La graviti buatan di angkasa ia adalah variasi graviti semula jadi (daya G) dengan cara buatan, terutamanya di angkasa, tetapi juga di Bumi. Ini boleh dicapai dalam amalan dengan menggunakan daya yang tidak sama rata, pada asasnya daya emparan dan kelajuan linear.
Begitu juga, ia adalah teknologi yang diperlukan untuk kegigihan manusia di alam semesta, melalui stesen angkasa atau persekitaran angkasa. Pada masa ini, astrofizik dan kejuruteraan aeroangkasa sedang menyelidik dan menggunakan kaedah baharu untuk pembiakan dan pengurusan bidang ini. graviti.
Sepanjang sejarah, banyak teknik telah dibentangkan untuk mencipta graviti buatan, sama seperti ia juga berlaku dalam bidang fiksyen sains di mana, dalam kedua-dua kes, kedua-dua kuasa nyata dan buatan telah digunakan. Walau bagaimanapun, dalam amalan, kajian dalam graviti buatan angkasa lepas untuk kegunaan manusia, mereka belum lagi dijalankan, terutamanya disebabkan fakta bahawa ia diminta daripada kapal angkasa dengan sambungan yang hebat yang boleh mengakses putaran yang mencukupi untuk membekalkan kepantasan sentripetal yang diperlukan.
Teknik penjanaan graviti buatan di angkasa
graviti tiruan di angkasa ia boleh diwakili dalam pelbagai cara:
Putaran
Kapal yang berputar akan menyebabkan sensasi graviti dalam topi keledar anda. Putaran itu menggerakkan mana-mana badan di dalam kapal ke arah dindingnya, memberikan rupa yang bersemangat graviti menuju ke luar. "Zest," yang sering dikreditkan sebagai daya emparan, sebenarnya adalah ungkapan entiti dalam kapal yang berpura-pura melakukan perjalanan dalam garis lurus kerana sikap tidak peduli.
Dinding kapal membekalkan daya sentripetal yang diminta supaya badan berjalan dalam bulatan (jika mereka memanjang dalam garis lurus mereka akan meninggalkan had kapal). Oleh itu, graviti yang dirasai oleh objek adalah rintangan daya mudah objek di dinding yang membantah dengan daya sentripetal dinding pada badan, mengikut Hukum ketiga Newton.
Dalam pengertian ini, dari sudut pandangan manusia yang berputar dalam persekitaran, yang graviti buatan di angkasa dengan putaran, ia berjalan dalam beberapa kemiripan dengan cara yang sama seperti graviti biasa, tetapi ia mempunyai sifat berikut:
Daya sentrifugal
Tidak seperti graviti sebenar, yang menguja ke arah pusat, daya pseudo putaran ini membekalkan 'graviti' putaran yang menguja keluar dari paksi putaran. Tahap graviti buatan berbeza-beza hanya dengan jarak dari pusat terjemahan. Dengan jejari lilitan yang kecil, jumlah graviti yang dirasai di atas akan jelas tidak sama dengan jumlah yang dirasai di kaki.
Ini boleh mewujudkan pergerakan dan perubahan yang memalukan dalam keadaan badan. Mengikut fizik terlibat, putaran yang lebih perlahan atau dengan jejari putaran yang lebih besar akan menjinakkan atau mengecualikan kelemahan ini, untuk yang ketiga hukum Newton.
Kesan Coriolis
Ini memberikan daya ketara yang berterusan pada objek yang digoncang berbanding dengan bingkai cerita yang berputar. Daya yang diandaikan ini berjalan pada sudut tepat kepada goyang dan paksi putaran dan cenderung untuk membengkokkan gerakan ke arah yang bertentangan dengan putaran persekitaran. Jika seorang angkasawan dalam keadaan gravedad Jika objek buatan yang berputar bergoyang ke arah atau menjauhi paksi putaran, anda akan merasakan daya rangsangan ke arah atau menjauhi arah putaran.
