Gravidade artificial é e como crear

Mesmo as persoas que non están interesados no espazo, xa viu unha película sobre a viaxe espacial ou ler sobre isto en libros. Case todas estas persoas van para as obras da nave, o sono normal, non ten problemas coa alimentación. Isto quere dicir que estes - ficción - O buque ten gravidade artificial. A maioría do público entende como algo moi natural, e en realidade iso non é verdade.

gravidade artificial

Entón chamamos un cambio (en calquera dirección) familiar para nós gravidade mediante a aplicación de métodos diferentes. E iso está feito non só en obras de ficción, pero nas situacións terreais moi real, a maioría das veces, para os experimentos.

En teoría, a creación de gravidade artificial non parece tan difícil. Por exemplo, pode recriá-lo usando a inercia, máis precisamente, a forza centrífuga. A necesidade de este poder non xurdiu onte - aconteceu tan pronto as persoas comezaron a soñar cunha voos espaciais de longa duración. Creación de gravidade artificial no espazo, será posible evitar moitos dos problemas derivados do período de tempo en ausencia de gravidade. Os astronautas crecer músculos débiles, ósos vólvense menos forte. Viaxes nestas condicións meses, pode obter algunha atrofia muscular.

Así, hoxe a creación de gravidade artificial - unha tarefa de suma importancia, a explotación do espazo , sen esa fazaña é imposible.

equipamento

Mesmo aqueles que coñecen só o nivel currículo física, entender que a gravidade - unha das leis fundamentais do noso mundo: todo o corpo interactúan uns cos outros, experimentando unha mutua atracción / repulsión. Canto maior sexa o corpo, maior é o seu poder de atracción.

Terra para a nosa realidade - un obxecto moi grande. É por iso que cada corpo único en torno a el atraeu.

Para nós isto significa a aceleración da gravidade, que é xeralmente medida en g, igual a 9,8 metros por segundo cadrado. Isto significa que se baixo os pés que non teñen o apoio, que caería a un ritmo cada vez maior cada segundo para 9,8 metros.

Así, só por gravidade, somos capaces de levantar, caer, comer e beber normalmente, para entender onde a parte superior, onde o fondo. A atracción pode desaparecer - imos estar en gravidade cero.

Particularmente familiarizado con este astronautas fenómeno atopa-se nun espazo en un estado de flutuación - caída libre.

Teoricamente, os científicos saben como crear gravidade artificial. Existen varias técnicas.

A gran masa

A opción máis lóxica - para facer a nave espacial tan grande que xurdiu a gravidade artificial. No barco, pode sentirse cómodo, porque ningunha orientación no espazo será perdido.

Desafortunadamente, este método non é realista no actual desenvolvemento da tecnoloxía. Para construír unha instalación deste tipo require moitos recursos. Ademais, unha incrible cantidade de enerxía necesaria para a súa recuperación.

aceleración

Parece que se quere acadar g, igual á terra, que só precisa dar o buque forma plana (platformoobraznuyu) e comezar a mover-se perpendicular ao plano coa aceleración desexada. Deste xeito, a gravidade artificial é obtida, e - un ideal.

Con todo, a realidade é moito máis complicada.

En primeiro lugar, paga a pena considerar a cuestión do combustible. Para a estación está constantemente acelerando, ten que ter fonte de alimentación ininterrompida. Aínda que o motor de súpeto aparece, non descarta a materia, a lei da conservación da enerxía segue en vigor.

O segundo problema é a idea de aceleración constante. Segundo o noso coñecemento e as leis da física, non pode acelerar indefinidamente.

Ademais, este transporte non é adecuado para a misión de investigación, xa que debe ser constantemente acelerado - para voar. Non pode deixar de explorar o planeta, el mesmo aos poucos voar en torno a el non pode - é necesario para acelerar.

Así, torna-se claro que esta gravidade artificial aínda non está dispoñible para nós.

carrusel

Todo o mundo sabe como a rotación carrusel afecta o corpo. Polo tanto, o dispositivo gravidade artificial segundo este principio parece ser o máis realista.

