Mākslīgais smagumu, un to, kā izveidot

Pat cilvēki nav ieinteresēti telpā, redzējis filmu par kosmosa ceļojumu vai lasīt par šādām lietām grāmatās. Gandrīz visi šie cilvēki iet uz darbu kuģa, normāla miega, nav problēmas ar ēšanu. Tas nozīmē, ka tie - izdomāts - Kuģis ir mākslīgo gravitāciju. Lielākā daļa auditorijas uztver kā kaut ko pavisam dabisku, un patiesībā tā nav taisnība.

mākslīgā smaguma

Tāpēc mēs saucam izmaiņas (abos virzienos), pazīstams mums smaguma, piemērojot dažādas metodes. Un tas tiek darīts ne tikai daiļliteratūras, bet ļoti reālās zemes situācijās, visbiežāk, par eksperimentiem.

Teorētiski, izveidojot mākslīgo smaguma neizskatās, ka grūti. Piemēram, jūs varat no jauna izveidot to, izmantojot inerci, precīzāk, centrbēdzes spēku. Vajadzība pēc šādas pilnvaras neradās vakar - tas notika, tiklīdz cilvēki sāka sapņot par ilgtermiņa kosmosa lidojumiem. Izveide mākslīgo smaguma telpā ļaus izvairīties no daudzām problēmām, kas izriet no dalības ilguma bezsvara. Astronauti aug vājus muskuļus, kauli kļūst mazāk spēcīga. Ceļošana šiem nosacījumiem mēnešos, jūs varat saņemt kādu muskuļu atrofiju.

Tātad, šodien izveide mākslīgo smaguma - uzdevums ir ārkārtīgi svarīgi, kosmosa izpēte bez šī feat nav iespējama.

materiāliem

Pat tie, kas zina tikai fizikas mācību programmas līmenī, saprotu, ka gravitācijas - viens no galvenajiem likumiem mūsu pasaulē: visas ķermenis mijiedarbojas viens ar otru, piedzīvo savstarpēju piesaistes / riebumu. Jo lielāks ķermenis, jo lielāka ir tās pievilcības spēks.

Zemes mūsu realitāti - ir ļoti liela objekta. Tas ir iemesls, kāpēc katrs organisms ap to piesaista.

Mums tas nozīmē krišanas paātrinājums, kas parasti mēra g, kas ir vienāda ar 9,8 metriem vienu kvadrātmetru sekundē. Tas nozīmē, ka gadījumā, ja zem kājām mums nebija atbalsts, mēs būtu samazinājies likmi palielināt katru otro 9,8 metriem.

Tādējādi tikai ar gravitācijas, mēs varam stāvēt, krist, ēst un dzert normāli, lai saprastu, kur top, kur apakšā. Ja objekts pazudīs - mums būs bezsvara stāvoklī.

Īpaši iepazinušies ar šo parādību astronauti nonāk telpā kādā stāvoklī peldošā - brīvā kritiena.

Teorētiski, zinātnieki zina, kā izveidot mākslīgu gravitāciju. Ir vairāki paņēmieni.

Lielais masu

Visvairāk loģiski variants - lai kosmosa kuģi tik liels, ka tas radies mākslīgo gravitāciju. Uz kuģa, jūs varat justies ērti, jo nav orientāciju telpā tiks zaudēti.

Diemžēl, šī metode nav reāli pie pašreizējā tehnoloģiju attīstības rezultātā. Lai izveidotu šādu mehānismu prasa pārāk daudz resursu. Turklāt, kas ir neticami enerģijas daudzums vajadzīgs, lai tā atgūšanu.

paātrinājums

Šķiet, ka, ja jūs vēlaties sasniegt g, kas vienāda ar zemi, mēs vienkārši nepieciešams, lai dotu kuģa līdzenu (platformoobraznuyu) forma, un saņemt to, lai pārvietotos perpendikulāri plaknei ar vēlamo paātrinājumu. Tādā veidā, mākslīgā smagums tiek iegūti, un - ideālu.

Tomēr realitāte ir daudz sarežģītāka.

Pirmkārt un galvenokārt, ir vērts apsvērt degvielas jautājumu. Lai stacija pastāvīgi paātrinās, jums ir jābūt nepārtrauktu elektroapgādi. Pat tad, ja dzinējs pēkšņi parādās, neizmetiet lietu likums Enerģijas nezūdamības paliek spēkā.

