Kunstmatige zwaartekracht is en hoe te maken

Zelfs mensen die niet geïnteresseerd in de ruimte, ooit een film over ruimtevaart gezien of gelezen over zulke dingen in de boeken. Bijna al deze mensen gaan naar de werken van het schip, de normale slaap, geen problemen met het eten hebben. Dit betekent dat deze - fictieve - Het schip beschikt over kunstmatige zwaartekracht. Het grootste deel van het publiek ziet het als iets heel natuurlijk, en in feite is dit niet waar is.

kunstmatige zwaartekracht

Dus noemen we een verandering (in beide richtingen) kennen we de zwaartekracht door het toepassen van verschillende methoden. En dit is niet alleen in werken van fictie, maar in de zeer reële aardse situaties, meestal gedaan, voor de experimenten.

In theorie, is het creëren van kunstmatige zwaartekracht niet zo moeilijk te kijken. Zo kunt u opnieuw maken met behulp van de traagheid, meer bepaald, de middelpuntvliedende kracht. De behoefte aan deze bevoegdheid niet aan de orde van gisteren - het gebeurde zodra mensen begonnen te dromen van een lange-termijn ruimte vluchten. Oprichting van kunstmatige zwaartekracht in de ruimte zal het mogelijk maken om veel van de problemen die voortvloeien uit de lengte van de tijd in gewichtloosheid te voorkomen. De astronauten groeien zwakke spieren, botten worden minder sterk. Reizen in deze condities maanden, kunt u een aantal spieratrofie te krijgen.

Zo, vandaag de oprichting van kunstmatige zwaartekracht - een taak van het grootste belang, verkenning van de ruimte zonder deze prestatie is onmogelijk.

materiel

Zelfs degenen die alleen de fysica curriculumniveau kennen, begrijpen dat de zwaartekracht - een van de fundamentele wetten van onze wereld: het gehele lichaam, met elkaar, het ervaren van een wederzijdse aantrekking / afstoting. Hoe groter het lichaam, hoe groter de aantrekkingskracht.

Grond te onze werkelijkheid - een zeer massief object. Dat is de reden waarom elk lichaam rond trok.

Voor ons betekent dit de versnelling van de zwaartekracht, die gewoonlijk wordt gemeten in g gelijk is aan 9,8 meter per vierkante seconde. Dit betekent dat als de voeten hadden we niet de steun hebben, zouden we zijn gedaald tegen een tarief stijgt elke seconde tot 9,8 meter.

Dus alleen door de zwaartekracht, zijn we in staat om op te staan, vallen, normaal eten en te drinken, om te begrijpen waar de top, waar de bodem. Als de aantrekkingskracht zal verdwijnen - we zullen in nul zwaartekracht.

Vooral bekend met dit fenomeen astronauten bevinden zich in een ruimte in een toestand van drijvende - vrije val.

Theoretisch, wetenschappers weten hoe kunstmatige zwaartekracht te creëren. Er zijn verschillende technieken.

De grote massa

De meest logische optie - om het ruimtevaartuig zo groot dat het ontstaan kunstmatige zwaartekracht. Op het schip, kunt u zich comfortabel voelen, omdat er geen oriëntatie in de ruimte zullen verloren gaan.

Helaas is deze methode is niet realistisch in de huidige ontwikkeling van de technologie. Om een dergelijke faciliteit te bouwen vergt te veel middelen. Daarnaast is een ongelooflijke hoeveelheid energie die nodig is voor zijn herstel.

versnelling

Het lijkt erop dat als je wilt g, gelijk aan de aarde te bereiken, we hoeven alleen maar om het schip een vlakke (platformoobraznuyu) vorm te geven en te krijgen om loodrecht te verplaatsen naar het vliegtuig met de gewenste versnelling. Op deze wijze wordt verkregen kunstmatige zwaartekracht, en - een ideaal.

Echter, de realiteit is veel ingewikkelder.

Eerst en vooral is het het overwegen waard de brandstof kwestie. Om het station is voortdurend versnellen, moet u ononderbroken stroomvoorziening hebben. Zelfs als de motor opeens, deze niet vernietigen van de zaak, de wet van behoud van energie blijft van kracht.

Het tweede probleem is het idee van constante versnelling. Volgens onze kennis en de wetten van de natuurkunde, kunt u niet voor onbepaalde tijd te versnellen.

Daarnaast is dit transport is niet geschikt voor het onderzoek missie, omdat het voortdurend moet worden versneld - om te vliegen. Hij kan niet stoppen om de planeet te verkennen, hij zelfs langzaam vliegen rond het kan niet - is het noodzakelijk om te versnellen is.

Zo wordt het duidelijk dat deze kunstmatige zwaartekracht is nog niet beschikbaar voor ons.

carrousel

Iedereen weet hoe de carrousel rotatie van invloed op het lichaam. Daarom is de kunstmatige zwaartekracht volgens dit principe lijkt het meest realistisch.

