Umetna gravitacija in kako ustvariti

Tudi ljudje se ne zanimajo za prostor, kdaj videl film o vesoljskih potovanj ali brali o takšnih stvareh v knjigah. Skoraj vse te ljudi, ki gredo na delih ladje, normalno spanje, nimajo težav s prehranjevanjem. To pomeni, da ta - fiktivni - Ladja ima umetno gravitacijo. Večina občinstva ga dojema kot nekaj povsem naravnega, in v resnici to ni res.

umetno gravitacijo

Zato pravimo spremembo (v obe smeri), poznamo težo z uporabo različnih metod. In je to storjeno, ne samo v leposlovnih del, vendar v zelo realnih zemeljskih razmerah, najpogosteje za poskuse.

V teoriji, ustvarjanje umetne gravitacije ni videti, da je težko. Na primer, lahko ponovno ustvarili s pomočjo vztrajnosti, natančneje, na centrifugalno silo. Potreba po moči ne pride do včeraj - to se je zgodilo takoj, ko so ljudje začeli sanjati dolgoročnega vesoljskih poletov. Ustvarjanje umetne gravitacije v vesolju bo omogočilo, da se prepreči veliko težav, ki izhajajo iz obdobja, v breztežnosti. Astronavti rastejo šibke mišice, kosti postanejo šibkejše. Potovanje v teh pogojih mesecev, lahko dobite nekaj mišične atrofije.

Tako je danes ustvarjanje umetne gravitacije - naloga izrednega pomena, raziskovanje vesolja , ne da bi ta podvig, je nemogoče.

materialom

Tudi tisti, ki vedo, le raven pouka fizike, razumeti, da teže - eden od temeljnih zakonov našem svetu: vse telo vplivajo drug na drugega, doživljajo medsebojno privlačnost / odbojnost. Večji telo, bolj je moč privlačnosti.

Zemljišče za naše stvarnosti - zelo ogromen objekt. Zato je vsak organ, okoli njega privlači.

Za nas to pomeni pospešek gravitacije, ki se običajno meri v gramih, ki je enak 9,8 metrov na kvadratni sekundo. To pomeni, da če pod nogami ne bi imeli podpore, da smo padli na stopnji večje vsako sekundo do 9,8 metra.

Tako je, samo s pomočjo gravitacije, smo sposobni stati, pade, jesti in piti navadno, bi razumeli, kje na vrhu, kjer je dno. Če se bo atrakcija izginila - bomo v breztežnosti.

Še posebej pozna tega pojava astronavti znajdejo v prostoru, v stanju plavajoče - prostem padu.

Teoretično, znanstveniki vedo, kako ustvariti umetno gravitacijo. Obstaja več tehnik.

Velika masa

Najbolj logična možnost - da bi vesoljsko plovilo tako velika, da je nastala umetno gravitacijo. Na ladji, ki jih lahko počutijo udobno, saj se ne bo orientacija v prostoru izgubila.

Na žalost pa ta metoda ni realistično razvojem tehnologije. Za izgradnjo takšnega sistema zahteva preveč sredstev. Poleg tega je neverjetna količina energije, potrebne za njihovo predelavo.

pospešek

Zdi se, da če hočeš priti do g, ki je enako zemljo, smo morali dati ladja ravno (platformoobraznuyu) obliko in zaslužiti to pravokotno premakne na ravnino z želeno pospešek. Na ta način se umetno gravitacijo pridobljeni, in - ideal.

Vendar pa je realnost precej bolj zapletena.

V prvi vrsti je treba glede vprašanja goriva. Da je postaja nenehno pospešuje, morate imeti neprekinjeno napajanje. Tudi če se nenadoma pojavi motor, ne razpolaga zadeve, zakon o ohranjanju energije ostaja v veljavi.

Druga težava je ideja konstantnim pospeškom. Po našem vedenju in zakoni fizike, ne moreš pospešiti nedoločen čas.

Poleg tega, ta prevoz ni primeren za misijo raziskave, saj mora nenehno pospešiti - za letenje. On ne more končati raziskati planet, je tudi počasi leteti okoli, da ne more - je treba pospešiti.

Tako postane jasno, da je to umetno gravitacijo še niso na voljo za nas.

vrtiljak

Vsakdo ve, kako se vrtenje vrtiljaka vpliva na telo. Zato se zdi, da je najbolj realistična umetna gravitacija naprava v skladu s tem načelom.