Otra problēma ir ideja nemainīgu paātrinājumu. Saskaņā ar mūsu zināšanām un fizikas likumiem, nevar paātrināt bezgalīgi.

Turklāt šis transports nav piemērots pētniecības misiju, jo tas ir pastāvīgi paātrināta - lidot. Viņš nevar apstāties, lai izpētītu planētu, viņš pat lēnām lidot ap to nevar - tas ir nepieciešams, lai paātrinātu.

Tādējādi kļūst skaidrs, ka šis mākslīgais smaguma vēl nav pieejams pie mums.

karuselis

Ikviens zina, kā karuselis rotācija ietekmē ķermeni. Tāpēc mākslīgo smaguma ierīce saskaņā ar šo principu, šķiet, ir visvairāk reāli.

Viss, kas ir karuseļa diametrā, tā mēdz izkrist no tā ar ātrumu aptuveni vienāda ar rotācijas ātrumu. Izrādās, ka organismā spēks virzīta gar rādiusu rotācijas objektu. Tas ir ļoti līdzīgs smaguma.

Tātad, tas aizņem kuģis, kam ir cilindriska forma. Šajā gadījumā tas būtu rotēt ap savu asi. Starp citu, mākslīgā smagums uz kosmosa kuģis, kas paredzēts saskaņā ar šo principu, ir pierādīts pietiekami zinātniskās fantastikas filmas bieži.

Muca formas kuģis svārstīgs ap garenvirziena asi, kas ir centrbēdzes spēks, virzienā, kas atbilst rādiusu objektu. Lai aprēķinātu iegūto paātrinājums ir nepieciešams, lai sadalīt spēku uz zemes.

Zinot fizikas cilvēkiem atrast tas nav grūti: a = ω²R.

Šajā formulā, aprēķina rezultātu - paātrinājuma, pirmajā mainīga - ātruma mezglā (mēra radiānos sekundē), otrā - rādiusu.

Saskaņā ar šo, jo mēs esam pieraduši g, jums ir pareizi apvienot leņķisko ātrumu un rādiusu kosmosa transportu.

Šī problēma ir apgaismota tādās filmās kā "Intersol" "Babylon 5", "2001: A Space Odyssey" un tamlīdzīgi. Visos šajos gadījumos mākslīgo smaguma tuvāk zemes gravitācijas paātrinājumu.

Nav svarīgi, cik laba ideja, tas ir diezgan grūti īstenot.

metode problēmu "karuseļa"

Pašsaprotama problēma ir izcelts "A Space Odyssey". Radius "telpa pārvadātājs" ir aptuveni 8 metri. Lai iegūtu paātrinājumu 9.8, tad rotācija notiek ar ātrumu aptuveni 10,5 katru minūti no apgrozījuma.

Kad šie lielumi izpausties "Koriolisa efekts", kas ir, ka dažādos attālumos no grīdas efektu dažādu spēka. Tas ir atkarīgs no leņķisko ātrumu.

Izrādās, ka ir izveidota mākslīga smaguma telpā, bet pārāk strauja rotācija no ķermeņa radīs problēmas ar iekšējās auss. Tas, savukārt, rada nelīdzsvarotību, problēmas ar vestibulārā aparāta un citu - līdzīgu - problēmām.

Šī barjera parādīšanās liecina, ka šis modelis ir ļoti žēl.

Jūs varat mēģināt doties uz atpakaļgaitu, kā mēs to darījām ar romānu "World-Ring". Šeit kuģis ir formā gredzenu, kura rādiuss aptuvens rādiusam mūsu orbītā (aptuveni 150 miljonu kilometru). Šajā izmēru, rotācijas ātrumu, ir pietiekams, lai ignorēt Koriolisa spēks.

Varam pieņemt, ka problēma ir atrisināta, bet tas nav tik. Fakts, ka kopējais apgrozījums struktūru ap savu asi ilgst 9 dienas. Tas liecina, ka slodze ir pārāk liela. Lai izstrādātu to uztur, tas prasa ļoti spēcīga materiālu, kas šodien nav pieejami. Turklāt problēma ir summa materiāla un ir tieši celtniecības procesā.

Spēlēs līdzīgu priekšmetu, kā filmā "Babylon 5", šīs problēmas ir kaut atrisinātas: pietiek rotācijas ātrumu, Koriolisa efekts nav nozīmīgs, hipotētiski iespējams izveidot šādu kuģi.

Tomēr pat šīs pasaules ir trūkums. Viņa vārds - impulsu.

