Се създава изкуствена гравитация и как да създадете

Дори хората не се интересуват от космоса, виждал филм за пътуване в космоса или четат за такива неща в книги. Почти всички от тези хора отидат до творбите на кораба, нормален сън, не са проблеми с храненето. Това означава, че тези - фиктивен - На кораба има изкуствена гравитация. По-голямата част от публиката го възприема като нещо съвсем естествено, а в действителност това не е вярно.

изкуствена гравитация

Така че ние наричаме промяна (в двете посоки) познат ни гравитацията чрез прилагане на различни методи. И това се прави не само в литературни творби, но в съвсем реални земни ситуации, най-често, за експериментите.

На теория, създаването на изкуствена гравитация не изглежда толкова трудно. Например, можете да я създадете отново използвайки инерцията, по-точно, центробежната сила. Необходимостта от тази власт, не се наблюдаваше вчера - това се случи, веднага след като хората започнаха да мечтаят за дългосрочни космически полети. Създаване на изкуствена гравитация в космоса ще позволи да се избегнат много от проблемите, които произтичат от продължителността на времето, в безтегловност. Астронавтите растат слаби мускули, кости стават по-малко силни. Пътуване в тези условия месеца, можете да получите някои мускулна атрофия.

По този начин, днес създаването на изкуствена гравитация - задача от първостепенно значение, изследване на космоса, без този подвиг е невъзможно.

материална част

Дори и тези, които знаят само нивото на физика учебна програма, да разбират, че гравитацията - един от основните закони на нашия свят: цялото тяло, си взаимодействат един с друг, изпитват взаимно привличане / отблъскване. Колкото по-голям тялото, толкова по-голяма нейната притегателна сила.

Парцели за нашата действителност - много масивен обект. Ето защо всеки един орган около него привлича.

За нас това означава, земно ускорение, което обикновено се измерва в г, равна на 9,8 метра на квадратен секунда. Това означава, че ако краката не сме имали подкрепата, ние щеше да падне в размер нараства с всяка секунда до 9.8 метра.

По този начин, само от гравитацията, ние сме в състояние да се изправи, да падне, да се хранят и да пият нормално, за да се разбере къде на върха, където дъното. Ако привличането ще изчезне - ние ще бъдем при нулева гравитация.

Особено запознат с това явление астронавти се намират в едно пространство в състояние на плаващ - свободно падане.

Теоретично, учените знаят как да се създаде изкуствена гравитация. Има няколко техники.

Големият маса

Най-логично вариант - да се направи на космическия кораб толкова голям, че тя стана изкуствена гравитация. На кораба, можете да се чувстват комфортно, защото никой ориентация в пространството, ще бъдат загубени.

За съжаление, този метод не е реалистично в момента развитието на технологиите. За да се изгради такова съоръжение изисква твърде много ресурси. Освен това, едно невероятно количество енергия, необходима за нейното възстановяване.

ускорение

Изглежда, че ако искате да стигнете до г, равна на земята, ние просто трябва да се даде на кораба с плосък (platformoobraznuyu) форма и да го да се движи перпендикулярно на равнината с желания ускорение. По този начин се получава изкуствена гравитация, и - идеално.

Все пак, реалността е много по-сложно.

На първо място това е заслужава да бъде разгледан въпросът за гориво. Към станцията постоянно се ускорява, трябва да имате непрекъснато електрозахранване. Дори ако внезапно се появява на двигателя, не се разпорежда с този въпрос, законът за запазване на енергията остава в сила.

Вторият проблем е идеята за постоянно ускорение. Според нашите познания и законите на физиката, не може да ускори за неопределено време.

В допълнение, този транспорт не е подходящ за мисията на научните изследвания, тъй като тя трябва постоянно да се ускори - да лети. Той не може да спре да изследва планетата, той дори бавно лети около него не може - това е необходимо да се ускори.

По този начин, става ясно, че тази изкуствена гравитация, все още не е на разположение за нас.

