Каково техническое объяснение существования гравитации внутри космического корабля в научной фантастике? [закрыто]

В различных научно-фантастических произведениях используются три режима, а в некоторых космических фэнтези — четвертый.

Режим 1: искусственная гравитация.
Это можно с уверенностью предположить каждый раз, когда вы видите, что палубы выровнены параллельно траектории полета... другими словами, корма находится сзади, а не внизу.

Детали того, как работает AG, сильно различаются в зависимости от вселенной, но это все handwavium, поэтому для практических целей это Magic.

Примеры: большинство шоу, особенно ароматы Trek.

Режим 2: Центробежная сила.
Части корабля вращаются, имитируя гравитацию. Фактическая физика такова, что приложенная сила является центростремительной, противодействующей инерции, но ее обычно называют центробежной силой.

Примеры: Вавилон 5 (только корабли Earthforce) и AC Clark's 2001 и 2010 (и книги, и фильмы).

Режим 3: Непрерывное горение
В некоторых вселенных используются двигатели с постоянной тягой, чтобы обеспечить постоянную прижимную силу. Корабль нацеливается на пункт назначения, совершает толчок на полпути, переворачивается и толкается, чтобы затормозить, пока не достигнет пункта назначения.

Этот режим очень мало используется в современных научно-фантастических фильмах и на телевидении; он использовался в некоторых ранних фильмах и используется в нескольких комиксах и играх, особенно в Альбедо (как в комиксе, так и в игре).

Лучший пример, который я могу придумать, это вселенная Codominion Нивена и Пурнель. MacArthur некоторое время поддерживает 1G; она способна на большее, но не может поддерживать нормальное функционирование людей намного выше 1G.

Это также подразумевается в некоторых старых (1940-х) научно-фантастических сериалах... когда ракетный корабль приземляется вертикально, и показано, как он прожигает космос на протяжении всего полета.

Режим 4: Дифференциальная гравитация и приливное напряжение
. «Дин Драйв» - это искусственная и сильная гравитационная скважина, создаваемая проектором; это заставляет корабль и всех на борту падать на 1G (более или менее) к нему. Обратите внимание, что высота на таких кораблях варьируется ... дальше от центра масс, вверх к сингулярности, поскольку корабль ускоряется как единое целое быстрее, чем по отдельности; с передней стороны вверх находится вдали от него, так как отдельный человек ускоряется быстрее, чем корабль в целом. Это функция закона обратных квадратов и называется приливным напряжением.

Приливное напряжение также использовалось в фильмах Нивена « Интегральные деревья» и «Дымовое кольцо» для титульных деревьев в Дымовом кольце. Но в данном случае это приливное напряжение, вызванное пребыванием на орбите, а не искусственным гравитационным колодцем.

Режим M: неотъемлемое свойство магии в фэнтезийном мире.
В основном используется в Spelljammer для игры D&D, но также используется в некоторых других фэнтезийных играх и связанных с ними романах. Предметы создают магическую гравитацию, часто в форме самолета, либо с помощью волшебство их полетных систем или врожденные магические свойства вселенной.

В Spelljammer это вселенная... корабль в космосе в этом сеттинге генерирует естественное поле 1G в направлении плоскости, параллельной палубам, с центром в центре масс. Вы не можете вывести мяч на орбиту вокруг корабля, но если вы уроните его за борт, он остановится (в конце концов) на траверзе, позади или перед центром масс. Задержка воздуха является дополнительным эффектом для этой настройки.

Mode Null: None Некоторые не используют средства отображения гравитационного окружения на борту корабля.

У некоторых из них просто нет кораблей, поэтому все действие происходит на планете.

В других случаях сила ускорения не используется для моделирования гравитации из-за нехватки топлива.

Это использовалось в нескольких недавних шоу; В первых сезонах «Звездных врат SG-1» этой проблемы не было, поскольку в них не было кораблей. Этот режим также использовался в ряде недолговечных шоу и пилотных проектов.

Смешанные режимы

Вавилон 5 использует как центробежный, так и искусственный гравитационные режимы.

Интегральные деревья Нивена используют как ускорение, так и приливное напряжение.

Оно варьируется от вселенной к вселенной. Например, в «Звездных войнах » это объяснение — все, что вы получаете:

Генераторы искусственной гравитации использовались для создания стабильного гравитационного поля за пределами естественного гравитационного колодца планеты, тем самым способствуя жизни в космосе.

(Есть еще, но это главное.)

В «Звездном пути » я могу дать вам немного больше. В « Звездном пути: Техническое руководство для сценаристов следующего поколения» (выпуск четвертого сезона) на странице 12 в разделе « Системы окружающей среды: искусственная гравитация » говорится:

Синтетическая гравитация : «Энтерпрайз» использует сеть генераторов силового поля для создания искусственного гравитационного поля, практически идентичного земному. В этих генераторах используется ряд сверхпроводящих матриц гравитонного поля, расположенных под каждой палубой. Благодаря сверхпроводящим компонентам эти штуковины размером с хоккейную шайбу могут работать в течение нескольких часов даже при отключении электроэнергии.

У других вселенных есть другие объяснения, поэтому не существует универсального объяснения искусственной гравитации.

В Stargate Wiki говорится :

Искусственная гравитация — это технология, используемая на различных космических кораблях и космических станциях. Это позволяет им поддерживать на борту привычные для экипажа условия.

(Немного больше, но вы поняли.)

Во многих НФ они начинаются с простого объяснения, как магнитные ботинки в [ Покорение космоса ] (Покорение космоса — Википедия, бесплатная энциклопедия). Как правило, после того, как дается объяснение, например, магнитные ботинки, поэтическая лицензия позволяет фильму «предполагать» гравитацию, и у вас есть много сокращений, таких как отсутствие плавающих волос, люди, выливающие жидкости и так далее. (Кроме того, в «Завоевании космоса » во время полета на Марс также использовалось ускорение для обеспечения гравитации.)

Но общего объяснения нет.

Корабль представляет собой сферу, построенную вокруг черной дыры, и специальные электромагнитные поля удерживают ее на месте. Движение достигается путем подачи вещества в отверстие в блоке в точке, где взрывающаяся масса может пройти через отверстие в корпусе корабля, создавая тягу. Конечно, это медленнее света. Быстрее света получается при использовании черной дыры для создания червоточины. Гравитация существует на расстоянии корпуса от черной дыры.

Режим 1 Искусственная гравитация (шкала Арамиса) обычно просто взмахивают рукой. Иногда это объясняется постфактум, чтобы ответить на жалобы зрителей.

Очень немногие пытаются объяснить это в истории.

В Вавилоне 5 это был знак высокотехнологичных цивилизаций. Минбарцы, центавриане и некоторые другие имели контроль над гравитацией. Земля и Нарн этого не сделали. Они никогда не объясняли, как это работает, просто мы не знали достаточно, чтобы понять.

В сюжетной или научно-фантастической игровой системе, которую я не могу вспомнить, у них были гравитационные плиты. Эти пластины при зарядке притягивали к себе предметы, имитируя гравитацию. Интересная вещь в этом подходе заключается в том, что ориентация палуб вверх и вниз будет чередоваться, поскольку пластина будет «полом» двух колод.

В «Звездном пути» была система жизнеобеспечения, которая в случае отказа все еще оставляла искусственную гравитацию, но вызывала почти мгновенное удушье. Я никогда не понимал этого (с обеих сторон).