Daya ini berjalan pada telinga dalam dan boleh menyebabkan pening, loya, dan kekeliruan. Memanjangkan tempoh putaran (kelajuan terjemahan yang lebih perlahan) subjek daya coriolis dan akibatnya. Secara amnya, didapati pada 2 rpm atau kurang, tiada kesan bermusuhan daripada daya Coriolis; pada kadar yang lebih tinggi, sesetengah orang boleh mendidik diri mereka sendiri dan yang lain tidak boleh; tetapi pada kadar utama pada 7 rpm beberapa orang boleh berlatih.,
Ia masih belum diketahui sama ada pendedahan lanjutan kepada paras tinggi daya Coriolis meningkatkan kecenderungan untuk muat. Kesan loya kesan Coriolis juga boleh dikurangkan dengan mengehadkan bergerak kepala.
Sains di sebalik graviti buatan di angkasa yang muncul dalam filem fiksyen sains
Apakah yang diperlukan untuk memalsukan graviti di angkasa? Sesiapa yang telah melihat sedikit pawagam akan berpendapat bahawa sudah cukup untuk membuat kapal yang berputar dengan sendirinya untuk daya sepusat menjadi serupa dengan graviti. Jawapannya secara hipotesis betul, tetapi menyedari tujuan itu adalah sesuatu yang agak berbeza.
Idea stesen cakerawala berbentuk roda yang bergolek supaya krew mereka dapat bertahan di atas tanah dan bukannya terapung bukanlah perkara baru. Kami telah melihatnya dalam berpuluh-puluh filem dari 2001: A Space Odyssey to The Martian. Pada tahun 60-an, the NASA dia membuat pemalsu gergasi untuk mencuba jika daya emparan yang teruja oleh putaran objek boleh digunakan untuk memalsukan graviti di dalam objek itu. Kesannya berkesan, tetapi kapal sedemikian tidak pernah diperolehi. kenapa?
Sebabnya praktikal semata-mata. untuk membina a stesen kosmik oleh itu, jumlah harta pusaka dan modal yang tidak teratur diperlukan.
Kesukaran pertama adalah gergasi stesen. Dalam kes yang menyerang kita, daya sentrifugal adalah sama dengan diameter pada kelajuan putaran, dan kapal angkasa jenis ini yang kita lihat di pawagam tidak begitu risau tentang pengiraan. Pada tahun 2001: Odyssey angkasa, sebagai contoh, stesen galaksi mempunyai diameter 300 meter dan berputar pada kelajuan kira-kira 1 rpm. Susunan itu hampir tidak cukup untuk memalsukan graviti bulan, iaitu 1/6 daripada Bumi. untuk muncul a gravedad seperti lanjutan Bumi ia perlu bergolek pada 2,4rpm.
Sekiranya kapal angkasa itu bersaiz lebih masuk akal (25 meter jejari), ia perlu berjalan pada 6 rpm, yang mungkin tidak praktikal untuk ujian dan akan mengelirukan pelawat angkasa. Pada masa yang sama, graviti bergantung pada laluan ke pusat putaran. Dalam stesen yang sekecil itu, graviti yang ditemui di kaki seseorang adalah tidak sama dengan yang diperhatikan di kepala. Berbalik kepada ISS, sebenarnya sebahagian daripada rahmat stesen sebenar kami di angkasa ialah ia membolehkan kami melihat mikrograviti.
Secara konklusif, untuk ia berpura-pura graviti dengan berkesan, sebuah stesen celeste Ia mestilah sangat besar, dan hanya meletakkan rod ke orbit untuk membinanya adalah sangat mahal. Meletakkan satu kilo berat ke orbit pada salah satu roket Falcon 9 sedia ada SpaceX berharga $2700. Apabila syarikat mula menggerakkan perbezaan muatan Falcon 9 baharunya, harga itu akan tertakluk kepada $1.650 sekilo kargo.
Mungkin harga boleh dipotong pada hari kita dapat mengekstrak logam daripada asteroid yang muncul dalam Sistem Suria dan memprosesnya dalam kosmos. Walaupun begitu, membina tanda tempat berdiameter 60 kilometer seperti stesen dalam filem Elyssium akan menjadi cabaran industri. Luar biasa sekiranya anda ingin tahu tentang graviti buatan di angkasa.