Tehisgravitatsiooni ja kuidas luua

Isegi inimesed ei ole huvitatud ruumi, kunagi näinud filmi kosmose või lugenud selliseid asju raamatutes. Peaaegu kõik need inimesed lähevad tööde laeva, normaalne uni, ei ole probleeme söömine. See tähendab, et need - fiktiivne - Laev on tehisgravitatsiooni. Enamik publik tajub seda kui midagi täiesti loomulik ja tegelikult see ei ole tõsi.

tehisgravitatsiooni

Nii me nimetame muutus (mõlemas suunas) meile tuttav gravitatsiooni rakendades erinevaid meetodeid. Ja see on tehtud mitte ainult mängufilme, kuid väga reaalne maise olukordi, kõige sagedamini, et katsed.

Teoreetiliselt loomine tehisgravitatsiooni ei tundu nii raske. Näiteks saate seda vajadusel uuesti tekitada, kasutades inerts, täpsemalt, tsentrifugaaljõud. Vajadus sellise võimu ei tekkinud eile - see juhtus nii kiiresti kui inimesed hakkasid unistada pikaajalise kosmoselennud. Loomine tehisgravitatsiooni kosmoses võimaldab vältida paljusid probleeme, mis tulenevad aja kaaluta. Astronaudid kasvada nõrk lihaste, luud muutuvad vähem tugevad. Reisimine nendes tingimustes kuud, saad mõned lihaste atroofia.

Seega täna loomine tehisgravitatsiooni - ülesanne ülimalt tähtis, kosmoseuuringute ilma selle feat on võimatu.

materjalide

Isegi need, kes teavad ainult füüsika õppekava tasandil, mõistma, et gravitatsiooni - üks põhilisi seadusi meie maailmas: kõik keha suhelda üksteisega tekkinud vastastikune atraktsioon / vastumeelsust. Mida suurem on keha, seda suurem oma külgetõmbejõu.

Land meie reaalsus - väga massiivne. See on põhjus, miks iga keha ümber äratanud.

Meile tähendab see raskuskiirendus, mis on enamasti mõõdetakse g, võrdne 9,8 meetri ruutmeetri teine. See tähendab, et kui jalge me ei toetanud, oleksime langenud kiirusega kasvab iga teine 9,8 meetrit.

Seega ainult raskust, oleme võimelised seisma, langevad, süüa ja juua normaalselt, et mõista, kus top, kus põhja. Kui atraktsioon kaob - me maakülgetõmbejõuta.

Eriti tuttav nähtus astronaudid satuvad ruumi seisundis ujuva - vabalangemise.

Teoreetiliselt teadlased teavad, kuidas luua tehisgravitatsiooni. On mitmeid meetodeid.

Suur mass

Kõige loogilisem variant - teha kosmoselaev nii suur, et see tekkis tehisgravitatsiooni. Laeval saab mugav, sest ei orientatsiooni ruumis kaduma.

Kahjuks ei ole see meetod realistlik tehnoloogia areng. Ehitada selline rajatis nõuab liiga palju ressursse. Lisaks uskumatu vajalik energia hulk selle taastumist.

kiirendus

Tundub, et kui sa tahad jõuda g, võrdne maa, me lihtsalt vaja anda laeva kindla (platformoobraznuyu) vorm ja saada see liikuda risti tasandiga soovitud kiirenduse. Sel viisil tehisgravitatsiooni saadud ja - ideaalne.

Kuid reaalsus on palju keerulisem.

Kõigepealt tasub kaaluda kütuse probleemi. Jaama pidevalt kiirendades, siis peab olema katkematu toiteallikas. Isegi kui mootor äkki ilmub, ärge visake asja, õiguse energiasäästlikkus kehtib.

Teine probleem on idee konstantse kiirendusega. Vastavalt meie teadmisi ja füüsikaseaduste, sa ei saa kiirendada lõputult.

Lisaks sellele transport ei sobi teadus missiooni, kuna see peab pidevalt kiirendada - lennata. Ta ei saa lõpetada uurida planeedi ta isegi aeglaselt sõita ümber ei saa - see on vajalik, et kiirendada.

Seega on selge, et see tehisgravitatsiooni ei ole veel kättesaadavad meile.

karussell

Igaüks teab, kuidas karusselli rotatsiooni mõjutab keha. Seetõttu tehisgravitatsiooni seade selle põhimõtte kohaselt tundub olevat kõige realistlikum.

