अंतराळातील कृत्रिम गुरुत्व: एक वैश्विक विज्ञान

La अंतराळात कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण हे नैसर्गिक गुरुत्वाकर्षण (जी फोर्स) चे एक कृत्रिम मार्ग आहे, विशेषत: अंतराळात, परंतु पृथ्वीवर देखील. हे असमान बल, मूलत: केंद्रापसारक बल आणि रेखीय गती वापरून व्यवहारात साध्य करता येते.

त्याचप्रमाणे, खगोलीय स्थानके किंवा अंतराळ वातावरणाद्वारे विश्वामध्ये मानवी टिकून राहण्यासाठी हे आवश्यक तंत्रज्ञान आहे. यावेळी, खगोल भौतिकशास्त्र आणि एरोस्पेस अभियांत्रिकी या क्षेत्रांच्या पुनरुत्पादन आणि व्यवस्थापनासाठी नवीन पद्धतींवर संशोधन आणि तैनात करत आहेत. गुरुत्वाकर्षण.

संपूर्ण इतिहासात, कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण निर्माण करण्यासाठी असंख्य तंत्रे सादर केली गेली आहेत, ज्याप्रमाणे विज्ञान कल्पनेच्या क्षेत्रातही घडले आहे, जेथे दोन्ही प्रकरणांमध्ये, वास्तविक आणि कृत्रिम दोन्ही शक्तींचा वापर केला गेला आहे. तथापि, सराव मध्ये, अभ्यास कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण बाह्य जागा मानवी वापरासाठी ते अद्याप पूर्ण केले गेले नाहीत, विशेषत: महान विस्ताराच्या खगोलीय जहाजांकडून विनंती केली गेली आहे की ते आवश्यक केंद्राभिमुख तत्परता पुरवण्यासाठी पुरेशा रोटेशनमध्ये प्रवेश करू शकतील.

अंतराळात कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण निर्मिती तंत्र

गुरुत्वाकर्षण कृत्रिम अंतराळात ते अनेक प्रकारे दर्शविले जाऊ शकते:

फिरविणे

फिरत्या जहाजामुळे तुमच्या हेल्मेटमध्ये गुरुत्वाकर्षणाची अनुभूती होईल. रोटेशन जहाजाच्या आतल्या कोणत्याही शरीराला त्याच्या भिंतींकडे हलवते, ज्यामुळे व्हर्वचे स्वरूप येते गुरुत्वाकर्षण बाहेरच्या दिशेने निघाले. "उत्साह", ज्याला सहसा केंद्रापसारक शक्ती म्हणून श्रेय दिले जाते, हे खरेतर जहाजातील घटकांची अभिव्यक्ती आहे जे उदासीनतेमुळे सरळ रेषेत प्रवास करण्याचे नाटक करतात.

जहाजाच्या भिंती मध्यवर्ती शक्तीचा पुरवठा करतात ज्यामुळे मृतदेह वर्तुळात चालतात (जर ते सरळ रेषेत वाढले तर ते जहाजाच्या मर्यादा सोडतील). अशा प्रकारे, वस्तूंना जाणवणारे गुरुत्वाकर्षण हे भिंतीवरील वस्तूचे शरीरावरील भिंतीच्या केंद्राभिमुख बलाशी विरोध करणारे एक साधे बल प्रतिकार आहे, त्यानुसार न्यूटनचा तिसरा नियम.

या अर्थाने, पर्यावरणात फिरणाऱ्या मानवतेच्या दृष्टिकोनातून, द कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण रोटेशनद्वारे अंतराळात, ते सामान्य गुरुत्वाकर्षणाप्रमाणेच काही चिन्हांमध्ये पुढे जाते, परंतु त्याचे खालील गुणधर्म आहेत:

केंद्रापसारक शक्ती

वास्तविक गुरुत्वाकर्षणाच्या विपरीत, जे केंद्राकडे उत्तेजित होते, हे स्पिन स्यूडो-फोर्स एक रोटेशनल 'गुरुत्वाकर्षण' पुरवते जे रोटेशनच्या अक्षापासून दूर जाते. कृत्रिम गुरुत्वाकर्षणाची पातळी केंद्रापासून अंतरानुसार बदलते भाषांतर. एका लहान त्रिज्येसह, डोक्यावर जाणवलेले गुरुत्वाकर्षणाचे प्रमाण पायांवर जाणवलेल्या प्रमाणापेक्षा स्पष्टपणे असमान असेल.