Vse, kar je v premeru vrtiljaku, se nagiba k pade iz nje s hitrostjo približno enaka hitrosti vrtenja. Izkazalo se je, da je v telesu sila usmerjena po radiju rotirajočega predmeta. To je zelo podobno težo.

Torej je potrebno ladjo, ki ima cilindrično obliko. V tem primeru mora vrteti okoli svoje osi. Mimogrede, je umetna gravitacija na vesoljsko ladjo, izdelana v skladu s tem načelom je pokazala dovolj pogosto v znanstvenofantastičnih filmih.

Ladja sodčasta, vrtljiva okoli vzdolžne osi, centrifugalne sile, katerega smer ustreza polmeru objekta. Za izračun nastalega pospeška je potrebno razdeliti sile na terenu.

Poznavanje ljudje fizike zdi, da to ni težko: a = ω²R.

V tej formuli rezultatu izračuna - pospešek, prvi spremenljivka - hitrost vozlišča (merjeno v radianih na sekundo), drugi - polmeru.

Glede na to, za smo navajeni, da g, morate pravilno kombinirati kotno hitrost in radij vesoljski promet.

Ta problem se sveti v filmih, kot so "Intersol" "Babylon 5", "2001: A Space Odyssey" in podobno. V vseh teh primerih, umetna gravitacija bližje gravitacijski pospešek Zemlje.

Ne glede na to, kako dobra ideja, da je zelo težko izvajati.

Postopek problema "vrtiljaka"

Najbolj očiten problem je poudarjeno v "A Space Odyssey". Radius "prostor prevoznik" je približno 8 metrov. Da bi dobili pospešek v 9,8, bi morala imeti rotacija potekala v višini približno 10,5 vsako minuto prometa.

Ko te vrednosti očitno "Coriolisovo učinek", ki je, da je na različnih razdaljah od tal vpliva različno jakost. To je odvisno od kotne hitrosti.

Izkazalo se je, da je ustvarjena umetno gravitacijo v prostoru, ampak tudi hitro vrtenje telesa bo privedlo do težav z notranjega ušesa. To pa, povzroča neravnovesje, težave z vestibularnega sistema in drugih - podobne - izzivi.

Pojav te pregrade kaže, da je ta model zelo žalostno.

Lahko poskusite, da gredo na hrbtni strani, kot smo to storili v romanu "World-Ring". Tu je ladja v obliki obroča, katerega polmer približno polmeru naši orbiti (približno 150 milijonov kilometrov). Na tej velikosti, hitrost vrtenja je dovolj, da prezreti učinka Coriolisovo.

Domnevamo lahko, da je problem rešen, vendar pa ni tako. Dejstvo, da je skupni promet strukture okoli svoje osi traja 9 dni. To kaže, da je obremenitev previsoka. Da bi oblikovali svoje utrpel, da zahteva zelo močan material, ki danes niso na voljo. Poleg tega, problem je količina materiala in se neposredno gradi proces.

V igrah podobnih predmetov, kot v filmu "Babylon 5", ti problemi so nekako rešiti: to je dovolj, hitrost vrtenja, Coriolisova učinek ni pomemben, hipotetično mogoče ustvariti takšno ladjo.

Vendar tudi ti svetovi imajo pomanjkljivost. Njegovo ime - zagon.

Ladja, vrti okoli svoje osi, ki se spremeni v veliko giroskop. Kot veste, da žiro off os je izjemno težko zaradi vrtilne količine. Pomembno je, da znesek ne zapustijo sistem. To pomeni, da določi smer objekta bo zelo težko. Vendar pa ta problem lahko rešen.

Reševanje

Umetna gravitacija na vesoljsko postajo na voljo, ko bo pomoč "O'Neill valj." Če želite ustvariti ta konstrukt zahteva enake valjaste posode, ki povezujejo vzdolž osi. Imajo, da se vrti v različnih smereh. Rezultat tega sklopa je vrtilna količina nič, tako da ne bi smelo biti težav pri čemer ladja potrebno smer.

