gravità artificiale è e come creare

Anche le persone non interessate nello spazio, mai visto un film sui viaggi spaziali o leggere di queste cose nei libri. Quasi tutte queste persone andare alle opere della nave, il sonno normale, non hanno problemi con il mangiare. Ciò significa che questi – fittizia – la nave è gravità artificiale. La maggior parte del pubblico lo percepisce come qualcosa del tutto naturale, e in effetti questo non è vero.

gravità artificiale

Così noi chiamiamo un cambiamento (in entrambe le direzioni) a noi familiare gravità mediante l'applicazione di metodi diversi. E questo viene fatto non solo in opere di narrativa, ma nelle reali situazioni terrene, il più delle volte, per gli esperimenti.

In teoria, la creazione di gravità artificiale non sembra così difficile. Ad esempio, è possibile ricreare utilizzando l'inerzia, più precisamente, la forza centrifuga. La necessità di questo potere non nasce ieri – è successo non appena la gente ha cominciato a sognare di un voli spaziali a lungo termine. Creazione di gravità artificiale nello spazio permetterà di evitare molti dei problemi derivanti dalla lunghezza del tempo in assenza di gravità. Gli astronauti si sviluppano i muscoli deboli, le ossa diventano meno forte. Viaggiare in queste condizioni mesi, è possibile ottenere alcuni atrofia muscolare.

Così, oggi la creazione di gravità artificiale – un compito di fondamentale importanza, l'esplorazione dello spazio , senza questa impresa è impossibile.

materiale

Anche coloro che conoscono solo il livello di programma di fisica, di capire che la gravità – una delle leggi fondamentali del nostro mondo: tutto il corpo interagiscono tra loro, vivendo una reciproca attrazione / repulsione. Più grande è il corpo, maggiore è la forza di attrazione.

Terreni per la nostra realtà – un oggetto molto massiccio. Ecco perché ogni singolo corpo intorno ha attirato.

Per noi questo significa l'accelerazione di gravità, che di solito è misurato in g, pari a 9,8 metri al secondo al quadrato. Questo significa che se sotto i piedi non abbiamo avuto il sostegno, che sarebbe caduto ad un tasso crescente ogni secondo a 9,8 metri.

Così, solo per gravità, siamo in grado di stare in piedi, cadere, mangiare e bere normalmente, per capire dove la cima, dove il fondo. Se l'attrazione scomparirà – saremo in assenza di gravità.

In particolare familiarità con questo fenomeno gli astronauti si trovano in uno spazio in uno stato di galleggiamento – caduta libera.

In teoria, gli scienziati sanno come creare gravità artificiale. Ci sono diverse tecniche.

La grande massa

L'opzione più logica – per rendere il veicolo spaziale così grande che è sorto gravità artificiale. Sulla nave, si può stare tranquillo, perché nessuno orientamento nello spazio sarà perso.

Sfortunatamente, questo metodo non è realistico allo stato attuale sviluppo della tecnologia. Per costruire una tale struttura richiede troppe risorse. Inoltre, una quantità incredibile di energia richiesta per il suo recupero.

accelerazione

Sembrerebbe che, se si vuole raggiungere g, pari alla terra, abbiamo solo bisogno di dare alla nave una forma piatta (platformoobraznuyu) e farlo muovere perpendicolarmente al piano con l'accelerazione desiderata. In questo modo, la gravità artificiale si ottiene, e – un ideale.

Tuttavia, la realtà è molto più complicata.

In primo luogo è opportuno prendere in considerazione la questione del combustibile. Per la stazione è in costante accelerazione, è necessario disporre di alimentazione elettrica ininterrotta. Anche se appare improvvisamente il motore, non smaltire la materia, la legge di conservazione dell'energia rimane in vigore.

Il secondo problema è l'idea di accelerazione costante. Secondo le nostre conoscenze e le leggi della fisica, non è possibile accelerare a tempo indeterminato.

Inoltre, questo tipo di trasporto non è adatto per la missione di ricerca, dal momento che deve essere costantemente accelerato – a volare. Egli non può smettere di esplorare il pianeta, ha anche lentamente volare intorno ad esso non può – è necessario accelerare.

Così, diventa chiaro che questo gravità artificiale non è ancora disponibile per noi.

carosello

Tutti sanno come la rotazione del carosello colpisce il corpo. Pertanto, il dispositivo di gravità artificiale secondo questo principio sembra essere la più realistica.