въртележка

Всеки знае как въртенето на въртележката се отразява на тялото. Ето защо, изкуствено устройство тежестта на този принцип изглежда е най-реалистичен.

Всичко, което е с диаметър въртележка, тя е склонна да падне от него със скорост приблизително равна на скоростта на въртене. Оказва се, че в тялото сила, насочена по радиуса на въртящ се обект. Това е много подобен на гравитацията.

Така че, това отнема кораб, с цилиндрична форма. В този случай, той трябва да се върти около оста си. Между другото, изкуствената гравитация на космически кораб, проектиран в съответствие с този принцип се доказва достатъчно често в научнофантастичните филми.

бъчвообразни кораб, въртящ се около надлъжната ос, центробежна сила, посоката на която съответства на радиуса на обекта. За да се изчисли получената ускорение е необходимо да се раздели силата на земята.

Знаейки хората по физика намират това не е трудно: а = ω²R.

В тази формула резултат на изчисление - ускорение, първата променлива - възел скорост (измерена в радиани в секунда), а вторият - на радиуса.

Според това, за което сме свикнали г, вие трябва правилно да комбинирате ъгловата скорост и радиус на пространство транспорт.

Този проблем е осветен в такива филми като "ИнтерСол" "Вавилон 5", "2001: Космическа одисея" и други подобни. Във всички тези случаи, изкуствената гравитация по-близо до гравитационното ускорение на земята.

Без значение колко е добра идея, че е доста трудно за изпълнение.

метода на проблема с "въртележка"

Най-очевидният проблем е подчертана в "Космическа одисея". Radius "пространство превозвач" е около 8 метра. За да се получи ускорение в 9.8, въртенето трябва да се проведе в размер на около 10.5 на всяка минута от оборота.

Когато тези стойности се проявяват "Кориолис ефект", което е, че на различни разстояния от етаж ефекта на различна сила на. Това зависи от ъгловата скорост.

Оказва се, че изкуствената гравитация в космоса е създадена, но твърде бързо въртене на тялото ще доведе до проблеми с вътрешното ухо. Това, от своя страна, води до дисбаланс, проблеми с вестибуларния апарат и други подобни - - предизвикателства.

Появата на тази бариера показва, че този модел е много жалко.

Можете да опитате да отидете на гърба, както направихме в романа "World-Ring". Ето, че корабът е във формата на пръстен, чийто радиус приблизително на радиуса на орбитата ни (около 150 милиона км). На този размер, скоростта на въртене е достатъчно, за да не обръща внимание на Кориолис ефект.

Можем да предположим, че проблемът е решен, но това не е така. Фактът, че общият оборот на структурата около оста й отнема 9 дни. Това предполага, че товарът е твърде висока. С цел да се изработи своя траен, той изисква много силен материал, който днес не са на разположение. Освен това, проблемът е, количеството на материала и директно изграждане процес.

В игрите на подобни теми, като във филма "Вавилон 5", тези проблеми са решени по някакъв начин: достатъчно е скоростта на въртене, ефектът на Кориолис не е значителна, хипотетично възможно да се създаде такъв кораб.

Въпреки това, дори и тези светове имат недостатък. Неговото име - инерция.

Корабът, въртящ се около оста си, се превръща в огромен жироскоп. Както знаете, направи жироскоп от оста е изключително трудно поради ъглов момент. Важно е, че сумата не оставя системата. Това означава, че определя посоката на обекта ще бъде много трудно. Въпреки това, такъв проблем може да бъде решен.

Решаването

Изкуствен тежестта на космическата станция става достъпна, когато помощта идва "О'Нийл Цилиндър". За да създадете тази конструкция изисква еднакви цилиндрични съдове, които се свързват по оста. Те трябва да се върти в различни посоки. В резултат на това събрание е моментът на импулса нула, така че не трябва да има проблеми с даване на кораба необходимата посока.

Ако е възможно, правят кораба радиус от около 500 метра, а след това тя ще работи точно така, както би трябвало. В този случай, изкуствената гравитация в космоса е доста удобен и подходящ за дълги полети в кораби или изследователски станции.

