La kunstig gravitasjon i rommet det er variasjonen av naturlig tyngdekraft (G-kraft) på en kunstig måte, spesielt i verdensrommet, men også på jorden. Dette kan oppnås i praksis ved å bruke ulik krefter, hovedsakelig sentrifugalkraft og lineær hastighet.
På samme måte er det en nødvendig teknologi for menneskelig utholdenhet i universet, gjennom himmelstasjoner eller rommiljøer. På dette tidspunktet forsker og distribuerer astrofysikk og romfartsteknikk nye metoder for reproduksjon og styring av disse feltene. gravitasjonsmessig.
Gjennom historien har det blitt presentert tallrike teknikker for å skape kunstig gravitasjon, akkurat som det også har skjedd innen science fiction hvor det i begge tilfeller har blitt brukt både reelle og kunstige krefter. Men i praksis, studier i kunstig tyngdekraft i verdensrommet for menneskelig bruk er de ennå ikke utført, spesielt på grunn av det faktum at det er bedt om fra himmelske skip med store forlengelser at de kunne få tilgang til tilstrekkelig rotasjon til å levere den nødvendige sentripetale hurtighet.
Teknikker for generering av kunstig gravitasjon i verdensrommet
Tyngdekraften kunstig i verdensrommet kan det representeres på mange måter:
Rotasjon
Et roterende skip vil forårsake følelsen av tyngdekraft i hjelmen din. Rotasjonen beveger ethvert legeme inne i skipet mot veggene, noe som gir inntrykk av en verve gravitasjon ledet utover. "Zest", ofte kreditert som sentrifugalkraft, er faktisk et uttrykk for enheter i skipet som later til å reise i en rett linje på grunn av apati.
Veggene på skipet forsyner den forespurte sentripetalkraften slik at kroppene går i en sirkel (hvis de strekker seg i en rett linje, ville de forlate skipets grenser). Således er tyngdekraften som gjenstandene føler en enkel kraftmotstand til gjenstanden på veggene som protesterer med centripetalkraften til veggen på kroppen, ifølge Newtons tredje lov.
I denne forstand, fra synspunktet til menneskeheten som roterer i miljøet kunstig gravitasjon i rommet ved rotasjon, fortsetter den i noen forestillinger på samme måte som normal tyngdekraft, men den har følgende egenskaper:
Sentrifugalkraft
I motsetning til ekte tyngdekraft, som eksiterer mot et senter, gir denne spinnpseudokraften en rotasjons-"tyngdekraft" som eksiterer bort fra rotasjonsaksen. Kunstige gravitasjonsnivåer varierer bare med avstanden fra sentrum av oversettelse. Med en liten svingningsradius vil mengden tyngdekraft som føles over hodet være veltalende ulik mengden følt ved føttene.
Dette kan skape bevegelse og pinlige endringer i kroppens tilstand. Ifølge fysikk involvert, langsommere rotasjoner eller med en større rotasjonsradius vil temme eller utelukke denne ulempen, for den tredje Newtonloven.
Coriolis-effekten
Dette gir en tilsynelatende kraft som fortsetter på objekter som er ristet i forhold til en roterende historieramme. Denne antatte kraften fortsetter i rette vinkler på vrikken og rotasjonsaksen og har en tendens til å bøye bevegelsen i motsatt retning av omgivelsenes spinn. Hvis en astronaut i en situasjon av gravitasjon spinnende kunstig gjenstand vrir seg mot eller bort fra rotasjonsaksen, vil du føle en stimulerende kraft mot eller bort fra rotasjonsretningen.
Disse kreftene går på det indre øret og kan forårsake svimmelhet, kvalme og forvirring. Forlengelse av rotasjonsperioden (langsommere translasjonshastighet) utløser coriolis kraft og dens konsekvenser. Generelt er det funnet at ved 2 rpm eller mindre er det ingen fiendtlige effekter fra Coriolis-krefter; til høyere priser kan noen mennesker utdanne seg til det og andre ikke; men ved hovedhastigheter ved 7 rpm kan få mennesker trene.?
Det er ennå ikke kjent om langvarig eksponering for høye nivåer av Coriolis-krefter øker tilbøyeligheten til å passe. De kvalmefremkallende effektene av Coriolis-effekten kan også reduseres ved å omskrive Movimiento av hodet.
Vitenskapen bak kunstig gravitasjon i rommet som dukker opp i science fiction-filmer
Hva kreves for å kunstig falsk tyngdekraft i verdensrommet? Alle som har sett litt på kino vil hevde at det er nok å lage et skip som roterer på seg selv for konsentrisk kraft ligne tyngdekraften. Svaret er hypotetisk riktig, men å innse at formålet er noe helt annet.
Ideen om hjulformede himmelstasjoner som ruller slik at mannskapene deres kan fortsette å være festet til bakken i stedet for å flyte, er ikke ny. Vi har sett den i dusinvis av filmer fra 2001: A Space Odyssey to The Martian. På 60-tallet ble NASA han laget en gigantisk faker for å prøve å eksperimentere om sentrifugalkraften som eksiteres av en gjenstands spinning kunne brukes til å forfalske tyngdekraften inne i den gjenstanden. Effektene var effektive, men et slikt skip har aldri blitt skaffet. Hvorfor?
Årsaken er bare praktisk. å bygge en kosmisk stasjon dermed trengs en uorganisert sum av eiendommer og kapital.
Den første vanskeligheten er stasjonens gigantiske. I tilfellet som invaderer oss, er sentrifugalkraften lik diameteren til rotasjonshastigheten, og de himmelske skipene av denne typen som vi ser på kino bekymrer seg ikke mye om beregninger. I 2001: A space Odyssey, for eksempel, har den galaktiske stasjonen en diameter på 300 meter og roterer med en hastighet på omtrent 1 rpm. Det arrangementet er knapt nok til å forfalske månens tyngdekraft, som er 1/6 av jordens. å vises en gravitasjon som for forlengelsen av jorden, ville den måtte rulle med 2,4 rpm.
Hvis romfartøyet var av en mer fornuftig størrelse (25 meter radius), ville det måtte kjøre med 6 rpm, noe som muligens ville være upraktisk for testing og ville villede romfarere. Samtidig avhenger tyngdekraften av banen til rotasjonssenteret. På en så liten stasjon ville tyngdekraften oppdaget ved en persons føtter være ulik den som ble observert ved hodet. Når vi går tilbake til ISS, er faktisk en del av nåden til vår virkelige stasjon i verdensrommet at den lar oss legge merke til mikrogravitasjon.
Avslutningsvis, for det å late som tyngdekraften effektivt, en stasjon celeste Den må være veldig stor, og bare å sette stengene i bane for å bygge den er utrolig dyrt. Å legge en kilo vekt i bane på en av SpaceXs eksisterende Falcon 9-raketter koster 2700 dollar. Når selskapet begynner å manøvrere sin nye Falcon 9 lastedifferanse, vil prisen være underlagt 1.650 dollar per kilo last.
Sannsynligvis kan prisen kuttes den dagen vi er i stand til å trekke ut metaller fra asteroidene som dukker opp i solsystemet og behandle dem i kosmos. Selv da vil det være en bransjeutfordring å bygge landemerker med en diameter på 60 kilometer som stasjonen i filmen Elyssium. Ekstraordinært i tilfelle du vil vite om kunstig tyngdekraft i verdensrommet.