Tutto ciò che è di diametro carosello, esso tende a cadere fuori ad una velocità approssimativamente uguale alla velocità di rotazione. Risulta che nel corpo una forza diretta lungo il raggio di un oggetto rotante. Questo è molto simile alla forza di gravità.

Quindi, ci vuole una nave, di forma cilindrica. In questo caso, si deve ruotare attorno al suo asse. Per inciso, la gravità artificiale su una navicella spaziale, progettato secondo questo principio è dimostrato abbastanza spesso nei film di fantascienza.

La nave a botte, rotante attorno ad un asse longitudinale, una forza centrifuga, la direzione che corrisponde al raggio dell'oggetto. Per calcolare l'accelerazione risultante è necessario per dividere la forza sul terreno.

Conoscere le persone fisiche trovano questo non è difficile: a = ω²R.

In questa formula, il risultato del calcolo – accelerazione, la prima variabile – nodo velocità (misurata in radianti al secondo), il secondo – il raggio.

Secondo questo, per siamo abituati a g, è necessario combinare correttamente la velocità angolare e il raggio del trasporto spaziale.

Questo problema è illuminato in film come "Intersol" "Babylon 5", "2001: Odissea nello spazio" e simili. In tutti questi casi, la gravità artificiale più vicino alla accelerazione di gravità terrestre.

Non importa quanto bene l'idea, è molto difficile da attuare.

il metodo del problema della "giostra"

Il problema più evidente è evidenziato in "Odissea nello spazio". Raggio "vettore spaziale" è di circa 8 metri. Per ottenere un'accelerazione 9.8, la rotazione deve avvenire a una velocità di circa 10,5 ogni minuto di turnover.

Quando questi valori manifestano "effetto Coriolis", che è quella a distanze diverse dal pavimento effetto di forza diversa. Essa dipende dalla velocità angolare.

Risulta che viene creata la gravità artificiale nello spazio, ma troppo rapida rotazione del corpo portare a problemi con l'orecchio interno. Questo, a sua volta, provoca uno squilibrio, problemi con il sistema vestibolare e altri – simili – sfide.

L'emergere di questa barriera indica che questo modello è molto sfortunato.

Si può cercare di andare sul retro, come abbiamo fatto nel romanzo "World-Ring". Qui la nave è sotto forma di un anello il cui raggio approssimativa al raggio della nostra orbita (circa 150 milioni di chilometri). In questa dimensione, la velocità di rotazione è sufficiente per ignorare l'effetto Coriolis.

Si può supporre che il problema è risolto, ma non è così. Il fatto che il fatturato totale della struttura intorno al suo asse impiega 9 giorni. Ciò suggerisce che il carico è troppo elevata. Al fine di progettare la loro sostenuto, richiede un materiale molto forte, che oggi non sono disponibili. Inoltre, il problema è la quantità di processo materiale e costruzione direttamente.

Nei giochi di soggetti simili, come nel film "Babylon 5", questi problemi sono in qualche modo risolti: è sufficiente velocità di rotazione, l'effetto Coriolis non è significativo, ipoteticamente possibile creare una tale nave.

Tuttavia, anche questi mondi hanno uno svantaggio. Il suo nome – slancio.

La nave, che ruota attorno al proprio asse, si trasforma in un enorme giroscopio. Come sapete, rendere l'asse giroscopio off è estremamente difficile a causa del momento angolare. E 'importante che la quantità non lascia il sistema. Ciò significa che impostare la direzione dell'oggetto sarà molto difficile. Tuttavia, un tale problema può essere risolto.

indirizzamento

gravità artificiale sulla stazione spaziale diventa disponibile quando l'aiuto viene "O'Neill cilindro." Per creare questo costrutto richiede recipienti cilindrici identici che collegano lungo l'asse. Devono essere ruotato in diverse direzioni. Il risultato di questo complesso è il momento angolare zero, quindi non ci dovrebbe essere problemi con la nave dando direzione necessaria.

Se possibile, fare la nave un raggio di circa 500 metri, allora funzionerà esattamente come dovrebbe. In questo caso, la gravità artificiale nello spazio è abbastanza confortevole e adatto per i voli a lungo a navi o stazioni di ricerca.

