Возможна ли искусственная гравитация в долгосрочных пилотируемых космических исследованиях?

Мы знаем, что люди могут оставаться физически в форме во время длительных космических полетов (см., например , Валерий Поляков , который оставался на Мире более 14 месяцев за один полет). Однако проблемы пилотируемых космических исследований другие и будут включать в себя еще более длительные периоды.

Снижение потребности в постоянной физической подготовке, необходимой в условиях невесомости, может помочь сделать пилотируемые исследовательские миссии более жизнеспособными. Это может быть достигнуто с помощью искусственной гравитации.

Возможна ли сегодня искусственная гравитация? Действительно ли это поможет сделать пилотируемую разведку жизнеспособной?

Искусственная гравитация — это не вещь, все, что имеет массу, притягивает другой объект, который мы называем гравитацией. Невесомость потому, что на них не действует контактная сила, как у нас на Земле. wired.com/wiredscience/2013/06/… Хотя вращающийся космический корабль может достичь того, чего вы хотите
Массы не притягиваются друг к другу, они искривляют пространство-время, и объекты следуют по кратчайшему пути вдоль кривой.
Сказав это, «искусственная гравитация» обычно относится к методам, которые создают ту же самую кривую, и в настоящее время это невозможно.

Ответы (3)

«Искусственная» гравитация — это название, данное методам создания ускорения, имитирующего гравитационную силу. Есть два основных способа сделать это, и оба они вполне осуществимы:

  1. Вращение – в этом случае ускорение создается центростремительной силой . Вращающаяся конструкция ускоряет экипаж, заставляя его следовать по изогнутой (обычно круговой) траектории. Обычно это изображается в виде вращающегося тора, но, вероятно, его проще сделать с боевым отделением, привязанным к противовесу, вращающемуся вокруг их объединенного центра тяжести.
  2. Непрерывное ускорение — в этом случае транспортное средство испытывает постоянную тягу, которая ускоряет экипаж и создает впечатление гравитации. Это, вероятно, практично только для очень длинных (межзвездных?) миссий и на самом деле, вероятно, является полезным побочным эффектом требуемой тяги.

Оба эти метода, вероятно, улучшают условия для экипажа в долгосрочной перспективе, но значительно усложняют работу космического корабля.

+1. Обратите внимание, что опция «вращение» имеет побочные эффекты, такие как эффект Кориолиса. Это делает эту опцию «чем-то, к чему нужно привыкнуть» для астронавтов. Однако чем больше радиус, тем слабее побочные эффекты.
Хороший вопрос @RodyOldenhuis. Это одна из причин, по которой трос является более вероятной реализацией, чем тор. Строительство тора с большим радиусом становится невозможным гораздо быстрее, чем привязная система с таким же радиусом.

При достаточном бюджете спин-ареал является весьма жизнеспособным вариантом. Чтобы поддерживать 1G и приемлемое вращение ≤2 RPM, нужен радиус 223 м или около того.

Учитывая потребности человека, тор из 5-метровой жилой трубы со средним радиусом 223 м, с парой стальных корпусов толщиной 1 мм, имеет массу около 55 кубических метров стали или около 300 метрических тонн, только для довольно тонкого конструкционного тора. Добавление дополнительной опорной конструкции должно как минимум удвоить эту массу. Это запредельные расходы.

Онлайн-калькулятор SpinCalc

В пилотируемых долгосрочных космических исследованиях, где ваша цель межзвездная, а ваши временные рамки находятся в пределах одной человеческой жизни. Отсутствие моделируемой гравитации не является проблемой, скорее это ограничивающий фактор для времени прохождения.

Предполагая достаточную тягу (т.е. ПВРД Bussard ), корабль будет ускоряться с силой тяжести 1 до половины пути к месту назначения, затем на полпути развернется и замедлится на другой половине пути. Если не считать короткого периода нулевой гравитации при перевороте, ускорение содержимого будет обеспечивать «искусственную гравитацию».

Вы можете только ускориться так быстро, не раздавив пассажиров вашего корабля. Таким образом, ограничение одной силы тяжести для ускорения является одним из ключевых ограничивающих факторов в продвижении человека очень далеко.

1 г, если пассажиры работают, и 2 г, когда они отдыхают или спят. 1,5 г может быть возможным для легкой работы.
Возможна ли искусственная гравитация в долгосрочных пилотируемых космических исследованиях?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v