Todo o que é de diámetro carrusel, ela tende a caer fóra da mesma a unha velocidade aproximadamente igual á velocidade de rotación. Acontece que, o corpo dunha forza dirixida ao longo do raio dun obxecto que roda. Isto é moi semellante á gravidade.

Entón, hai que un buque, tendo unha forma cilíndrica. Neste caso, debe xirar en torno do seu eixo. De feito, a gravidade artificial nunha nave espacial, deseñado de acordo con este principio é demostrado con bastante frecuencia en filmes de ciencia ficción.

O buque en forma de barril, en torno a un eixe longitudinal, unha forza centrífuga, no sentido de que corresponde ao raio do obxecto. Para calcular a aceleración resultante está obrigado a dividir a forza no chan.

Coñecer as persoas físicas atopar este non é difícil: a = ω²R.

Nesta fórmula, o resultado do cálculo - aceleración, a primeira variable - No velocidade (medida en radiáns por segundo), o segundo - o raio.

Segundo este, xa que son usados para g, ten que combinar correctamente a velocidade angular eo raio do transporte espacial.

Este problema é iluminado en películas como "Intersol" "Babylon 5", "2001: Unha odisea no espazo" e similares. En todos estes casos, a gravidade artificial máis preto de aceleración gravitacional da Terra.

Non importa o quão boa a idea, é moi difícil de implementar.

o método do problema do "carrusel"

O problema máis evidente é destaque en "Unha Odisea no Espazo". Radius "transportista espazo" é duns 8 metros. Co fin de obter a aceleración en 9,8, a rotación debe ocorrer a un ritmo de preto de 10,5 a cada minuto do volume de negocios.

Cando estes valores manifestar "efecto de Coriolis", que é a que está en distancias diferentes do efecto da forza andar diferente. El depende da velocidade angular.

Acontece que a gravidade artificial no espazo é creado, pero a rotación moi rápida do corpo vai levar a problemas co oído interno. Este, á súa vez, provoca un desequilibrio, problemas co sistema vestibular e outros - semellantes - retos.

O xurdimento desta barreira indica que este modelo é moi lamentable.

Pode tentar ir no reverso, como fixemos na novela "World-Ring". Aquí o buque está na forma dun anel cuxo raio aproximado ao raio da nosa órbita (uns 150 millóns de quilómetros). Neste tamaño, a velocidade de rotación é suficiente para ignorar o efecto de Coriolis.

Podemos supoñer que o problema está resolto, pero non é así. O feito de que o volume total da estrutura en torno do seu eixo leva 9 días. Isto suxire que a carga é moi alta. A fin de proxectar o seu sostido, que require un material moi forte, que hoxe non están dispoñibles. Ademais, o problema é a cantidade de material de construción e proceso directamente.

En xogos de asuntos similares, como na película "Babylon 5", estes problemas son de algunha maneira resolto: é a velocidade de rotación suficiente, o efecto Coriolis non é significativo, hipoteticamente posible crear un tal barco.

Con todo, aínda estes mundos teñen unha desvantaxe. O seu nome - momentum.

O buque, que xira en torno do seu eixo, é transformado nun enorme Xiroscopio. Como vostede sabe, facer eixe Xiroscopio off é moi difícil debido ao momento angular. É importante que a cantidade non deixa o sistema. Isto quere dicir que definir a dirección do obxecto será moi difícil. Con todo, tal problema pode ser resolto.

dirixindo

gravidade artificial na estación espacial pasa a ser dispoñible cando a axuda vén "Cilindro de O'Neill." Para crear esta construción require vasos cilíndricos idénticos que se conectan ao longo do eixe. Teñen que ser xirado en direccións diferentes. O resultado desta montaxe é o momento angular cero, non debe haber problemas con dando o buque a dirección necesaria.

