Dirbtinė gravitacija yra ir, kaip sukurti

Net žmonės nesidomi erdvėje, kada nors matė filmą apie kosmoso kelionės ar skaityti apie tokius dalykus knygose. Beveik visi šie žmonės eiti į laivo, normalus miegas darbų, neturi problemų su mityba. Tai reiškia, kad jie - fiktyvus - Laivas turi dirbtinį sunkumą. Dauguma žiūrovų suvokia jį kaip kažką visiškai natūralu, ir iš tikrųjų tai nėra tiesa.

dirbtinė gravitacija

Taigi mes vadiname pasikeitimas (bet kuria kryptimi) susipažinę su mumis gravitacija taikant skirtingus metodus. Ir tai daroma ne tik grožinės literatūros kūrinių, bet ir labai realus žemiškas situacijas, dažniausiai už eksperimentus.

Teoriškai, dirbtinės gravitacijos kūrimas neatrodo, kad sunku. Pavyzdžiui, galite iš naujo sukurti jį naudojant inerciją, tiksliau, išcentrinė jėga. atsirado ne dėl šios galios poreikis vakar - tai atsitiko, kai žmonės pradėjo svajoti apie ilgalaikių kosminių skrydžių. Kūrimas dirbtinė gravitacija erdvėje bus galima išvengti daugelio problemų, kylančių iš laiko trukmės nesvarumo. Astronautai augti silpnus raumenis, kaulai tampa silpnesnis. Kelionės šiomis sąlygomis mėnesius, jūs galite gauti kai kurių raumenų atrofija.

Taigi, šiandien dirbtinės gravitacijos kūrimas - tai pirmaeilės svarbos uždavinys, tirti kosmosą be šio feat neįmanoma.

materialinių

Net tie, kurie žino tik fizikos gyvenimo lygį, suprasti, kad sunkumą - viena iš pagrindinių įstatymų mūsų pasaulyje: visas kūnas sąveikauja vienas su kitu, patiria tarpusavio traukos / atstūmimo. Kuo didesnis kūnas, tuo didesnis jos patrauklumas.

Žemė mūsų realybė - labai masyviu objektu. Štai kodėl kiekvienas kūnas aplink jį traukia.

Už mus tai reiškia, sunkio pagreitis, kuris paprastai yra matuojamas g, lygią 9,8 metrų viename kvadratiniame sekundę. Tai reiškia, kad jei po kojomis mes neturėjome palaikymo, mes nukrito norma vis kas antras iki 9,8 metrų.

Taigi, tik svorio, mes galime stovėti, kristi, valgyti ir gerti normaliai, suprasti, kur viršus, kur apačia. Jei atrakcija išnyks - mes bus nulinės gravitacijos.

Ypač susipažinę su šio reiškinio astronautų atsiduria į plaukiojančius valstybės erdvėje - laisvo kritimo.

Teoriškai, mokslininkai žino, kaip sukurti dirbtinį sunkumą. Yra keletas būdų.

Didelis masė

Logiškiausia variantas - padaryti erdvėlaivis toks didelis, kad jis kilo dirbtinė gravitacija. Laive, galite jaustis patogiai, nes ne orientacija erdvėje bus prarasti.

Deja, šis metodas yra nerealu šiuo technologijos plėtra. Norėdami sukurti tokį įrenginį, reikia labai daug išteklių. Be to, neįtikėtinai daug energijos reikia jos išieškojimo.

pagreitis

Atrodytų, kad jei norite, kad pasiektų g, lygią žemę, mes tiesiog reikia duoti laivo plokščią (platformoobraznuyu) formą ir gauti jį statmenai perkelti į plokštumą su norimo pagreičio. Tokiu būdu, dirbtinė gravitacija yra gaunamas, ir - yra idealus.

Tačiau realybė yra daug sudėtingesnis.

Pirmiausia verta atsižvelgiant į degalų problemą. Į stotį nuolat spartėja, turite nepertraukiamą elektros energijos tiekimą. Net jei staiga pasirodo variklis, neišmeskite klausimu, kad energijos tvermės teisė lieka galioti.

Antroji problema yra pastoviu pagreičiu idėja. Pagal mūsų žiniomis ir fizikos dėsnius, jūs negalite paspartinti neribotą laiką.

Be to, ši transporto netinka tyrimų misiją, nes ji nuolat turi būti paspartintas - skristi. Jis negali nutraukti ištirti planetą, jis net lėtai skristi aplink ji negali - būtina paspartinti.

Taigi, tampa aišku, kad tai dirbtinė gravitacija dar nėra pas mus.

karuselė

Visi žino, kaip karuselė sukimosi paveikia kūną. Todėl dirbtinė gravitacija įrenginys pagal šį principą atrodo realiausia.