यामुळे शरीराच्या स्थितीत हालचाल आणि लज्जास्पद बदल होऊ शकतात. त्यानुसार भौतिकशास्त्र गुंतलेले, धीमे रोटेशन किंवा रोटेशनच्या मोठ्या त्रिज्येसह या त्रुटीवर नियंत्रण ठेवेल किंवा वगळेल, तिसऱ्यासाठी न्यूटन कायदा.

कोरिओलिस प्रभाव

हे एक स्पष्ट शक्ती देते जे फिरत्या कथेच्या फ्रेमच्या सापेक्ष हललेल्या वस्तूंवर पुढे जाते. हे गृहीत बल उजव्या कोनातून वळवळ आणि रोटेशनच्या अक्षावर पुढे जाते आणि वातावरणाच्या फिरकीच्या विरुद्ध दिशेने गती वाकवते. च्या परिस्थितीत अंतराळवीर असल्यास गुरुत्व जर फिरणारी कृत्रिम वस्तू रोटेशनच्या अक्षाच्या दिशेने किंवा त्यापासून दूर फिरत असेल, तर तुम्हाला रोटेशनच्या दिशेने किंवा त्यापासून दूर एक उत्तेजक शक्ती जाणवेल.

या शक्ती आतील कानावर चालतात आणि चक्कर येणे, मळमळ आणि गोंधळ होऊ शकतात. परिभ्रमण कालावधी वाढवणे (भाषांतराचा वेग कमी) विषय कोरोलिसिस बल आणि त्याचे परिणाम. सर्वसाधारणपणे, असे आढळून आले आहे की 2 आरपीएम किंवा त्यापेक्षा कमी, कोरिओलिस शक्तींचे कोणतेही प्रतिकूल प्रभाव नाहीत; उच्च दराने, काही लोक स्वत: ला शिक्षित करू शकतात आणि इतर करू शकत नाहीत; परंतु 7 rpm वर मुख्य दरांवर काही लोक प्रशिक्षण देऊ शकतात.च्या

कोरिओलिस फोर्सच्या उच्च पातळीच्या विस्तारित प्रदर्शनामुळे फिट होण्याची प्रवृत्ती वाढते की नाही हे अद्याप ज्ञात नाही. कोरिओलिस इफेक्टचे मळमळ-प्रेरक प्रभाव देखील कमी केले जाऊ शकतात चळवळ डोके च्या

अवकाशातील कृत्रिम गुरुत्वाकर्षणामागील विज्ञान जे विज्ञान काल्पनिक चित्रपटांमध्ये दिसून येते

अंतराळात कृत्रिमरित्या बनावट गुरुत्वाकर्षण करण्यासाठी काय आवश्यक आहे? ज्याने थोडासा सिनेमा पाहिला आहे तो असा तर्क करेल की स्वत: वर फिरणारे जहाज बनवणे पुरेसे आहे. एकाग्र बल गुरुत्वाकर्षणासारखे असणे. उत्तर काल्पनिकदृष्ट्या बरोबर आहे, परंतु तो हेतू लक्षात घेणे खूप वेगळे आहे.