Se é posible, faga o buque dun raio de aproximadamente 500 metros, a continuación, que vai funcionar exactamente como debería. Neste caso, a gravidade artificial no espazo é moi cómodo e axeitado para voos de longo en buques ou estacións de investigación.

enxeñeiros espaciais

Como gravidade artificial, sabe-se aos creadores do xogo. Con todo, neste mundo de fantasía de gravidade - non é unha atracción mutua dos corpos, pero a forza lineal, deseñado para acelerar os elementos nunha determinada dirección. A atracción aquí non é absoluta, modifícase cando redirixido fonte.

gravidade artificial na estación espacial é creado mediante un xerador especial. Ela co-rotación uniforme e unha zona de xerador. Así, no mundo real, capturados no vehículo no que un xerador, sería atraído para o corpo. Con todo, o heroe do xogo vai caer, mentres a acción non deixar o perímetro dispositivo.

Ata a data, a gravidade artificial no espazo, creado un tal dispositivo non está dispoñible para a humanidade. Con todo, mesmo os desenvolvedores de cabelo gris non deixan de soñar con iso.

Xerador esférica

Esta é unha versión máis realista do equipo. Ao instalar unha dirección gravidade do xerador. Isto fai posible crear unha estación, a gravidade dos cales pode ser igual á planetaria.

Centrifugadora

Hoxe gravidade artificial na Terra atópase nunha variedade de dispositivos. eles están baseados principalmente por inercia, xa que esta forza é sentido por nós semellante a efectos gravitacionais - o corpo non fai distinción entre o que é a causa da aceleración. Como un exemplo: un home subindo no ascensor, sentindo os efectos da inercia. Os físicos: aumento elevado contribúe á aceleración da aceleración de caída libre da cabina. Cando retornar ao movemento cabina medida "ganancia" de peso desaparece, retornando o sentido usual.

Os científicos hai moito se interesa gravidade artificial. A centrífuga é máis frecuentemente usado para estes fins. Este método é axeitado non só para a sonda, pero tamén para as estacións terrestres, os cales requiren a estudar os efectos da gravidade sobre o corpo humano.

Explora o mundo, usado en ...

Aínda que o estudo da gravitación comezou dende o espazo, é ciencia moi terra. Aínda hoxe os logros neste campo foron aplicadas, por exemplo, en medicina. Saber se é posible crear gravidade artificial no planeta, pode usalo para tratar problemas de locomoción ou do sistema nervioso. Ademais, o estudo das forzas implicadas en primeiro lugar na Terra. Isto permite que os astronautas para realizar experimentos, manténdose en foco de médicos. Outra cousa é a gravidade artificial no espazo, non hai persoas capaces de axudar os astronautas en caso dunha emerxencia.

Tendo en conta a gravidade completa, é imposible ter en conta un satélite en órbita da Terra. Estes obxectos, aínda que en pequena medida, afectar a gravidade. A forza da gravidade, en tales casos, chamada microgravidade. gravidade real só son probado a máquina, voando a unha velocidade constante no espazo exterior. Con todo, o corpo humano non sente a diferenza.

Probar a ausencia de gravidade pode ser un salto prolongado (antes da Copa abrirá) ou durante unha aeronave descenso parabólica. Tales experiencias son moitas veces feitas en Estados Unidos, pero nun avión que sensación dura só 40 segundos - que é pequeno de máis para unha investigación completa.

Na URSS en 1973 para saber se é posible crear gravidade artificial. E non só o creou, pero tamén dalgún xeito modificado. Un exemplo notable redución da gravidade artificial - inmersión seco, inmersión. Para conseguir o efecto desexado necesario para poñer unha película densa sobre a superficie da auga. Home é colocado enriba dela. Baixo o peso do corpo do corpo é inmerso en auga, só a cabeza permanece na parte superior. Este modelo demostra a non soportado con baixa gravidade, que é característica do océano.

Non hai necesidade de ir ao espazo a sentir os efectos de forzas opostas weightlessness - hipergravidade. Durante o despegamento e aterraxe da nave espacial, sobrecarga centrífuga non só sentir, pero tamén para explorar.

tratamento de gravidade

estudos física gravitacional, incluíndo os efectos da gravidade sobre o corpo humano, nun esforzo para minimizar as consecuencias. Con todo, un gran número de realizacións desta ciencia é capaz de ser habitantes útiles e comúns do planeta.