Visa tai yra "karuselinio" skersmens, jis yra linkęs kristi iš jo norma maždaug lygi rotacijos greičiu. Pasirodo, kad organizme jėga nukreipta išilgai besisukančio objekto spinduliu. Tai yra labai panašus su sunkio jėga.

Taip, ji užima laivą, turintys cilindrinę formą. Šiuo atveju, ji turėtų suktis aplink savo ašį. Beje, dirbtinė gravitacija ant erdvėlaivis, sukurtas pagal šį principą yra įrodyta dažnai pakankamai mokslinės fantastikos filmus.

Statinė-formos laivas, atnaujinamoms aplink išilginę ašį, išcentrinės jėgos, kryptis iš kurių atitinka objekto spinduliu. Norėdami apskaičiuoti gautą pagreitį reikia padalinti jėgą ant žemės.

Žinodami fizika žmonių mano, tai nėra sunku: a = ω²R.

Į minėtą formulę, Skaičiavimo rezultatas - pagreičio, pirmą kintamasis - greičio mazgas (matuojant radianais per sekundę), antrasis - spinduliu.

Pagal tai, už esame įpratę g, turite teisingai sujungti kampinis greitis ir kosmoso transporto spindulys.

Ši problema yra apšviestas tokiais filmais kaip "INTERSOL" "Babilonas 5", "2001: A Space Odyssey" ir pan. Visais šiais atvejais dirbtinė gravitacija arčiau žemės gravitacinės pagreičio.

Nesvarbu, kaip gerai idėja, tai yra gana sunku įgyvendinti.

iš į "karuselės" problema būdas

Akivaizdžiausias problema yra paryškinamas "A Space Odyssey". Spindulys "Erdvė Vežėjas" yra apie 8 metrų. Tam, kad gauti pagreitį 9,8, sukimosi turėtų vykti esant maždaug 10,5 kiekvieną apyvartos minutę greičiu.

Kai šios vertybės pasireiškia "Koriolio efektas", kuris yra tai, kad skirtingais atstumais nuo grindų poveikis skirtingo stiprumo. Tai priklauso nuo kampinio greičio.

Pasirodo, kad dirbtinė gravitacija erdvėje yra sukurta, bet per greitas sukimas kūno bus problemų su vidinės ausies. Tai, savo ruožtu, sukelia disbalansą, problemų su vestibiuliarinio aparato ir kitų - Panašūs - iššūkius.

Šio barjero atsiradimas rodo, kad šis modelis yra labai gaila.

Galite pabandyti eiti atvirkščiai, kaip mes padarėme romane "Pasaulio žiedas". Čia laivas yra žiedo, kurio spindulys apytikslis prie mūsų orbitos (apie 150 mln kilometrų) spinduliu forma. Šiuo dydis, sukimosi greitis yra pakankamas, kad būtų ignoruoti Koriolio efektas.

Mes galime manyti, kad problema yra išspręsta, tačiau tai nėra taip. Tas faktas, kad bendra apyvarta aplink savo ašį struktūros trunka 9 dienas. Tai rodo, kad krovinys yra per didelis. Siekiant kurti savo patyrė, jis reikalauja labai stiprus medžiaga, kuri šiandien nėra. Be to, problema yra krovimo ir tiesiogiai Statybos procesu suma.

Žaidimų panašių dalykų, kaip filme "Babilonas 5", šios problemos yra kažkaip išspręsti: pakanka sukimosi greitį, Koriolio efektas nėra reikšmingas, hipotetiškai galima sukurti tokį laivą.

Tačiau net ir šie pasauliai yra trūkumas. Jo vardas - pagreitį.

Laivas, besisukantis aplink savo ašį, virsta didžiule giroskopas. Kaip žinote, padaryti Giroskopo išjungti ašis yra labai sunku dėl impulso momento. Svarbu, kad ši suma nėra palikti sistemą. Tai reiškia, kad nustatyti objekto kryptį bus labai sunku. Tačiau tokia problema gali būti išspręsta.

Kreipdamasis

Dirbtinė gravitacija ant kosminės stoties tampa prieinami, kai pagalba ateina "O'Neill Cylinder". Norėdami sukurti šį konstruktą reikalauja vienodų cilindriniai indai, kurie jungia išilgai ašies. Jie turi būti pasukti į skirtingas puses. Šio surinkimo rezultatas yra nulis kampinis pagreitis, todėl neturėtų būti problemų su suteikiant laivo reikiamą kryptį.

Jei įmanoma, padaryti laivo yra apie 500 metrų spinduliu, tada jis dirbs tiksliai taip, kaip turėtų. Šiuo atveju, dirbtinė gravitacija erdvėje yra gana patogus ir ilgoms skrydžių laivuose ar mokslinių tyrimų stotyse.