Kõik, mis on karussell läbimõõduga, siis kipub langema välja kiirusega ligikaudu võrdne pöörlemiskiiruse. Selgub, et organismis suunatult jõudu mööda raadiust pöörleva objekti. See on väga sarnane raskust.

Niisiis, see võtab laeva, silindrilise kujuga. Sel juhul peaks see pöörleb ümber oma telje. Muide, tehisgravitatsiooni kohta kosmoselaev, mis on mõeldud selle põhimõtte kohaselt on näidanud sageli piisavalt ulme filme.

Tünnikujulise laeva, uuenevate ümber pikitelje, tsentrifugaaljõud, mille suund vastab raadiuse objekti. Arvutada saadud kiirenduse puhul jagada jõud kohapeal.

Teades füüsika inimesed leiavad seda ei ole raske: a = ω²R.

Selles valemis arvutuste tulemusena - kiirenduse, esimene varieeruv - kiirus sõlm (mõõdetuna radiaani sekundis), teine - raadiusega.

Vastavalt sellele, sest oleme harjunud g, peate õigesti kombineerida nurkkiirus ja raadius kosmosetransporti.

See probleem on valgustatud filmides «Intersol" "Babylon 5", "2001: Space Odyssey" jms. Kõikidel nendel juhtudel tehisgravitatsiooni lähemale Maa raskuskiirenduse.

Ükskõik kui hea idee, see on üsna raske rakendada.

meetod probleemi "karussell"

Kõige ilmsem probleem on esile tõstetud "A Space Odyssey". Raadius "ruumi kandja" on umbes 8 meetrit. Selleks, et saada kiirendus 9,8, rotatsiooni peaks toimuma kiirusega umbes 10,5 iga minut käibest.

Kui need väärtused avalduvad "Coriolise jõud", mis on see, et erinevatel kaugustel põrandale mõju erineva tugevusega. See sõltub nurkkiirus.

Selgub, et tehisgravitatsiooni kosmoses on loodud, kuid liiga kiire keha pöörlemise viib probleeme sisekõrva. See omakorda põhjustab tasakaaluhäireid, probleemid teosüsteemi ja muud - sarnane - väljakutsed.

Tekkimist selle barjääri näitab, et see mudel on väga kahetsusväärne.

Võite proovida minna vastupidises, nagu tegime romaanis "World-Ring". Siin laev on kujul ringi, mille raadius ligikaudne raadiusega meie orbiidil (umbes 150 miljonit kilomeetrit). Sel suurus, pöörlemiskiirus on piisav ignoreerida Coriolise jõud.

Me ei saa eeldada, et probleem on lahendatud, kuid see ei ole nii. Asjaolu, et kogukäibest struktuuri ümber oma telje kulub 9 päeva. See näitab, et koormus on liiga suur. Selleks, et luua nende pidev, see nõuab väga tugev materjal, mis ei ole enam saadaval. Lisaks on probleemiks kogus materjali ja vahetult hoone protsessi.

In mängud sarnaste teemade nagu filmi "Babylon 5", need probleemid on kuidagi lahendada: piisab pöörlemiskiirus, Coriolise efekti ei ole märkimisväärne, hüpoteetiliselt võimalik luua selline laev.

Kuid isegi need maailmad on puudus. Tema nimi - hoogu.

Laev, uuenevate ümber oma telje, muundub suur güroskoop. Nagu te teate, teha güroskoop välja telg on väga raske tänu Pyörimismäärä. On oluline, et summa ei jäta süsteemi. See tähendab, et määrata suund objekti saab olema väga raske. Kuid selline probleemi saab lahendada.

tegelemine

Tehisgravitatsiooni kosmosejaama on saadaval, kui abi on "O'Neill Silindri." Luua selle konstruktsiooni nõuab ühesugust silindrilised anumad, mis ühendavad piki telge. Nad peavad olema pööratud eri suundades. Selle tulemusena koost on null Pyörimismäärä, mistõttu ei tohiks olla probleeme andes laeva vajalikus suunas.

