La gravidade artificial no espaço é a variação da gravidade natural (força G) de forma artificial, especialmente no espaço, mas também na Terra. Isso pode ser alcançado na prática usando forças desiguais, essencialmente força centrífuga e velocidade linear.
Da mesma forma, é uma tecnologia necessária para a persistência humana no universo, através de estações celestes ou ambientes espaciais. Neste momento, a astrofísica e a engenharia aeroespacial estão pesquisando e implantando novos métodos para a reprodução e gerenciamento desses campos. gravitacional.
Ao longo da história, inúmeras técnicas foram apresentadas para criar gravidade artificial, assim como também aconteceu no campo da ficção científica onde, em ambos os casos, foram usadas forças reais e artificiais. No entanto, na prática, os estudos no gravidade artificial espaço sideral para uso humano ainda não foram realizadas, especialmente pelo fato de se solicitar a naves celestes de grandes extensões que pudessem acessar a rotação suficiente para suprir a necessária prontidão centrípeta.
Técnicas de geração de gravidade artificial no espaço
A gravidade artificial no espaço pode ser representado de várias maneiras:
Rotação
Uma nave em rotação causará a sensação de gravidade dentro do seu capacete. A rotação move qualquer corpo dentro do navio em direção às suas paredes, dando a aparência de uma verve gravitacional dirigido para fora. O "zest", muitas vezes creditado como força centrífuga, é na verdade uma expressão de entidades dentro do navio que fingem viajar em linha reta devido à apatia.
As paredes do navio fornecem a força centrípeta solicitada para que os corpos andem em círculo (se se estendessem em linha reta sairiam dos limites do navio). Assim, a gravidade sentida pelos objetos é uma simples força de resistência do objeto nas paredes protestando com a força centrípeta da parede sobre o corpo, de acordo com a Terceira lei de Newton.
Nesse sentido, do ponto de vista da humanidade que gira no meio ambiente, a gravidade artificial no espaço por rotação, ele procede em algumas semelhanças da mesma maneira que a gravidade normal, mas tem as seguintes propriedades:
Força centrífuga
Ao contrário da gravidade real, que excita em direção a um centro, esta pseudo-força de rotação fornece uma 'gravidade' rotacional que excita longe do eixo de rotação. Os níveis de gravidade artificial variam apenas com a distância do centro de tradução. Com um pequeno raio de giro, a quantidade de gravidade sentida sobre a cabeça seria eloquentemente desigual à quantidade sentida nos pés.
Isso pode criar movimento e mudanças embaraçosas no estado do corpo. De acordo com física envolvidos, rotações mais lentas ou com maior raio de rotação domariam ou excluiriam esse inconveniente, pois o terceiro Lei de Newton.
O efeito Coriolis
Isso dá uma força aparente que prossegue em objetos que são sacudidos em relação a um quadro de história em rotação. Essa força assumida procede em ângulos retos com a oscilação e o eixo de rotação e tende a dobrar o movimento na direção oposta à rotação do ambiente. Se um astronauta em situação de gravidade Se o objeto artificial giratório se aproximar ou se afastar do eixo de rotação, você sentirá uma força estimulante em direção ou para longe da direção de rotação.
Essas forças funcionam no ouvido interno e podem causar tontura, náusea e confusão. O prolongamento do período de rotação (menor velocidade de translação) sujeita a força de Coriolis e suas consequências. Em geral, verifica-se que a 2 rpm ou menos, não há efeitos hostis das forças de Coriolis; em taxas mais altas, algumas pessoas podem se educar para isso e outras não; mas em taxas principais a 7 rpm poucas pessoas podem treinar.Em
Ainda não se sabe se exposições prolongadas a altos níveis de forças de Coriolis aumentam a propensão ao ajuste. Os efeitos indutores de náusea do efeito Coriolis também podem ser diminuídos circunscrevendo o movimento da cabeça.
A ciência por trás da gravidade artificial no espaço que surge em filmes de ficção científica
O que é necessário para falsificar artificialmente a gravidade no espaço? Quem já viu um pouco de cinema argumentará que basta fazer uma nave que gire sobre si mesma para o força concêntrica ser semelhante à gravidade. A resposta é hipoteticamente correta, mas perceber esse propósito é algo muito diferente.
A ideia de estações celestes em forma de roda que rolam para que suas tripulações possam persistir presas ao solo em vez de flutuar não é nova. Vimos isso em dezenas de filmes de 2001: Uma Odisseia no Espaço a Perdido em Marte. Na década de 60, o NASA ele fez um falsificador gigantesco para tentar experimentar se a força centrífuga excitada pela rotação de um objeto poderia ser usada para falsificar a gravidade dentro desse objeto. Os efeitos foram eficazes, mas tal nave nunca foi obtida. Por quê?
A razão é meramente prática. para construir um estação cósmica assim, é necessária uma soma desorganizada de propriedades e capital.
A primeira dificuldade é o gigantesco da estação. No caso que nos invade, a força centrífuga é igual ao diâmetro na velocidade de rotação, e as naves celestes desse tipo que vemos no cinema não se preocupam muito com cálculos. Em 2001: Uma Odisseia no espaço, por exemplo, a estação galáctica tem um diâmetro de 300 metros e gira a uma velocidade de cerca de 1 rpm. Esse arranjo mal é suficiente para falsificar a gravidade lunar, que é 1/6 da da Terra. para aparecer um gravidade como a da extensão da Terra teria que rolar a 2,4 rpm.
Se a espaçonave fosse de um tamanho mais sensato (raio de 25 metros), teria que funcionar a 6 rpm, o que possivelmente seria impraticável para testes e enganaria os viajantes espaciais. Ao mesmo tempo, a gravidade depende do caminho para o centro de rotação. Em uma estação tão pequena, a gravidade descoberta aos pés de uma pessoa seria diferente daquela observada na cabeça. Voltando à ISS, na verdade parte da graça de nossa verdadeira estação no espaço é que ela nos permite perceber microgravidade.
Conclusivamente, para simular a gravidade de forma eficaz, uma estação celeste Deve ser muito grande, e apenas colocar as hastes em órbita para construí-lo é incrivelmente caro. Colocar um quilo de peso em órbita em um dos foguetes Falcon 9 existentes da SpaceX custa US$ 2700. Quando a empresa começar a manobrar sua nova diferença carregada Falcon 9, esse preço estará sujeito a US$ 1.650 por quilo de carga.
Provavelmente o preço poderá ser reduzido no dia em que conseguirmos extrair metais dos asteróides que emergem no Sistema Solar e processá-los no cosmos. Mesmo assim, construir marcos de 60 quilômetros de diâmetro, como a estação do filme Elyssium, será um desafio para a indústria. Extraordinário caso você queira saber sobre a gravidade artificial no espaço.