Космически Engineers

Как да се създаде изкуствена гравитация, е известно, че създателите на играта. Въпреки това, в този фантастичен свят на тежестта - това не е взаимното привличане на телата, но линейната сила, предназначена да ускори елементи в дадена посока. Атракцията тук не е абсолютна, тя се промени, когато пренасочва източник.

Изкуствен тежестта на космическата станция е създаден с помощта на специален генератор. Тя съвместно въртене еднакво и зона генератор. Така че, в реалния свят, уловени в превозното средство, в което генератор, ще бъдат привлечени към тялото. Въпреки това, героят на играта ще падне, докато действието не напуснат периметъра на устройството.

Към днешна дата, изкуствената гравитация в пространството, създадено такова устройство не е на разположение на човечеството. Въпреки това, дори сивите коси разработчиците не спират да мечтаят за това.

Сферични генератор

Това е по-реалистична версия на оборудването. Когато инсталирате посока тежестта на генератора. Това дава възможност да се създаде станция, тежестта на която ще бъде равна на планетарна.

центрофуга

Днес изкуствена гравитация на Земята се намира в най-различни устройства. те се основават, най-вече, от инерцията, тъй като тази сила се усеща от нас, подобно на гравитационните ефекти - тялото не прави разлика между това, което е причина за ускорението. Като пример: един човек издига в асансьора, чувство на последиците от инерцията. Физици: асансьор покачване допринася за ускоряването на свободно падане ускоряване на кабината. Когато се върнете към пилотската кабина измерва движението "печалба" тегло изчезва, връщайки общоприетия смисъл на думата.

Учените отдавна се интересуват от изкуствена гравитация. Центрофугата е най-често използвани за тези цели. Този метод е подходящ не само за космически кораб, но също така и за наземни станции, които изискват да се изследват последиците от тежестта на човешкото тяло.

Запознайте се със света, който се използва в ...

Въпреки че проучването на гравитацията започна от космоса, е много науки за земята. Дори и днес постиженията в тази област са били приложени, например, в областта на медицината. Знаейки, дали е възможно да се създаде изкуствена гравитация на планетата, можете да го използвате за лечение на проблеми с придвижването или на нервната система. Освен това, проучването на силите, участващи в първото място на Земята. Това позволява на астронавтите да извършват експерименти, докато останалите в центъра на вниманието на лекарите. Друго нещо, което е изкуствената гравитация в космоса, няма хора в състояние да помогне на астронавтите в случай на извънредна ситуация.

Като се има предвид пълната безтегловност, не е възможно да се вземат предвид сателит в орбита около Земята. Тези обекти, макар и в малка степен, да засягат гравитацията. Силата на гравитацията, в такива случаи, наречен на микрогравитация. Реал гравитацията са тествани само на машината, летящ с постоянна скорост в космическото пространство. Въпреки това, човешкото тяло не усетите разликата.

Насладете се на безтегловността може да бъде продължителен скок (преди капакът ще се отвори) или по време на параболична спад самолети. Такива експерименти често са поставени в САЩ, но в самолета това чувство трае само 40 секунди - това е твърде малък, за пълно разследване.

В СССР през 1973 г., за да знам дали е възможно да се създаде изкуствена гравитация. И не само го е създал, но и по някакъв начин променя. Ярък пример за изкуствено намаляване на тежестта - сух потапяне, потапяне. За постигане на желания ефект е необходимо да се постави плътен филм на повърхността на водата. Човекът е поставен в началото на това. Под тежестта на тялото на тялото е потопен във водата, само главата остава в горната част. Този модел демонстрира неподдържани с ниска гравитация, която е характерна за океана.

Няма нужда да отида в космоса, за да се чувстват ефектите на безтегловността противоположни сили - hypergravity. По време на излитане и кацане на космически кораб, центрофуга претоварване могат не само да се чувстват, но също така и да се изследват.

лечение на тежестта

Гравитационните физически изследвания, включително ефектите на безтегловността върху човешкия организъм, в опит да ограничи последствията. Въпреки това, голяма част от постиженията на тази наука е в състояние да бъде полезен и обикновени жители на планетата.