Kui võimalik, muudavad laeva raadiusega umbes 500 meetrit, siis töötab täpselt nii nagu peab. Sel juhul tehisgravitatsiooni kosmoses on üsna mugav ja sobib pikka lendu laevade või jaamadest.

space Insenerid

Kuidas luua tehisgravitatsiooni, on teada, et loojad mängu. Kuid selles fantaasiamaailmas gravitatsiooni - see ei ole vastastikuse atraktiivsust asutused, kuid lineaarse jõu, mille eesmärk on kiirendada asjade etteantud suunas. Atraktsioon siin ei ole absoluutne, see on muutunud kui suunata allikas.

Tehisgravitatsiooni kosmosejaama on loodud kasutades spetsiaalset generaator. Ta koostööd vahelduva ühtne ja generaator tsooni. Niisiis, reaalses maailmas, püütud sõiduki, mille generaator, siis oleks huvitatud keha. Kuid kangelane mängu langeb seni, kuni tegevus ei jäta seadet ümbermõõt.

Praeguseks on kunstlik gravitatsioon ruumi, mis on loodud selline seade ei ole kättesaadav inimkonna. Kuid isegi hallipäine arendajad ei lakka unistada seda.

sfääriline generaator

See on realistlikum versioon seadmed. Paigaldades gravitatsiooni suunas generaatori. See võimaldab luua jaama mille raskus on võrdne planeedi.

tsentrifuug

Täna tehisgravitatsiooni Maal leidub erinevaid seadmeid. need põhinevad peamiselt, inertsist, sest see jõud on tunda meie sarnaseid gravitatsiooniline mõju - keha ei erista, mis on põhjus kiirendus. Näiteks: mees tõuseb lift, halb mõju inerts. Füüsikud: lift tõus lisab kiirendus vabalangemise kiirendus kabiini. Kui naasete kabiini mõõta liikumine "kasum" kaal kaob, tagastades selle tavatähenduses.

Teadlased on juba pikka aega olnud huvitatud tehisgravitatsiooni. Tsentrifuugi on kõige sagedamini kasutatud nimetatud otstarbel. See meetod sobib mitte ainult kosmoselaeva, kuid ka maapealseid jaamu, mis nõuavad, et uurida mõju gravitatsiooni inimkeha.

Avasta maailma, kasutatakse ...

Kuigi uuringu gravitatsiooni alustati ruumi, see on väga maateaduste. Isegi täna saavutusi selles valdkonnas on rakendatud näiteks meditsiinis. Teades, kas on võimalik luua tehisgravitatsiooni planeedil, saate seda ravida probleeme liikumisvõime või närvisüsteemi. Lisaks uuring jõududega esiteks Maal. See võimaldab astronaudid katsetuste läbiviimiseks jäädes fookuses arstid. Teine asi on kunstlik gravitatsioon ruumi, ei ole inimesi aidata astronaudid korral hädaolukorras.

Pidades silmas täielikku kaaluta, on võimatu arvestada satelliidi Maa orbiidile. Need objektid, kuigi vähesel määral mõjutada gravitatsiooni. Gravitatsioonijõud, sellistel juhtudel, nimetatakse mikrogravitatsiooni. Real gravitatsiooni ainult testitud masina, sõidavad ühtlase kiirusega kosmoses. Kuid inimese keha ei tunne erinevust.

Kogemused kaaluta saab pikaleveninud hüpata (enne kupli avab) või selle ajal parabool langus lennukeid. Sellised katsed on sageli panna USA, kuid lennukis seda tunnet kestab vaid 40 sekundit - see on liiga väike täielikku uurimist.

NSVL 1973 teada, kas on võimalik luua tehisgravitatsiooni. Ja mitte ainult selle loonud, vaid ka mingil moel muutunud. Ilmekaim näide kunstlik vähendades raskuskeskme - keemiline kastmise Keelekümblusõpilased. Et saavutada soovitud efekti vaja panna tiheda kile veepinnal. Inimene on asetatud ta. Raskuse all keha keha on üleni vette, ainult pea jääb ülaosas. See mudel näitab toetamata madala raskuskeskme, mis on iseloomulik ookeani.

Ei ole vaja minna kosmosesse tundma mõjusid kaaluta vastupidine jõud - hypergravity. Stardi ja maandumise ajaks kosmoselaeva, tsentrifuug ülekoormus võib mitte ainult tunda, vaid ka uurida.