Space Inžinieriai

Kaip sukurti dirbtinį sunkumą, ji yra žinoma, iš žaidimo kūrėjų. Tačiau šiuo fantazijos pasaulio gravitacijos - tai ne tarpusavio traukos įstaigų, tačiau linijinę jėgą, skirta paspartinti per tam tikrą kryptį elementus. Atrakcija čia nėra absoliuti, ji pasikeitė, kai nukreipti šaltinį.

Dirbtinė gravitacija ant kosminės stoties yra sukurtas naudojant specialų generatorių. Ji kartu sukimosi uniformą ir generatoriaus zoną. Taigi, realiame pasaulyje, pagauti transporto priemonės, kurioje generatorius, jums bus pritraukė prie kūno. Tačiau žaidimo herojus kris tol, kol veiksmų nepalieka įrenginio perimetrą.

Iki šiol, dirbtinė gravitacija erdvėje, sukūrė toks įtaisas nepasiekiamas žmonijai. Tačiau, net pilka trumpaplaukis kūrėjai nenustoja svajoti apie tai.

sferiniai generatorius

Tai yra realesnis versija įrangą. Įrengiant gravitacijos kryptį generatoriaus. Tai leidžia sukurti stoties, gravitacija, kuri bus lygi Planetos.

centrifuga

Šiandien dirbtinė gravitacija Žemėje randamas įvairių prietaisų. jie pagrįsti, daugiausia, iš inercijos, nes ši jėga jaučia mus panašus į gravitacinių poveikis - organizmas negali atskirti, kas yra greitėjimo priežastis. Pavyzdžiui: vyras auga lifte, jausmas inercijos poveikį. Fizikai: liftas augimas prisideda prie laisvo kritimo pagreitis kabinos pagreičio. Kai grįšite į kabinos matuojamas judėjimu "pelnas" svoris dingsta, grįžta įprastas jausmas.

Mokslininkai jau seniai domina dirbtinė gravitacija. Centrifugos yra dažniausiai naudojamas šiems tikslams. Šis metodas tinka ne tik erdvėlaivio, bet ir antžeminių stočių, kurios reikalauja studijuoti gravitacijos poveikį žmogaus organizmui.

Tyrinėti pasaulį, naudojama ...

Nors gravitacijos tyrimas pradėtas iš kosmoso, tai labai žemė mokslas. Net ir šiandien buvo taikomi šios srities pasiekimai, pavyzdžiui, medicinoje. Žinant tai, ar įmanoma sukurti dirbtinė gravitacija planetos, jūs galite naudoti ją gydyti problemų su varomųjų ar nervų sistemą. Be to, iš jėgų tyrime dalyvavo pirmoje vietoje Žemėje. Tai leidžia astronautai atlikti eksperimentus, o likusios dėmesio gydytojų. Kitas dalykas yra dirbtinė gravitacija erdvėje, nėra žmonių, galinčių padėti astronautus į avarijos atveju.

Turint galvoje visą nesvarumo, neįmanoma atsižvelgti į palydovą Žemės orbitoje. Šie objektai, nors ir nedideliu mastu, įtakos sunkumą. Sunkio jėga, tokiais atvejais, vadinamas mikrosvarumo. Nekilnojamasis gravitacija yra tik išbandytas mašiną, plaukioja pastoviu greičiu išorinėje erdvėje. Tačiau žmogaus organizmas nejaučia skirtumo.

Patirkite nesvarumo gali būti užsitęsęs šuolis (iki baldakimu atvers) arba parabolinių mažėjimas orlaivių metu. Tokie eksperimentai dažnai įdėti į JAV, tačiau į lėktuvą, kad jausmas trunka tik 40 sekundžių - tai per mažas visą tyrimą.

Sovietų Sąjungos atgal 1973 metais mes žinome tai, ar įmanoma sukurti dirbtinį sunkumą. Ir ne tik ją sukūrė, bet taip pat tam tikru būdu pakeisti. Ryškus pavyzdys sztucz redukcijos sunkio - sauso čiulpiant, panardinant. Norėdami pasiekti norimą rezultatą reikalaujama, kad tankus plėvelę vandens paviršiuje. Vyras dedamas ant jo. Pagal kūno kūnas panardintas į vandenį svorio, tik galva lieka viršuje. Šis modelis parodo nepalaikomas su mažo svorio, kuris yra būdingas vandenyną.

Nereikia eiti į kosmosą pajusti nesvarumo priešingų jėgų poveikį - hypergravity. pakilimo ir nusileidimo erdvėlaivio metu centrifuga perkrovos gali ne tik jaustis, bet ir ištirti.

gydymas sunkio

Gravitaciniai Fizika įskaitant nesvarumo poveikį žmogaus organizmui poveikį stengiantis sumažinti pasekmes. Tačiau, daug pasiekimų šio mokslo sugeba būti naudinga ir paprasti gyventojai planetoje.

