली-उत्प्रेरण प्रभावों को भी सीमित करके कम किया जा सकता है प्रस्ताव सिर का।

अंतरिक्ष में कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण के पीछे का विज्ञान जो विज्ञान कथा फिल्मों में उभरता है

अंतरिक्ष में कृत्रिम रूप से नकली गुरुत्वाकर्षण के लिए क्या आवश्यक है? जिसने भी थोड़ा सा सिनेमा देखा है, वह तर्क देगा कि यह एक जहाज बनाने के लिए पर्याप्त है जो खुद पर घूमता है संकेंद्रित बल गुरुत्वाकर्षण के समान हो। उत्तर काल्पनिक रूप से सही है, लेकिन उस उद्देश्य को साकार करना कुछ अलग है।

नासा

पहिया के आकार के खगोलीय स्टेशनों का विचार जो लुढ़कते हैं ताकि उनके चालक दल तैरने के बजाय जमीन से जुड़े रह सकें, नया नहीं है। हमने इसे 2001: ए स्पेस ओडिसी से द मार्टियन तक दर्जनों फिल्मों में देखा है। 60 के दशक में, नासा उन्होंने प्रयोग करने की कोशिश करने के लिए एक विशाल फ़ेकर बनाया कि क्या किसी वस्तु के स्पिन से उत्साहित केन्द्रापसारक बल का उपयोग उस वस्तु के अंदर नकली गुरुत्वाकर्षण के लिए किया जा सकता है। प्रभाव प्रभावी थे, लेकिन ऐसा जहाज कभी प्राप्त नहीं हुआ। क्यों?

कारण केवल व्यावहारिक है। एक बनाने के लिए ब्रह्मांडीय स्टेशन इस प्रकार, सम्पदा और पूंजी की एक अव्यवस्थित राशि की आवश्यकता है।

पहली कठिनाई स्टेशन की विशालता है। मामले में जो हम पर आक्रमण करता है, केन्द्रापसारक बल रोटेशन की गति पर व्यास के बराबर होता है, और इस प्रकार के आकाशीय जहाज जो हम सिनेमा में देखते हैं, गणना के बारे में ज्यादा चिंता नहीं करते हैं। 2001 में: एक अंतरिक्ष ओडिसी, उदाहरण के लिए, गैलेक्टिक स्टेशन का व्यास 300 मीटर है और लगभग 1 आरपीएम की गति से घूमता है। नकली चंद्र गुरुत्वाकर्षण के लिए यह व्यवस्था मुश्किल से पर्याप्त है, जो कि पृथ्वी का 1/6 है। प्रकट होना गंभीरता पृथ्वी के विस्तार की तरह इसे 2,4rpm पर लुढ़कना होगा।

यदि अंतरिक्ष यान अधिक समझदार आकार (25 मीटर त्रिज्या) का होता, तो उसे 6 आरपीएम पर दौड़ना पड़ता, जो संभवतः परीक्षण के लिए अव्यावहारिक होगा और अंतरिक्ष यात्रियों को गुमराह करेगा। उसी समय, गुरुत्वाकर्षण रोटेशन के केंद्र के पथ पर निर्भर करता है। इतने छोटे से स्टेशन में, किसी व्यक्ति के पैरों पर खोजा गया गुरुत्वाकर्षण सिर पर देखे गए गुरुत्वाकर्षण के बराबर नहीं होगा। आईएसएस में वापस जाना, वास्तव में अंतरिक्ष में हमारे वास्तविक स्टेशन की कृपा का एक हिस्सा यह है कि यह हमें नोटिस करने की अनुमति देता है सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण.

विशेष रूप से, गुरुत्वाकर्षण को प्रभावी ढंग से प्रदर्शित करने के लिए, एक स्टेशन सेलेस्टे यह बहुत बड़ा होना चाहिए, और इसे बनाने के लिए सिर्फ छड़ों को कक्षा में रखना अविश्वसनीय रूप से महंगा है। स्पेसएक्स के मौजूदा फाल्कन 9 रॉकेटों में से एक पर कक्षा में एक किलो वजन डालने पर 2700 डॉलर खर्च होते हैं। जब कंपनी अपने नए फाल्कन 9 लोडेड अंतर को बदलना शुरू करती है, तो वह कीमत 1.650 डॉलर प्रति किलो कार्गो के अधीन होगी।

शायद कीमत में कटौती की जा सकती है जिस दिन हम सौर मंडल में उभरने वाले क्षुद्रग्रहों से धातुओं को निकालने में सक्षम होते हैं और उन्हें संसाधित करते हैं ब्रह्मांड. फिर भी, फिल्म एलीसियम में स्टेशन की तरह 60-किलोमीटर-व्यास के स्थलों का निर्माण एक उद्योग चुनौती होगी। असाधारण मामले में आप अंतरिक्ष में कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण के बारे में जानना चाहते हैं।


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