Če je mogoče, da je ladja s polmerom približno 500 metrov, nato pa bo to delovalo točno tako, kot bi morala. V tem primeru je umetno gravitacijo v prostoru je zelo udoben in primeren za dolge lete na ladjah ali raziskovalnih postajah.

vesoljske Inženirji

Kako ustvariti umetno gravitacijo, je znano, da se ustvarjalci igre. Vendar pa v tem fantazijskem svetu teže - to ni medsebojna privlačnost teles, vendar je linearna sila, ki je namenjen za pospešitev elemente v določeni smeri. Privlačnost tu ni absolutna, da se je spremenilo, ko preusmerjanje vir.

Umetna gravitacija na vesoljski postaji je ustvarjena s pomočjo posebnega generator. Ona co-rotacijsko uniformo in območje generator. Torej, v realnem svetu, ujete v vozilu, v katerem je generator, bi vas privlači telo. Vendar pa bo junak igre padel, dokler ukrep ne zapusti obodu naprave.

Do danes je umetno gravitacijo v prostoru, ki je nastala taka naprava ni na voljo za človeštvo. Vendar pa tudi sive las razvijalci ne prenehajo sanjati o tem.

sferični generator

To je bolj realistična različica opreme. Pri nameščanju smer gravitacije generatorja. To omogoča, da ustvarite postajo, izmed katerih teža bo enaka planetarnih.

centrifuge

Danes umetno težnost na Zemlji je na voljo v različnih napravah. so temelji predvsem na vztrajnost, saj je ta sila čutiti pri nas podobno gravitacijskih učinkov - telo ne razlikuje med tem, kaj je vzrok za pospešek. Kot primer: človek narašča v dvigalu, čutijo učinke vztrajnosti. Fiziki: dvig dvigalo prispeva k pospeševanju prostega padca pospeška kabine. Ko se vrnete v pilotski kabini, izmerjen pretok "dobiček" teža izgine, se vračajo v običajnem pomenu.

Znanstveniki so že dolgo zanima umetno gravitacijo. Centrifuge se najpogosteje uporablja za te namene. Ta metoda je primerna ne samo za vesoljska plovila, ampak tudi za zemeljske postaje, ki zahtevajo, naj preuči učinke gravitacije na človeško telo.

Raziščite svet, ki se uporablja v ...

Čeprav študija gravitacije začel iz vesolja, je zelo vede o Zemlji. Tudi danes so bili uporabljeni dosežki na tem področju, na primer, v medicini. Vedeti, ali je mogoče ustvariti umetno gravitacijo na planetu, ga lahko uporabite za zdravljenje težav z premikanje ali živčnega sistema. Še več, študija sil sodeluje na prvem mestu na Zemlji. To omogoča astronavti za izvajanje poskusov, medtem ko ostajajo v središču zdravnikov. Druga stvar, ki je umetno gravitacijo v prostoru, ne obstajajo ljudje, ki lahko pomagajo astronavti v primeru izrednih razmer.

Vodenje v mislih celotno breztežnosti, je nemogoče upoštevati satelita v Zemljino orbito. Ti predmeti, čeprav v manjšem obsegu, vplivati na težo. Sila gravitacije, v takih primerih, ki se imenuje Microgravity. Real težo so testirali le stroj, ki pluje s konstantno hitrostjo v vesolju. Vendar pa človeško telo ne čuti razlike.

Doživite breztežnosti je lahko dolgotrajen skok (preden bo krošnjami odprto) ali v parabolično upad letala. Taki poskusi so pogosto dal v ZDA, ampak na ravnini, ki občutek traja le 40 sekund - je premajhna za popolno preiskavo.

V ZSSR leta 1973 vedeti, ali je mogoče ustvariti umetno gravitacijo. In ne samo to, vendar tudi na nek način spremenilo. Osupljiv primer umetno zmanjševanje teže - suho potapljanjem, potapljanjem. Za dosego želenega učinka potrebno postaviti gosto film na površini vode. Človek je na vrhu je. Pod težo telesa, telo je potopljen v vodo, le glava ostane na vrhu. Ta model demonstrira podprta z nizko težo, ki je značilno za oceana.

Ni treba iti v vesolje, da čutijo učinke breztežnosti nasprotnih sil - hipergravitacijski. Med vzletom in pristankom vesoljskega vozila, centrifuge preobremenitev ne more samo občutek, ampak tudi, da razišče.

Zdravljenje težnosti

Gravitacijski študij fizike, vključno z vplivi breztežnosti na človeško telo v prizadevanju, da bi čim bolj zmanjšali posledice. Vendar pa je veliko število dosežkov te znanosti je lahko koristno in navadni prebivalci planeta.