Didieji lūkesčiai gydytojai suteikia ant raumenų fermentų elgesio miopatijos tyrimą. Tai sunki liga, kuri veda prie ankstyvos mirties.

Kai aktyvios fizinės veiklos sveiką asmens krauju gauna didelį kiekį fermento kreatinofosfokinazy. Šio reiškinio priežastis nėra aiški, tai yra įmanoma, apkrova veikia ląstelių membranos tokiu būdu, kad ji "Slopstančioji". Pacientai, sergantys miopatijos gauti tą patį efektą be apkrovos. Stebėjimų astronautų rodo, kad Bezsvara pristatymo aktyvaus fermento kraujyje yra gerokai sumažintas. Ši išvada rodo, kad panardinimo naudojimas sumažins neigiamą poveikį veiksnius miopatija. Šiuo metu atliekami eksperimentai su gyvūnais.

Gydymas tam tikrų ligų šiandien atliekami naudojant gauti gravitacijos duomenų, įskaitant dirbtinius tyrimo. Pavyzdžiui, neapdorotas cerebrinio paralyžiaus, insultas, Parkinsono tinka per Apkrovos taikymo. Beveik baigtas teigiamų poveikių paramos studijoms - pneumatinio batų.

Fly on Mars?

Naujausi astronautai suteikti viltį projekto realybe. Jis turi patirties medicinos pagalbos asmeniui su ilgo buvimo nuo žemės paviršiaus. Davė daug naudos ir tyrimų misijas į Mėnulį, gravitacijos, kuri yra 6 kartus mažesnis nei mūsų pačių jėga. Dabar astronautai ir mokslininkai užsibrėžė naują tikslą - į Marsą.

Prieš pabusti, turėtumėte žinoti visi už bilietą į Raudonąją planetą, jis tikisi, kad kūną pirmojo etapo darbus - kelyje. Vidutiniškai Kelias į dykumos planetoje užtruks pusę metų - apie 500 dienų. Pasikliauti kelyje turi tik savo galią, tiesiog laukti pagalbos iš bet kur.

Pakenkti pajėgos bus daug veiksnių: stresas, radiacija, nebuvimas magnetiniame lauke. Svarbiausias testas organizmo - pakeisti gravitacijos. Kelionės žmonės "susipažinti" su keliais lygiais svorio. Pirmiausia tai perkrovos pakilimo. Tada - nesvarumo skrydžio metu. Po to -. Hypogravity į paskirties vietą, tai yra, su sunkio jėga, Marse ne mažiau kaip 40% žemės ..

Kaip susidoroti su neigiamu nesvarumo ilgą skrydį? Tikimasi, kad dirbtinio svorio srityje plėtra padės spręsti šią problemą artimiausiu metu. Eksperimentai su žiurkėmis, keliaujantys "Cosmos-936" rodo, kad šis metodas neišsprendžia visų problemų.

OS patirtis parodė, kad organizacija gali daug naudingiau naudotis mokymo kompleksais, kurie kiekvienam astronautui gali nustatyti būtiną apkrovą.

Nors manoma, kad ne tik tyrinėtojai skris į Marsą, bet ir turistai, kurie nori įkurti koloniją Raudonojoje planetoje. Bet kuriuo atveju, iš pradžių jausmai dėl nesvarumo bus didesni už visus gydytojų argumentus dėl ilgalaikio poveikio pavojaus tokiomis sąlygomis. Tačiau po kelių savaičių jiems reikės pagalbos, todėl labai svarbu sugebėti rasti kosmoso erdvėje dirbtinį gravitacijos būdą.

Rezultatai

Kokias išvadas galima padaryti dėl dirbtinio sunkumo sukūrimo kosminėje erdvėje?

Tarp visų šiuo metu svarstomų galimybių baterija atrodo realiausia. Tačiau esant dabartiniam fizinių įstatymų supratimui tai neįmanoma, nes laivas nėra tuščiaviduris cilindras. Viduje yra grindys, trukdančios įgyvendinti idėjas.

Be to, laivo spindulys turi būti toks didelis, kad Coriolis efektas neturėtų reikšmingo poveikio.

Norėdami valdyti kažką panašaus, jums reikia pirmiau minėto O'Neill cilindro, kuris leis jums valdyti laivą. Tokiu atveju galimybė tokį dizainą naudoti tarpplanetiniams skrydžiams padidėja, suteikiant komandai patogų sunkumo laipsnį.

Prieš žmonijai gali paversti savo svajones realybe, norėčiau, kad fantazijoje dirbtų šiek tiek daugiau realizmo ir dar daugiau žinių apie fizikos įstatymus.