Как мне рассчитать размер и угол этого кольца космической станции?

Это идея для космической станции на поверхности Эриды (но она может работать и на других небесных телах) с использованием вращающихся колец для имитации гравитации. Идея состоит в том, что эти кольца должны располагаться горизонтально на поверхности карликовой планеты, как и следовало ожидать в космосе. Вместо того, чтобы пол колец был внутренним плоским краем, кольца будут наклонены, образуя своего рода нисходящий конус. Вы можете представить себе это так же, как автостраду или гоночную трассу поворачивают на поворотах.

В идеале вращение должно создавать центробежную силу, притягивающую пассажиров к краю, чтобы имитировать гравитацию, однако наклон колец будет противодействовать существующей низкой гравитации Эриды, которая составляет примерно 1/12 от земной. Самое близкое сравнение с реальным миром, которое я мог бы придумать, было бы аттракционом в парке развлечений Gravitron , но в массовом масштабе.

Я предполагаю, что сначала мне нужно будет определить размер и скорость кольца (колец), но как мне рассчитать угол наклона? Есть ли формула, которую я мог бы использовать, чтобы подключить измерения станции, а затем вычислить это значение?

Пожалуйста, дайте мне знать, если есть другие значения, которые мне могут понадобиться для этого. Моя основная цель состоит в том, чтобы пассажиры станции почувствовали силу в 1/2 G, давящую вниз, при этом никакая или минимальная сила не тянет их к любому краю кольца. Это вообще осуществимо? Предположим, что структурная целостность и необходимая энергия достаточны и что кольцо хорошо сбалансировано (или, по крайней мере, какая-то система поддерживает равновесие).

Давайте уточним, ваши кольца маленькие по сравнению с размером Эриды?
Да, у Эриды диаметр чуть больше 2300 км. Я не думаю, что эти кольца будут больше 10 км в диаметре (что составляет около 32 км в окружности) и, вероятно, всего 100 м или около того в высоту. Это максимальные размеры для одного большого кольца. Я также рассматриваю несколько гораздо меньших колец. Конкретные размеры еще не определены.

Ответы (1)

Пусть гравитация Эрис будет г , а угловая скорость кольца ю и его радиус р .

Ниже предполагается, что кольцо маленькое по сравнению с размером Эриды, т.е. реальная гравитация имеет по существу постоянное направление и величину по всему кольцу.

Иметь эффективную гравитацию г , угловая скорость должна быть ю "=" ( г 2 − г 2 ) 1 / 4 р (для заданных значений это оказывается 2.2 м р радиан в секунду или 200,5 м р об/мин), с углом (между «полом» ринга и горизонталью) θ "=" а р с т а н ( г 2 − г 2 г ) . Для заданных значений получается угол 80 градусов (или 10 градусов от вертикали).

Также обратите внимание, что если кольцо имеет несколько уровней на значительно разных радиусах р , необходимо отрегулировать угол а р с т а н ( г 2 − г 2 г р р ) .

В общем, если г >> г , г 2 − г 2 около г >> г . Тогда (малоугловое приближение и пи ~ 3) угол будет примерно г г * 60 градусов от вертикали.

Правильно ли я предполагаю, что если моя идеальная сила составляет 1/2 G, а не GI, я могу просто поставить ее на место?
+ для реальной математики. Но я не могу сделать это в своей голове и получить приблизительное представление о скорости. Было бы здорово иметь второй раздел с подключенными номерами. Что касается РИ, подозреваю, что ограничение Роша распространяется даже на что-то такое маленькое, как Эрис, но, может быть, и нет?
@Willk Как будет применяться ограничение Roche? Станция — это не спутник, это наземная среда обитания, которая вращается для имитации гравитации, как космические станции.
Ой! Так это на трассе. Это как поезд, опоясывающий астероид. Я предположил, что это было на орбите. Прохладный!
@TitaniumTurtle Здесь G составляет 1/2 земного притяжения, когда я вставил числа.
@Willk Это просто небольшое кольцо (шириной в несколько километров) на поверхности, которое на самом деле не опоясывает ее (по сравнению с ~ 2000 км, как диаметр Эриды). Также я добавил нижний абзац.
@Majestas32 Хорошо, это имеет смысл. Спасибо за очень быстрое решение проблемы, которая, как я думал, будет более сложной. Меня немного смущают цифры, которые я получаю для угловой скорости. При вводе в калькулятор или выполнении вручную я получаю два разных значения, которые намного меньше, чем я думал.
@TitaniumTurtle добавил значения для омеги с заданными значениями для G и g.
О, ладно, единицы радианы в секунду. Я думал о метрах в секунду, и это не имело для меня никакого смысла. Спасибо.
Как мне рассчитать размер и угол этого кольца космической станции?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v