Spazio Ingegneri

Come creare gravità artificiale, è noto ai creatori del gioco. Tuttavia, in questo mondo di fantasia di gravità – non è un'attrazione reciproca dei corpi, ma la forza lineare, progettato per accelerare gli elementi in una data direzione. L'attrazione qui non è assoluta, è cambiato quando il reindirizzamento fonte.

gravità artificiale sulla stazione spaziale viene creato utilizzando un generatore speciale. Ha co-rotazione uniforme e una zona di generatore. Così, nel mondo reale, catturato nel veicolo in cui un generatore, si sarebbe attratto al corpo. Tuttavia, l'eroe del gioco cadrà finché l'azione non lascia il perimetro del dispositivo.

Ad oggi, la gravità artificiale nello spazio, creato un tale dispositivo non è disponibile per l'umanità. Tuttavia, anche gli sviluppatori con i capelli grigi non cessano di sognarlo.

generatore sferico

Questa è una versione più realistica delle apparecchiature. Quando si installa una direzione gravità del generatore. Ciò rende possibile la creazione di una stazione, la cui gravità sarà pari al planetario.

centrifuga

Oggi gravità artificiale sulla Terra si trova in una varietà di dispositivi. essi si basano, principalmente, dall'inerzia, dal momento che questa forza è avvertita da noi simile agli effetti gravitazionali – il corpo non distingue tra ciò che è la causa dell'accelerazione. Per fare un esempio: un uomo in aumento in ascensore, a sentire gli effetti di inerzia. I fisici: aumento ascensore aggiunge l'accelerazione dell'accelerazione caduta libera della cabina. Quando ritorni al movimento della cabina di guida misurata "guadagno" di peso scompare, restituendo il senso comune del termine.

Gli scienziati hanno a lungo interessato gravità artificiale. La centrifuga è più spesso utilizzato per questi scopi. Questo metodo è adatto non solo per il veicolo spaziale, ma anche per stazioni terrestri, che richiedono di studiare gli effetti della gravità sul corpo umano.

Esplora il mondo, utilizzato in …

Anche se lo studio della gravitazione iniziato dallo spazio, è molto scienze della terra. Ancora oggi i risultati ottenuti in questo campo sono stati applicati, ad esempio, nel campo della medicina. Sapere se è possibile creare gravità artificiale sul pianeta, è possibile utilizzarlo per il trattamento di problemi di locomozione o del sistema nervoso. Inoltre, lo studio delle forze coinvolte, in primo luogo sulla Terra. Questo permette agli astronauti di condurre esperimenti, pur rimanendo a fuoco dei medici. Un'altra cosa è la gravità artificiale nello spazio, non ci sono persone in grado di aiutare gli astronauti in caso di emergenza.

Tenendo presente l'assenza di peso completo, è impossibile tener conto di un satellite in orbita attorno alla Terra. Questi oggetti, anche se in piccola parte, riguardano la gravità. La forza di gravità, in questi casi, chiamato microgravità. gravità reale sono testati solo la macchina, volando a una velocità costante nello spazio esterno. Tuttavia, il corpo umano non si sente la differenza.

L'esperienza della gravità può essere un salto prolungato (prima il tettuccio si aprirà) o durante un aereo declino parabolica. Tali esperimenti sono spesso messi negli Stati Uniti, ma su un piano quella sensazione dura solo 40 secondi – è troppo piccolo per un'indagine completa.

In Unione Sovietica nel 1973 sappiamo se sia possibile creare gravità artificiale. E non solo creato, ma anche in qualche modo cambiato. Un esempio lampante di artificiale riduzione di gravità – immersione a secco, l'immersione. Per ottenere l'effetto desiderato necessaria per mettere un film denso sulla superficie dell'acqua. L'uomo è posto su di esso. Sotto il peso del corpo del corpo è immerso nell'acqua, solo la testa rimane in cima. Questo modello dimostra la non supportato con bassa gravità, che è caratteristica del mare.

Non v'è alcun bisogno di andare nello spazio a sentire gli effetti dell'assenza di gravità forze opposte – hypergravity. Durante il decollo e l'atterraggio della navicella, il sovraccarico di centrifuga non può solo sentire, ma anche per esplorare.

trattamento di gravità

studi di fisica gravitazionale tra cui gli effetti dell'assenza di gravità sul corpo umano in uno sforzo per ridurre al minimo le conseguenze. Tuttavia, un gran numero di successi di questa scienza è in grado di essere utili e abitanti ordinarie del pianeta.

