Может ли вращающийся космический корабль/станция оказывать физиологическое воздействие гравитации на людей? [закрыто]

МКС слишком мала, а ее модули не сбалансированы, чтобы поддерживать осмысленное вращение.

Если мы хотим иметь космическую станцию ​​с искусственной гравитацией, она должна быть сбалансирована, как колесо, и иметь двигатели для управления вращением. Кроме того, наличие статического невращающегося сегмента помогло бы с такими вещами, как стыковка и ориентация солнечных панелей. Станция не должна вращаться слишком быстро, потому что это может вызвать укачивание.

Для комфорта человека считается достаточным создать искусственную гравитацию всего 0,15 г, однако этого все же недостаточно для устранения вредных последствий для здоровья, таких как остеопороз.

Вы можете проверить Калькулятор центробежной силы . Чтобы получить 0,15 г при 4 об/мин, станция должна иметь радиус 8,4 м. Чтобы получить полный 1 г, радиус должен быть 56 м.

Проблема здесь не в подходе, а в масштабе. Использование центробежной силы для моделирования гравитации с помощью углового момента может работать, но в меньших масштабах это создает другие проблемы. Во-первых, смоделированная «гравитация» в небольшом масштабе будет заметно отличаться между головой и ногами, что сделает движения неуклюжими и трудными. МКС слишком мала, чтобы сделать вращение практичным, и, учитывая, что она находится на низкой околоземной орбите, практичность поддержания этой орбиты И углового момента только усложнит и без того сложную систему. Если бы МКС была помещена в точку Лагранжа L5, возможно, это было бы проще, но она все равно должна была бы быть намного больше.

Даже в больших масштабах это не панацея. Сегодня у нас есть предупреждения на международных рейсах о тромбозе глубоких вен (ТГВ), потому что сидеть целый день, даже в гравитационном поле, для нас вредно. Моделирование гравитации помогло бы только в том случае, если бы мы регулярно выполняли упражнения, которые на самом деле оказывают некоторую нагрузку на наши кости и суставы.

Вам действительно нужно какое-то очень большое кольцо, где все будут жить внутри него, чтобы оно работало. Я не знаю правильного минимального жизнеспособного масштаба, но я подозреваю, что вы говорите, например, как минимум о половине диаметра Луны.

[РЕДАКТИРОВАТЬ] @Sugarbat;

То, что вы говорите, верно; чуть более низкое давление усугубляет проблему до опасного уровня, насколько я понимаю. Но основной причиной является малоподвижный характер пассажира в течение длительного периода времени. Между прочим, британские солдаты в карауле, которые должны были стоять по стойке смирно и совершенно неподвижно перед такими местами, как Букингемский дворец, всегда были обучены шевелить пальцами ног, стоя, чтобы не дать ногам затекать, могут вызывать аналогичные проблемы; это нахождение при более или менее высоком давлении на уровне моря в течение длительного периода. Настоящим убийцей здесь является отсутствие циркуляции; малоподвижные офисные работники, не занимающиеся физическими упражнениями, имеют (согласно некоторым исследованиям) вдвое больший риск для здоровья, чем активные курильщики.

Так да; вы правы, Sugarbat, и я должен был пояснить, как я использовал ТГВ в качестве примера в этом случае, а именно, что отсутствие физической активности даже в обычной гравитационной скважине может вызвать проблемы в ряде других условий.

[/РЕДАКТИРОВАТЬ]

Теоретически космическую станцию ​​можно заставить вращаться, чтобы имитировать земную гравитацию. Теоретически это может продлить здоровье астронавтов (хотя они все равно получат повышенное облучение). Теоретически мы могли бы построить вращающийся док или гигантский маховик, чтобы помочь невращающимся кораблям состыковываться с такой станцией, или взять на себя обязательство вращать все корабли, пытающиеся состыковаться.

«В теории теория и практика одинаковы, на практике это не так». Но, несмотря на всю инженерию, мы бы хотели?

Нет.

МКС создана для игры с микрогравитацией. Есть центрифуга, позволяющая им начать исследовать разницу между вращением и микрогравитацией, но большая часть науки нуждается в невесомости: если бы нам нужна была гравитация, мы бы сделали это на земле.

МКС использует большую часть своей внутренней поверхности, а при вращении она может использовать только две стены, что-то вроде разницы между жизнью в транспортном контейнере, стоящим на его дне, или стоящим на двери.

У МКС снаружи есть антенны и солнечные батареи, которые должны оставаться ориентированными. Люди выходят на работу на улицу, это было бы более опасно, если бы силой пытались сбросить их со станции.

С углом тоже большая проблема. Вращающаяся станция отбрасывает пассажиров к внешнему краю станции, поэтому внешние стены фактически должны быть полом. Другими словами, ваша голова будет направлена ​​вбок к центральной оси, а ваши ноги будут направлены наружу. Это означает, что все используемое оборудование на такой станции должно быть прикручено болтами к внешней стене, чтобы вы могли пройти вдоль этой стены, чтобы использовать его. Очевидно, что ISS совершенно не предназначен для этого. Действительно, самый разумный дизайн — это огромное кольцо.

Физиологически гравитация на Земле влияет на руки, ноги, голову, сердце, систему кровообращения, пищеварительную систему, скелетную систему, нервную систему и т. д. Вращающаяся центробежная силовая станция могла бы в какой-то мере имитировать это, но это просто не одно и то же. Ваши кости в ногах сохранят свою прочность только в том случае, если вы будете использовать их для передвижения по станции, но кости рук, пальцев, шеи, позвоночника и т. д. не будут иметь такой же нагрузки. Я подозреваю, что станция должна быть очень массивной, как предполагали другие, чтобы правильно нагрузить ваше тело.