Great Expectations médicos confiren ao estudo do comportamento de encimas musculares en miopatia. É unha enfermidade grave que leva á morte temperá.

Cando as actividades físicas activa no sangue dunha persoa sa recibe unha gran cantidade de kreatinofosfokinazy encima. A razón para este fenómeno non é clara, é posible, a carga actúa na membrana celular de tal forma que "Oco". Os pacientes con miopatia obter o mesmo efecto, sen as cargas. Observacións para astronautas mostran que a entrega en gravidade cero de encima activa no sangue é significativamente reducida. Este descubrimento suxire que o uso de inmersión pode reducir o impacto negativo de factores que conducen a miopatia. Actualmente conduciu experimentos en animais.

O tratamento de certas enfermidades conducida mediante hoxe obtidos no estudo de datos, incluíndo a gravidade artificial. Por exemplo, non tratado parálise cerebral, accidente vascular cerebral, traxe de Parkinson por medio da aplicación de carga. Case completaron o estudo dos efectos positivos do apoio - zapatos pneumático.

Voar en Marte?

Recentes avances astronautas dar esperanza para a realidade do proxecto. Ten experiencia en medicina persoa de apoio cunha longa estadía lonxe da Terra. Trouxo moitos beneficios e misións de investigación á Lúa, a forza da gravidade que é 6 veces máis pequena que a nosa. Agora astronautas e científicos fixaron un novo obxectivo - para Marte.

Antes de espertar, ten que ser consciente de todo por un ingreso para o Planeta Vermello, espera que o corpo na primeira etapa do traballo - na estrada. En media, o camiño para o planeta deserto levará a metade do ano - preto de 500 días. Confío na estrada teñen só o seu propio poder, é só esperar por axuda de calquera lugar.

Minar as forzas serán moitos factores: estrés, radiación, a ausencia dun campo magnético. A proba máis importante para o organismo - cambiar a gravidade. Viaxes persoas "dialogar" con varios niveis de gravidade. Principalmente esa sobrecarga despegamento. Entón - a ausencia de peso durante o voo. Logo -. Hypogravity no lugar de destino, é dicir, a gravidade de Marte, polo menos, o 40% da terra ..

Como xestionar os efectos negativos da ausencia de peso nun voo longo? Espérase que o desenvolvemento no campo de gravidade artificial vai axudar a resolver esta cuestión no futuro próximo. Experimentos con ratos, que viaxan de "Cosmos-936" mostran que este método non resolver os problemas.

Experiencia OS demostrou que é moito máis útil para o organismo é capaz de traer o uso de simuladores, capaz de determinar a carga necesaria para cada astronauta individual.

Mentres se cre que Marte voar non só investigadores, senón tamén para os turistas que queren establecer unha colonia no planeta vermello. Para eles, polo menos inicialmente, a sensación de estar en ausencia de gravidade superan os motivos médicos sobre os perigos de estancia prolongada nesas condicións. Con todo, despois de algunhas semanas e precisan de axuda para eles por que é tan importante ser capaz de atopar unha forma de construír unha gravidade artificial nave espacial.

resultados

Que conclusións se poden facer sobre a creación de gravidade artificial no espazo?

Entre todas as opcións consideradas actualmente xirando deseño parece máis realista. Con todo, baixo a actual comprensión das leis da física, é imposible, xa que o buque - este non é un cilindro oco. Dentro del hai sobreposición dificultando a posta en marcha de ideas.

Ademais, o buque do raio debe ser grande abondo para que o efecto Coriolis é ningún efecto significativo.

Para xestionar algo así, leva o cilindro O'Neill mencionado arriba, o que fará posible controlar o barco. Neste caso, as posibilidades aumentan para o uso de tal estrutura para misións interplanetárias, garantindo o equipo nun nivel cómodo de gravidade.

Antes da humanidade será capaz de traducir os seus soños en realidade, queremos ver nas obras de ficción algo máis realista e máis coñecemento das leis da física.