Great Expectations medici conferiscono sullo studio del comportamento degli enzimi muscolari nel miopatia. Si tratta di una grave malattia che porta alla morte precoce.

Quando le attività fisiche attive nel sangue di una persona sana riceve una grande quantità di enzima kreatinofosfokinazy. La ragione di questo fenomeno non è chiara, è possibile, il carico agisce sulla membrana cellulare in modo che "Leaky". I pazienti con miopatia ottenere lo stesso effetto senza i carichi. Osservazioni per astronauti mostrano che nella consegna gravità zero di enzima attivo nel sangue è significativamente ridotta. Questa scoperta suggerisce che l'uso di immersione sarà ridurre l'impatto negativo dei fattori che portano alla miopatia. Attualmente condotto esperimenti su animali.

Trattamento di alcune malattie oggi condotti usando ottenuti nello studio dei dati di gravità, tra artificiale. Ad esempio, non trattato paralisi cerebrale, ictus, tute di Parkinson attraverso l'applicazione del carico. Quasi completato lo studio degli effetti positivi di supporto – scarpa pneumatico.

Volare su Marte?

I recenti progressi astronauti dare speranza alla realtà del progetto. Ha esperienza in prima persona supporto medico con un lungo soggiorno lontano dalla Terra. Portato molti benefici e missioni di ricerca sulla Luna, la forza di gravità che è 6 volte più piccolo del nostro. Ora gli astronauti e scienziati si sono posti un nuovo obiettivo – su Marte.

Prima ti svegli, si dovrebbe essere a conoscenza di tutti per un biglietto per il Pianeta Rosso, che si aspetta che il corpo nella prima fase del lavoro – sulla strada. In media, la strada per il pianeta deserto prenderà parte dell'anno – circa 500 giorni. Contare su strada hanno solo il proprio potere, basta aspettare aiuto da nessuna parte.

Indebolire le forze saranno molti fattori: stress, radiazioni, assenza di un campo magnetico. Il test più importante per l'organismo – cambiare la gravità. Nomadi "familiarizzare" con più livelli di gravità. Principalmente questo sovraccarico decollo. Poi – assenza di peso durante il volo. Da allora in poi -. Hypogravity a destinazione, che è, per forza di gravità su Marte almeno il 40% della terra ..

Come affrontare gli effetti negativi dell'assenza di gravità in un lungo volo? Si spera che lo sviluppo nel campo della gravità artificiale aiuterà ad affrontare questo problema nel prossimo futuro. Gli esperimenti sui ratti, che viaggiano in "Cosmos-936" dimostrano che questo metodo non risolve tutti i problemi.

OS L'esperienza ha dimostrato che è molto più utile per l'organismo è in grado di portare l'uso di simulatori, in grado di determinare il carico necessario per ogni singolo astronauta.

Mentre si ritiene che Marte volare non soltanto i ricercatori, ma anche per i turisti che vogliono stabilire una colonia sul Pianeta Rosso. Per loro, almeno la prima volta, la sensazione di essere in assenza di gravità superano i motivi medici circa i pericoli di soggiorno prolungato in queste condizioni. Tuttavia, dopo un paio di settimane e hanno bisogno di aiuto per loro perché è così importante essere in grado di trovare un modo per costruire una gravità artificiale navicella spaziale.

risultati

Quali conclusioni può essere fatto circa la creazione di gravità artificiale nello spazio?

Tra tutte le opzioni considerate attualmente rotazione del design appare più realistico. Tuttavia, sotto l'attuale comprensione delle leggi fisiche, è impossibile, perché la nave – questo non è un cilindro cavo. Al suo interno ci sono sovrapposizioni ostacolare l'attuazione delle idee.

Inoltre, la nave il raggio deve essere abbastanza grande in modo che l'effetto di Coriolis è alcun effetto significativo.

Per gestire una cosa del genere, ci vuole il cilindro O'Neill di cui sopra, che renderà possibile il controllo della nave. In questo caso, le probabilità aumentano per l'uso di una tale struttura per le missioni interplanetarie assicurando alla squadra un livello confortevole di gravità.

Prima che l'umanità sarà in grado di tradurre i loro sogni in realtà, vorremmo vedere nelle opere di narrativa un po 'più realistico e più conoscenza delle leggi della fisica.