Hetgeen in carrousel diameter, neigt in een hoeveelheid ongeveer gelijk aan de rotatiesnelheid eruit vallen. Het blijkt dat in het lichaam een gerichte kracht langs de straal van een draaiend voorwerp. Dit is zeer vergelijkbaar met de zwaartekracht.

Dus, het duurt een schip, met een cilindrische vorm. In dit geval moet rond zijn as. Overigens is de kunstmatige zwaartekracht op een ruimteschip, ontworpen volgens dit principe vaak aangetoond genoeg in science fiction films.

De tonvormige schip draait om een langsas, een centrifugale kracht, waarvan de richting overeenkomt met de straal van het object. Aan de resulterende versnelling te berekenen nodig om de kracht te verdelen over de grond.

Het kennen van de fysica mensen vinden dit is niet moeilijk: a = ω²R.

In deze formule is het berekeningsresultaat - versnelling, de eerste variabele - snelheid knooppunt (gemeten in radialen per seconde), de tweede - de radius.

Volgens deze, want we zijn gewend aan g, moet je de juiste combinatie van de hoeksnelheid en de straal van de ruimte vervoer.

Dit probleem wordt verlicht in films als "Intersol" "Babylon 5", "2001: A Space Odyssey" en dergelijke. In al deze gevallen is de kunstmatige zwaartekracht dichter bij de versnelling van de zwaartekracht van de aarde.

Het maakt niet uit hoe goed het idee, het is heel moeilijk uit te voeren.

de methode van het probleem van de "carrousel"

De meest voor de hand liggende probleem komt naar voren in "A Space Odyssey". Radius "space carrier" is ongeveer 8 meter. Ter versnelling verkrijgen 9.8, moet de draaiing plaatsvinden bij een snelheid van ongeveer 10,5 per minuut omzet.

Wanneer deze waarden vertonen "Coriolis effect", wat die op verschillende afstanden van de vloer effect van verschillende sterkte. Het hangt van de hoeksnelheid.

Het blijkt dat de kunstmatige zwaartekracht ruimte gecreëerd, maar ook snelle rotatie van het lichaam leidt tot problemen met het binnenoor. Dit op zijn beurt, veroorzaakt een onbalans, problemen met het evenwichtsorgaan en andere - gelijkaardige - uitdagingen.

Het ontstaan van deze barrière geeft aan dat dit model is jammer.

U kunt proberen om te gaan op de achterzijde, zoals we in de roman "World-Ring" deed. Hier is het schip in de vorm van een ring waarvan de straal bij benadering aan de straal van onze baan om de aarde (ongeveer 150 miljoen kilometer). Dit formaat is de rotatiesnelheid voldoende is om het Coriolis effect te negeren.

We kunnen aannemen dat het probleem is opgelost, maar het is niet zo. Dat de totale omzet van de structuur rond zijn as draait 9 dagen. Dit suggereert dat de belasting te groot. Met het oog op het ontwerp van hun aanhoudende, het vereist een zeer sterk materiaal, die vandaag de dag niet beschikbaar zijn. Voorts is het probleem de hoeveelheid materiaal en is rechtstreeks bouwproces.

In spellen van soortgelijke onderwerpen, zoals in de film "Babylon 5", deze problemen worden een of andere manier opgelost: het volstaat toerental, de Coriolis effect is niet significant, hypothetisch mogelijk om een dergelijk schip te maken.

Maar zelfs deze werelden hebben een nadeel. Zijn naam - momentum.

Het schip, draait om zijn as, wordt omgevormd tot een enorme gyroscoop. Zoals u weet, maakt de gyro off as is uiterst moeilijk te wijten aan het impulsmoment. Het is belangrijk dat het bedrag dat het systeem niet verlaat. Dit betekent dat de richting van het object zal zeer moeilijk zijn. Toch kan een dergelijk probleem worden opgelost.

Het aanpakken

Kunstmatige zwaartekracht op het ruimtestation beschikbaar wanneer de steun komt "O'Neill Cylinder." Dit construct vereist identieke cilindrische vaten die verbinding langs de as. Ze hebben in verschillende richtingen worden gedraaid. Het resultaat van dit samenstel is nul impulsmoment, dus niet problemen geven het schip de noodzakelijke richting.

Indien mogelijk maken dat het schip een straal van ongeveer 500 meter, dan zal het precies werkt zoals het hoort. In dit geval is de kunstmatige zwaartekracht in de ruimte is heel comfortabel en geschikt voor lange vluchten in schepen of onderzoek stations.