Ravi raskuskeskme

Gravitatsiooniline füüsika uuringud, sealhulgas mõju kaaluta inimorganismile püüdes tagajärgede minimeerimiseks. Kuid suur hulk saavutusi selle teaduse suudab olla kasulik ja tavalised elanikud planeedil.

Suured lootused arstid annavad uuring käitumise lihaste ensüümide müopaatia. See on tõsine haigus, mis põhjustab varajast surma.

Kui aktiivne füüsiline tegevus veres terve inimene saab palju ensüümi kreatinofosfokinazy. Selle põhjuseks nähtus ei ole selge, siis on võimalik, koormus mõjub rakumembraani nii, et see "Lekkiv". Patsiendid, kellel on müopaatia saada sama mõju ilma koormusi. Vaatlused astronauteille näitavad, et maakülgetõmbejõuta kohaletoimetamise aktiivse ensüümi veres väheneb märgatavalt. See leid viitab, et kasutada keelekümbluse vähendab negatiivset mõju tegureid müopaatia. Praegu läbi katseid loomadega.

Teatavate haiguste ravis täna läbi kasutades uuringus saadud raskuskeskme andmeid, sealhulgas tehislikud. Näiteks ravimata ajuhalvatus, insult, Parkinsoni sobib kohaldamise kaudu koormus. Peaaegu valmis uuring positiivset mõju tugi - pneumaatiline kinga.

Fly Marsil?

Hiljutised edusammud astronaudid anda lootust projekti reaalsust. See on kogemusi meditsiini tugiisiku pika eemalviibimise Maa. Toonud palju kasu ja teadus missioonid Moon, Gravitatsioonijõud mis on 6 korda väiksem kui meie oma. Nüüd astronaudid ja teadlased on seadnud uue eesmärgi - Marsile.

Enne kui ärkad, siis peaks olema teadlik kõigist pilet Red Planet, ta loodab, et keha on esimese etapi tööd - teedel. Keskmiselt tee kõrbesse planeedi võtab poolaastal - umbes 500 päeva. Tugineda tee on ainult omal jõul, vaid ootama abi kõikjal.

Kahjustada jõududega paljudest teguritest: stress, kiirgus, puudumisel magnetvälja. Kõige olulisem test organismi - muuta gravitatsiooni. Reisimine inimesed "tutvuda" mitmel tasandil gravitatsiooni. Peamiselt ülekoormuse starti. Siis - kaaluta lennu ajal. Seejärel -. Hypogravity sihtkohas, mis on raskusjõu Marsil vähemalt 40% maa ..

Kuidas tulla toime negatiivse mõju kaaluta pikka lendu? Loodetakse, et arengu valdkonnas tehisgravitatsiooni aitab selle probleemi lahendamiseks lähitulevikus. Katsed rottidega, reisides "Cosmos-936" näitavad, et see meetod ei lahenda kõiki probleeme.

OS Kogemused on näidanud, et see on palju kasulikum organism on võimeline alandama simulaatorite kasutamine võimalik määrata kindlaks vajalik koormus iga üksiku astronaut.

Kuigi arvatakse, et Mars lennata mitte ainult teadlased, aga ka turistidele, kes soovivad luua koloonia Red Planet. Nende jaoks vähemalt esialgu tunnet kaaluta ületab põhjustel arstid ohtudest pikaajaline viibimist neid tingimusi. Kuid pärast paari nädalat ja vajad abi neile, miks see on nii oluline, et oleks võimalik leida viis ehitada kosmoselaev tehisgravitatsiooni.

tulemused

Milliseid järeldusi saab teha umbes loomise tehisgravitatsiooni kosmoses?

Kõigist peetakse praegu saadaolevate pöörleva disain tundub realistlikum. Kuid praeguse arusaama füüsikaseadused on võimatu, sest laeva - see ei ole õõnes silinder. Toas seal kattuvad takistavad rakendamise ideid.

Lisaks laeva raadius peab olema piisavalt suur, et Coriolise jõud ei ole olulist mõju.

Juhtida midagi sellist, mis kulub silindri O'Neill eespool mainitud, mis võimaldab kontrollida laeva. Sel juhul võimalusi suurendada kasutamise sellise struktuuri planeetidevahelised missioonide tagada meeskonna mugav raskusastme.

Enne inimkonna saab tõlkida oma unistused reaalsuseks, tahaksime näha ilukirjandusteoste natuke realistlikum ja teadmised füüsikaseaduste.