Great Expectations zdravniki dajejo študije obnašanja mišičnih encimov v miopatijo. To je resna bolezen, ki vodi do prezgodnje smrti.

Ko aktivne fizične aktivnosti v krvi zdravega človeka prejme veliko količino encima kreatinofosfokinazy. Razlog za ta pojav ni jasno, da je možno, obremenitev deluje na celične membrane tako, da "pušča". Pri bolnikih z miopatijo dobili enak učinek brez obremenitve. Opazovanja so astronavtov kažejo, da je v ničelni dostavi gravitacijo aktivnega encima v krvi bistveno zmanjša. Ta ugotovitev kaže, da bo uporaba potopitve zmanjšati negativen vpliv dejavnikov, ki vodijo k miopatijo. Trenutno izvajajo poskuse na živalih.

Zdravljenje nekaterih bolezni danes opravili s pomočjo pridobljeni v študiji podatkov gravitacije, vključno z umetno. Na primer, ne zdravi cerebralna paraliza, kapi, Parkinsonove obleke z uporabo obremenitve. Skoraj zaključili študij pozitivnih učinkov podpore - pnevmatski čevlja.

Fly na Marsu?

Nedavni napredek astronavti daje upanje realnosti projekta. Ima izkušnje z medicinsko podporo osebi, daljše bivanje stran od Zemlje. Prinesel številne prednosti in raziskovalne misije na Luno, silo teže, ki je 6-krat manjša od naše. Zdaj so astronavti in znanstveniki si zastavili nov cilj - na Mars.

Preden se zbudi, se morate zavedati vseh za vstopnico na Rdeči planet, pričakuje telo v prvi fazi dela - na cesti. V povprečju bo cesta na puščavskem planetu traja pol leta - približno 500 dni. Zanesite se na cesti imajo samo svoje moči, le čakati na pomoč od koderkoli.

Ogrožajo sile bodo številni dejavniki: stres, sevanje, odsotnost magnetnega polja. Najbolj pomemben preizkus za organizem - spremeniti težo. Potujoči ljudje "seznanili" z več stopnjami teže. Predvsem to preobremenitev vzlet. Nato - breztežnost med letom. Nato -. Hypogravity na destinacijo, ki je, da težo na Marsu vsaj 40% zemlje ..

Kako se spopasti z negativnimi vplivi breztežnosti na dolgem poletu? Upati je, da bo razvoj na področju umetne gravitacije pomaga pri reševanju tega vprašanja v bližnji prihodnosti. Poskusi na podganah, ki potujejo z "Cosmos-936", kažejo, da ta metoda ni rešitev za vse probleme.

OS Izkušnje so pokazale, da je veliko bolj koristno za je organizem sposoben, da bi uporaba simulatorja, ki so sposobni določiti potrebno obremenitev za vsako posamezno astronavt.

Medtem ko je verjel, da Mars letijo ne le raziskovalce, temveč tudi za turiste, ki želijo ustanoviti kolonijo na Rdeči planet. Za njih, vsaj prvič, občutek, da v breztežnosti odtehtajo razloge, zdravniki o nevarnostih dolgotrajno bivanje v teh pogojih. Vendar pa je po nekaj tednih in potrebujejo pomoč do njih, zakaj je tako pomembno, da bi lahko našli način za izgradnjo na vesoljsko ladjo umetno gravitacijo.

Rezultati

Kakšne zaključke lahko je o ustvarjanju umetne gravitacije v vesolju?

Med vsemi obravnavanih možnosti se trenutno vrti oblikovanje izgleda bolj realno. Vendar pa je v okviru sedanje razumevanje fizikalnih zakonov je nemogoče, saj je ladja - to ni votel valj. V njem pa se prekrivajo ovirajo izvajanje idej.

Poleg tega je ladja polmer mora biti dovolj velika, tako da je Coriolisova učinek ni pomemben učinek.

Za upravljanje kaj takega, je potrebno cilinder O'Neill zgoraj navedenih, ki bo omogočila nadzor nad ladjo. V tem primeru so možnosti povečajo za uporabo takšne strukture za medplanetarnih misije zagotavljajo ekipo udobno ravni gravitacije.

Preden se bo človeštvo lahko prevesti svoje sanje v resničnost, bi radi videli v leposlovnih del malo bolj realistično in več znanja z zakoni fizike.