Зона невесомости на космической станции с вращающимся колесом

У вас есть несколько вариантов, вам будет приятно узнать.

1. Используйте поезд

   Искусственная гравитация — это характеристика вашей угловой скорости при вращении станции. Если вы двигаетесь в направлении вращения, ваша угловая скорость увеличивается, и вы чувствуете себя тяжелее. Двигайтесь в противоположном направлении, и вы почувствуете себя легче. Если вы поместите свой тренировочный комплекс в большой вагон поезда и у вас есть специальный путь, вы можете увеличить или уменьшить искусственную гравитацию по своему усмотрению. Путь легко мог находиться за пределами кольца, а к поезду можно было попасть через шлюз, чтобы не занимать полезное внутреннее пространство.

   У него есть недостаток в том, что потребуется некоторое время, чтобы развернуться и замедлиться, и (как и у обычных поездов), скорее всего, у него есть расписание, поэтому вы не сможете просто посетить его в произвольное время.

   Как это часто бывает с вращающимися станциями, вы, вероятно, захотите, чтобы центр масс поезда находился в том же месте, что и центр масс вашей станции. Сделайте это с парой вагонов на противоположных сторонах пути или в пределе, полной цепью вагонов, которая проходит по всему кольцу.

   Обратите внимание, что этот метод также можно использовать для создания искусственной гравитации на большой невращающейся станции (например, на астероиде) или для обеспечения перехода от искусственной гравитации к невесомости внутри большого вращающегося объема, такого как цилиндрическая или сферическая станция. .

2. Постройте цилиндрическую или сферическую станцию ​​или просто большой хаб.

   Концентратор испытывает нулевую искусственную гравитацию в самом центре, потому что там нулевая угловая скорость. Если представить, что вы находитесь внутри гигантской вращающейся конструкции и мягко отталкиваете себя от самого центра на открытый воздух и к краю, что произойдет с силой искусственной гравитации, которую вы испытываете?

   Ничего. Пока вы не соприкоснетесь с вращающейся частью станции, вы по-прежнему будете чувствовать себя невесомым, потому что вам больше не на что будет воздействовать (кроме, возможно, воздушных потоков, но это будет очень мягко для станции таких размеров и размеров). скорость вращения, которую вы описываете). Это означает, что вы можете иметь большой объем невесомости с центром на оси вращения... в пределе это означает почти все внутреннее пространство сферической или цилиндрической среды обитания.

   Таким образом, ваш «хаб» в невесомости может быть сколь угодно большим... чтобы попасть в него, вы поднимаетесь на лифте в зону с низкой гравитацией или в центр невесомости вашей станции, а затем либо используете реактивный двигатель, чтобы доставить вы попадаете в тренировочный объем, или у вас есть вращающийся в противоположных направлениях каркас безопасности (мало чем отличается от поезда), за который вы можете просто ухватиться. У вас все еще может быть док посередине; просто используйте пространство вокруг него для своих нужд. В некоторых конструкциях больших цилиндрических сред обитания были веревочные каркасы безопасности (которые вращались вместе со станцией) вокруг оси для работы в условиях невесомости; конечно, вы не хотите, чтобы кто-то отклонялся слишком далеко от оси и рисковал вступить в контакт с быстро движущейся частью станции.

3. Иметь невращающуюся часть вашей станции

   Это дублирует мой ответ на другой ваш вопрос о том, где разместить солнечные панели на вращающейся станции . Вращающаяся часть станции может быть прикреплена к невращающейся надстройке, где вы можете выполнять всю свою полезную работу в невесомости и, что более важно, стыковать космические корабли, не возясь с нелепым вращающимся стыковочным отсеком, который просто напрашивается на неприятности (как это вам любой пилот элиты-новичок скажет).

   Спроектировать это сложнее, так как вам нужны подшипники, а они нуждаются в уходе и обслуживании, потому что их выход из строя, вероятно, будет Очень Плохой Вещью, но компромисс с более простыми и безопасными стыковочными средствами и любой другой частью инфраструктуры невесомости, которая вам нужна ( объемы обучения, производственные мощности и т. д.), вероятно, того стоит.

4. Иметь отдельную нераскрученную тренировочную станцию

   Вы уже в космосе, так что у вас достаточно места для расширения. Просто постройте коробку по соседству и отправляйтесь туда на шаттле, когда вам нужно поиграть. Это может быть немного неудобно (в конце концов, вы не хотите размещать станции рядом друг с другом; это звучит как головная боль безопасности) в зависимости от того, насколько легко, дешево и быстро вы можете управлять шаттлами.

5. Поместите гравитационное кольцо внутрь станции невесомости.

   Постройте себе огромный, наполненный воздухом цилиндр (или сферу), в который вы поместите все свои средства невесомости и интерфейсы с космосом. Внутрь этого цилиндра поместите свои средства АГ... может шлейф, может кольцо, может центрифуга... можете сами порадоваться. Вы больше не можете приземляться или запускаться на движущейся части кольца, но теперь вы можете без труда обслуживать подшипники, которые соединяют средства AG с битами ZG. Есть еще проблемы с безопасностью, и вы получите несколько интересных ветров в краевых частях участка невесомости.

Сама ступица может иметь невесомость, поскольку она соединена с вращающимися частями через подшипники без трения.

Настоящие подшипники без трения невозможны, но магнитные подшипники в вакууме достаточно близки. Вы бы использовали эти магнитные подшипники, чтобы замедлить вращение ступицы, сохраняя при этом вращение зон обитания. Тогда вы сможете тренироваться в невесомости в хабе. Каждый раз, когда кто-то хотел войти или выйти из ступицы, вам приходилось раскручивать ее обратно, снова используя магнитные подшипники.

Сделайте центр нулевой гравитации космической станции очень длинным цилиндром. Корабли, вероятно, будут швартоваться на одном или обоих концах. Но, вероятно, может быть достаточно места, чтобы разместить зону невесомости где-нибудь по длине цилиндрического хаба, который может быть, например, 20 метров в ширину и 100 или 200 метров в длину, и который может содержать одну или две сферические секции по 50 метров. в диаметре.

В хабе может быть какая-то мастерская в невесомости или даже небольшое производственное помещение в невесомости, и там может быть место для отдыха рабочих рядом с рабочим местом в хабе.

Ваша космическая станция будет вращаться вокруг другого тела.

Как только вы достигнете ступицы, сдвиньтесь немного вперед или назад, вы окажетесь в свободном падении без вращения, таким образом, вы будете испытывать микрогравитацию.

Единственное предостережение - всегда отходить/возвращаться от/к оси вращения: вы не хотите вступать в контакт с движущейся поверхностью или иметь тангенциальную составляющую скорости при выходе из станции.

Ось вращения вашей космической станции бесконечно простирается в обоих направлениях. Независимо от того, как далеко ваш центр простирается вдоль этой оси, он будет по-прежнему находиться в условиях микрогравитации. (По крайней мере, до тех пор, пока вы не начнете сталкиваться с новыми и странными инженерными проблемами вроде «моя космическая станция пытается развернуться под действием собственной гравитации».) Если вам нужно больше места в хабе для операций в невесомости, просто постройте больше. .