चाकाच्या आकाराच्या खगोलीय स्थानकांची कल्पना नवीन नाही जी रोल करतात जेणेकरून त्यांचे कर्मचारी तरंगण्याऐवजी जमिनीवर चिकटून राहू शकतील. आम्ही ते 2001 पासून डझनभर चित्रपटांमध्ये पाहिले आहे: ए स्पेस ओडिसी ते द मार्टियन. 60 च्या दशकात, द नासा एखाद्या वस्तूच्या फिरकीमुळे उत्तेजित होणारी केंद्रापसारक शक्ती त्या वस्तूच्या आत बनावट गुरुत्वाकर्षण करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते का याचा प्रयोग करण्याचा प्रयत्न करण्यासाठी त्याने एक अवाढव्य बनावट बनवले. परिणाम प्रभावी होते, परंतु असे जहाज कधीही मिळालेले नाही. का?

कारण केवळ व्यावहारिक आहे. बांधणे कॉस्मिक स्टेशन अशा प्रकारे, इस्टेट आणि भांडवलाची अव्यवस्थित रक्कम आवश्यक आहे.

पहिली अडचण आहे ती स्टेशनची अवाढव्य. आपल्यावर आक्रमण करणाऱ्या स्थितीत, केंद्रापसारक बल हे परिभ्रमणाच्या वेगाच्या व्यासाइतके असते आणि या प्रकारची खगोलीय जहाजे जी आपण सिनेमात पाहतो, ती मोजणीची फारशी काळजी करत नाही. 2001 मध्ये: ए स्पेस ओडिसी, उदाहरणार्थ, गॅलेक्टिक स्टेशनचा व्यास 300 मीटर आहे आणि ते सुमारे 1 आरपीएमच्या वेगाने फिरते. ही व्यवस्था बनावट चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणासाठी पुरेशी नाही, जी पृथ्वीच्या 1/6 आहे. दिसणे अ गुरुत्व पृथ्वीच्या विस्ताराप्रमाणे ते 2,4rpm वर फिरावे लागेल.

जर अंतराळयान अधिक संवेदनशील आकाराचे (25 मीटर त्रिज्या) असते, तर ते 6 rpm वर धावले असते, जे चाचणीसाठी अव्यवहार्य असेल आणि स्पेसफेअर्सची दिशाभूल करेल. त्याच वेळी, गुरुत्वाकर्षण रोटेशनच्या केंद्राच्या मार्गावर अवलंबून असते. एवढ्या छोट्या स्टेशनमध्ये, एखाद्या व्यक्तीच्या पायावर सापडलेले गुरुत्वाकर्षण हे डोक्यावर आढळलेल्या गुरुत्वाकर्षणापेक्षा असमान असेल. ISS कडे परत जाताना, अंतराळातील आपल्या वास्तविक स्थानकाच्या कृपेचा एक भाग म्हणजे ते आपल्याला लक्षात घेण्यास अनुमती देते सूक्ष्म गुरुत्व.

शेवटी, गुरुत्वाकर्षण प्रभावीपणे दाखवण्यासाठी, एक स्टेशन दिव्य ते खूप मोठे असले पाहिजे आणि ते तयार करण्यासाठी फक्त रॉड्स कक्षामध्ये टाकणे आश्चर्यकारकपणे महाग आहे. SpaceX च्या सध्याच्या Falcon 9 रॉकेटपैकी एकावर एक किलो वजन कक्षेत टाकण्याची किंमत $2700 आहे. जेव्हा कंपनी आपल्या नवीन फाल्कन 9 लोड केलेल्या फरकाची युक्ती करण्यास सुरवात करेल, तेव्हा ती किंमत प्रति किलो कार्गो $1.650 च्या अधीन असेल.

ज्या दिवशी आपण सूर्यमालेतील लघुग्रहांमधून धातू काढू शकू आणि त्यावर प्रक्रिया करू शकू त्यादिवशी किंमत कमी केली जाऊ शकते. विश्व. तरीही, Elyssium चित्रपटातील स्टेशनप्रमाणे 60-किलोमीटर-व्यासाच्या खुणा बांधणे हे उद्योग आव्हान असेल. तुम्हाला अंतराळातील कृत्रिम गुरुत्वाकर्षणाबद्दल जाणून घ्यायचे असल्यास असाधारण.