Големи очаквания лекари предоставят на изучаването на поведението на мускулни ензими в миопатия. Това е сериозно заболяване, което води до ранна смърт.

Когато активни физически дейности в кръвта на здрав човек получава голямо количество ензим kreatinofosfokinazy. Причината за това явление не е ясно, че е възможно, натоварването действа върху клетъчната мембрана по такъв начин, че тя "Спукан". Пациенти с миопатия получите същия ефект, без да се зарежда. Наблюдения за астронавти показват, че при нулева гравитация доставяне на активен ензим в кръвта се намалява значително. Тези резултати предполагат, че използването на потапяне ще се намали отрицателното въздействие на факторите, водещи до миопатия. В момента извършвал експерименти с животни.

Лечение на някои болести днес провежда с използване получен в изследването на тежестта данни, включително изкуствено. Например, необработена церебрална парализа, инсулт, костюми на Паркинсон чрез прилагането на натоварване. Почти приключи изследването на положителните ефекти от подкрепа - пневматичен обувката.

Полет на Марс?

Последните постижения астронавти дават надежда за реалността на проекта. Той има опит в медицинско лице подкрепа с дълъг престой далеч от Земята. Донесе много ползи и изследователски мисии до Луната, на силата на гравитацията, което е 6 пъти по-малки от нашите собствени. Сега астронавти и учени са си поставили нова цел - до Марс.

Преди да се събудите, трябва да сте наясно с всичко, за билет до Червената планета, той очаква тялото на първия етап от работата - на пътя. Като цяло, по пътя към планетата пустиня ще вземе половината от годината - около 500 дни. Доверете се на пътя има само собствената си власт, просто чакаме помощ от никъде.

Подкопае силите ще бъдат много фактори: стрес, радиация, липсата на магнитно поле. Най-важното изпитание за организма - промяна на гравитацията. Пътуващи хора "да се запознаят" с няколко нива на гравитацията. Главно това претоварване излитане. След това - безтегловност по време на полета. След това -. Hypogravity на местоназначението, което е, на гравитацията на Марс най-малко 40% от земята ..

Как да се справят с негативните ефекти от безтегловност в дълъг полет? Надяваме се, че развитието в областта на изкуствена гравитация ще помогне да се справи с този проблем в близко бъдеще. Опитите с плъхове, които пътуват с "Космос-936" показват, че този метод не решава всички проблеми.

Опитът на операционната система показва, че много по-полезни за тялото могат да донесат използването на комплекси за обучение, които могат да определят необходимото натоварване за всеки астронавт поотделно.

Въпреки че се смята, че не само изследователи ще летят до Марс, но и туристи, които искат да установят колония на Червената планета. За тях, поне за първи път, усещането за безтегловност ще надделее над всички доводи на лекарите за опасностите от продължително излагане в такива условия. След няколко седмици обаче те ще се нуждаят от помощ, така че е толкова важно да се намери начин да се създаде изкуствена гравитация на космическия кораб.

резултати

Какви изводи могат да бъдат направени относно създаването на изкуствена гравитация в космоса?

Сред всички варианти, разглеждани в момента, въртящата се конструкция изглежда най-реалистична. Въпреки това, с настоящото разбиране на физическите закони, това е невъзможно, защото корабът не е кух цилиндър. Вътре има подове, които пречат на въплъщението на идеи.

Освен това радиусът на кораба трябва да бъде толкова голям, че ефектът на Кориолис да няма значим ефект.

За да управлявате нещо подобно, се нуждаете от цилиндъра O'Neill, споменат по-горе, който ще ви позволи да контролирате кораба. В този случай шансовете за използване на такъв дизайн за междупланетни полети се увеличават, осигурявайки на екипа удобно ниво на тежест.

Преди човечеството да може да превърне мечтите си в реалност, бих искал да видя във фантастичните творби малко повече реализъм и още по-добро познаване на законите на физиката.