Space Engineers

Hoe kan kunstmatige zwaartekracht te creëren, is het bekend om de makers van het spel. Echter, in deze fantasiewereld van de zwaartekracht - het is niet een wederzijdse aantrekkingskracht van de lichamen, maar de lineaire kracht, ontworpen om het versnellen van de items in een bepaalde richting. De attractie is niet absoluut, wordt gewijzigd wanneer omgeleid bron.

Kunstmatige zwaartekracht op het ruimtestation is gemaakt met een speciale generator. Ze co-roterende uniform en een generator zone. Dus, in de echte wereld, gevangen in het voertuig waarin een generator, zou je worden aangetrokken door het lichaam. Toch zal de held van het spel zo lang dalen als de actie niet het apparaat perimeter verlaten.

Tot op heden de kunstmatige zwaartekracht ruimte gecreëerd dergelijke inrichting niet beschikbaar is voor de mens. Maar zelfs de grijsharige ontwikkelaars niet ophouden te dromen over.

sferische generator

Dit is een meer realistische versie van de apparatuur. Bij het installeren van een zwaartekrachtrichtingonderkant van de generator. Dit maakt het mogelijk om een zender, waarvan de ernst gelijk is aan de planetaire zal creëren.

centrifuge

Vandaag kunstmatige zwaartekracht op aarde is gevonden in een verscheidenheid van apparaten. ze zijn gebaseerd, meestal, op de traagheid, omdat deze kracht wordt gevoeld door ons vergelijkbaar met de zwaartekracht effecten - het lichaam maakt geen onderscheid tussen wat de oorzaak is van de versnelling. Als voorbeeld: een man stijgt in de lift, de effecten voelen van de traagheid. Natuurkundigen: lift aanleiding draagt bij aan de versnelling van de vrije val versnelling van de cabine. Wanneer u terugkeert naar de cockpit gemeten beweging "gain" gewicht verdwijnt, het retourneren van de gebruikelijke zin.

Wetenschappers zijn al lang geïnteresseerd in kunstmatige zwaartekracht. De centrifuge wordt meestal gebruikt voor deze doeleinden. Deze methode is niet alleen geschikt voor het ruimtevaartuig, maar ook voor grondstations, welke nodig om de effecten van zwaartekracht op het menselijk lichaam te bestuderen.

Ontdek de wereld, die in ...

Hoewel de studie van de zwaartekracht begonnen vanuit de ruimte, is het zeer aardwetenschappen. Zelfs vandaag de dag de verwezenlijkingen op dit gebied zijn toegepast, bijvoorbeeld in de geneeskunde. Te weten of het mogelijk is om kunstmatige zwaartekracht te creëren op de planeet, kunt u deze gebruiken om problemen met de motoriek of van het zenuwstelsel te behandelen. Bovendien is de studie van de krachten die betrokken zijn in de eerste plaats op aarde. Hierdoor kan de astronauten om experimenten uit te voeren terwijl die nog in de focus van de artsen. Een ander ding is de kunstmatige zwaartekracht in de ruimte, zijn er geen mensen in staat om astronauten te helpen in geval van een noodsituatie.

Met in het achterhoofd de volledige gewichtloosheid, is het onmogelijk om rekening te houden met een satelliet in een baan om de aarde. Deze objecten, zij het in geringe mate beïnvloeden zwaartekracht. De zwaartekracht, in dergelijke gevallen, genoemd microzwaartekracht. Echte zwaartekracht alleen getest de machine, die met een constante snelheid in de ruimte. Echter, het menselijk lichaam niet voel het verschil.

Ervaar de gewichtloosheid kan een langdurige sprong (vóór de luifel wordt geopend) of tijdens een parabolische daling vliegtuig. Dergelijke experimenten worden vaak in de VS, maar op een vliegtuig dat gevoel duurt slechts 40 seconden - het is te klein voor een volledig onderzoek.

In de Sovjet-Unie in 1973 om te weten of het mogelijk is om kunstmatige zwaartekracht te creëren. En niet alleen gemaakt, maar ook op een bepaalde manier veranderd. Een treffend voorbeeld kunstmatige vermindering van de zwaartekracht - droge Dompelen. Om het gewenste effect nodig is om een dichte film op het wateroppervlak volgt gedaan. De mens is geplaatst op de top van het. Onder het gewicht van het lichaam het lichaam wordt ondergedompeld in het water, alleen de kop blijft bovenaan. Dit model toont de ongedragen met een lage dichtheid, die kenmerkend is voor de oceaan.

Er is geen noodzaak om te gaan in de ruimte om de effecten van gewichtloosheid tegengestelde krachten voelen - hypergraviteit. Tijdens het opstijgen en landen van het ruimtevaartuig, kan centrifuge overbelasting niet alleen voelen, maar ook om te verkennen.

behandeling van de zwaartekracht

Zwaartekracht natuurkunde studies inclusief de effecten van gewichtloosheid op het menselijk lichaam in een poging om de gevolgen te beperken. Echter, een groot aantal van de prestaties van deze wetenschap is in staat om nuttige en gewone bewoners van de planeet.

Great Expectations artsen verlenen aan de studie van het gedrag van de spier enzymen in myopathie. Het is een ernstige ziekte die leidt tot een vroege dood.

Wanneer actief fysieke activiteiten in het bloed van een gezonde persoon ontvangt een grote hoeveelheid enzym kreatinofosfokinazy. De reden hiervoor is niet duidelijk, is het mogelijk, de belasting werkt op het celmembraan op zodanige wijze dat deze "Lekkende". Patiënten met myopathie krijgt hetzelfde effect, zonder de belastingen. Observatie astronauten blijkt dat in gewichtloosheid afgifte van actieve enzym in het bloed aanzienlijk verminderd. Deze bevinding suggereert dat het gebruik van onderdompeling van de negatieve impact van de factoren die leiden tot myopathie zal verminderen. Momenteel experimenten op dieren.

Behandeling van bepaalde ziekten vandaag uitgevoerd met behulp van verkregen in de studie van de zwaartekracht gegevens, inclusief kunstmatig. Bijvoorbeeld, onbehandeld hersenverlamming, beroerte, kostuums van Parkinson door de toepassing van de belasting. Bijna voltooiden het onderzoek van de positieve effecten van de steun - pneumatische schoen.

Vlieg op Mars?

Recente ontwikkelingen astronauten hoop geven aan de realiteit van het project. Het heeft ervaring in de medische ondersteuning persoon met een lang verblijf uit de buurt van de aarde. Gebracht vele voordelen en onderzoek missies naar de Maan, de kracht van de zwaartekracht, die 6 keer kleiner dan de onze. Nu astronauten en wetenschappers hebben voor zichzelf een nieuw doel - naar Mars.

Voordat je wordt wakker in, moet u zich bewust van alle voor een ticket naar de Rode Planeet te zijn, verwacht hij het lichaam in de eerste fase van de werkzaamheden - op de weg. ongeveer 500 dagen - Gemiddeld zal de weg naar de woestijn planeet helft te nemen van het jaar. Vertrouw op de weg hebben alleen hun eigen kracht, gewoon wachten op hulp van overal.

Ondermijnen krachten zullen veel factoren: stress, straling, zonder een magnetisch veld. De belangrijkste test voor het organisme - te veranderen zwaartekracht. Reizende mensen "leren kennen" met meerdere niveaus van de zwaartekracht. In de eerste plaats deze overbelasting opstijgen. Dan - gewichtloosheid tijdens de vlucht. Daarna -. Hypogravity bij de bestemming, dat wil zeggen zwaartekracht op Mars ten minste 40% van de aarde ..

Hoe om te gaan met de negatieve effecten van gewichtloosheid in een lange vlucht? Het is te hopen dat de ontwikkeling op het gebied van kunstmatige zwaartekracht zal helpen om dit probleem in de nabije toekomst aan te pakken. Experimenten op ratten, reizen met de "Cosmos-936" laten zien dat deze methode niet alle problemen oplost.

OS ervaring leert dat het veel nuttiger voor het organisme kan simulatoren worden gebruikt, kunnen de vereiste belasting te bepalen voor elke afzonderlijke astronaut brengen.

Hoewel wordt aangenomen dat Mars vliegen niet alleen onderzoekers, maar ook voor toeristen die willen een kolonie te vestigen op de Rode Planeet. Voor hen, in ieder geval de eerste keer, het gevoel van gewichtloosheid opwegen tegen de redenen artsen over de gevaren van langdurig verblijf in deze omstandigheden. Echter, na een paar weken en hulp ze nodig hebben waarom het zo belangrijk om te kunnen om een manier te bouwen op een ruimteschip kunstmatige zwaartekracht te vinden.

uitslagen

Welke conclusies kunnen worden gemaakt over de aanleg van kunstmatige zwaartekracht in de ruimte?

Van alle overwogen opties die momenteel draaiende ontwerp lijkt meer realistisch. Echter, onder de huidige kennis van de natuurwetten is het onmogelijk, omdat het schip - dit is niet een holle cilinder. Binnen is er overlappende belemmeren uitvoering van ideeën.

Daarnaast is het schip de radius moet groot genoeg zijn, zodat de Coriolis effect is geen significant effect.

Om zoiets te beheren, neemt de cilinder O'Neill hierboven genoemde, die zal het mogelijk maken om het schip te besturen. In dit geval is de kansen te vergroten voor het gebruik van een dergelijke structuur voor interplanetaire missies zorgen voor het team een comfortabel niveau van de zwaartekracht.

Voordat de mensheid in staat zijn om hun dromen te vertalen naar de werkelijkheid zal zijn, zouden we graag zien dat in de werken van fictie een beetje realistischer en meer kennis van de wetten van de fysica.