Kuģis, griezties ap savu asi, tiek pārveidots par milzīgu žiroskops. Kā jūs zināt, veikt žiroskopu off ass ir ļoti grūti, jo leņķiskā momenta. Ir svarīgi, ka summa nav atstāt sistēmu. Tas nozīmē, ka noteikt virzienu objekta būs ļoti grūti. Tomēr šāda problēmu var atrisināt.

Uzrunājot

Mākslīgais smaguma uz kosmosa staciju kļūst pieejama, ja atbalsts tiek "O'Neill balonu". Lai izveidotu šo konstruktu prasa identisku cilindriskas, kas savieno pa asi. Viņiem jābūt pagriezt dažādos virzienos. Šī montāžas rezultāts ir nulle leņķiskā momenta, tāpēc nevajadzētu būt problēmām ar dodot kuģa vajadzīgo virzienu.

Ja iespējams, kuģa veikt rādiuss aptuveni 500 metri, tad tas darbosies tieši tā, kā vajadzētu. Tādā gadījumā mākslīgā smaguma telpā ir ļoti ērta un piemērota gariem lidojumiem kuģiem vai pētniecības staciju.

Kosmosa Engineers

Kā izveidot mākslīgu smagumu, ir zināms, ka radītāji spēli. Tomēr šajā fantāzijas pasaulē smaguma - tas nav savstarpēja piesaiste iestādēm, bet lineāra spēks, kas paredzēti, lai paātrinātu vienumus noteiktā virzienā. Atrakcija Šeit nav absolūts, tas tiek mainīts, lai novirzītu avots.

Mākslīgais smaguma uz kosmosa staciju tiek veidots, izmantojot īpašu ģenerators. Viņa kopīgi rotācijas uniformu un ģenerators zonu. Tātad, reālajā pasaulē, kas nozvejoti transportlīdzeklī, kurā ģenerators, jūs varētu pievilkt ķermeni. Tomēr varonis spēles kritīs, kamēr rīcība neatstāj ierīces perimetru.

Līdz šim mākslīgā smaguma telpā, kas izveidota šāda ierīce nav pieejama cilvēcei. Tomēr pat pelēks-haired izstrādātāji nebeidz sapņot par to.

Sfēriskā ģenerators

Tas ir reālāks versija aprīkojumu. Uzstādot gravitācijas virzienu ģeneratora. Tas ļauj izveidot staciju, smagums, kas būs vienāda ar planētu.

centrifūga

Šodien mākslīgā smagums uz Zemes ir atrodama dažādas ierīces. tie ir balstīti, galvenokārt, no inerces, jo šis spēks ir jūtama mums līdzīgs gravitācijas ietekmi - organisms neatšķir, kas ir cēlonis paātrinājuma. Piemēram: cilvēks pieaug liftā, sajūta ietekmi inerces. Fiziķi: lifts pieaugums palielina paātrinājuma brīvā kritiena paātrinājuma kabīnes. Kad jūs atgriezties pie kokpita mēra kustības "ieguvums" svars pazūd, atgriežas parastajā nozīmē.

Zinātnieki jau sen ir interese par mākslīgo smaguma. Centrifūgas visbiežāk izmanto šiem mērķiem. Šī metode ir piemērota ne tikai kosmosa, bet arī zemes stacijām, kas prasa, lai izpētītu ietekmi smaguma uz cilvēka ķermeni.

Izpētīt pasauli, izmanto ...

Lai gan pētījums par gravitācijas sākās no kosmosa, tas ir ļoti zemi zinātne. ir piemēroti Vēl šodien sasniegumi šajā jomā, piemēram, medicīnā. Zinot to, vai tas ir iespējams, lai radītu mākslīgu gravitāciju uz planētas, varat to izmantot, lai ārstētu problēmas ar pārvietošanās vai nervu sistēmu. Turklāt pētījums par spēku iesaistīts pirmajā vietā uz Zemes. Tas ļauj astronauti veikt eksperimentus paliekot fokusā ārstiem. Vēl viena lieta ir mākslīgs smaguma telpā, nav cilvēki, kas spēj palīdzēt astronauti gadījumā ārkārtas.

Paturot prātā pilnīgu bezsvara, tas ir iespējams ņemt vērā satelīts Zemes orbītā. Šie objekti, kaut nelielā mērā ietekmē gravitāciju. Smaguma spēks, šādos gadījumos, ko sauc par mikrogravitācijas. Real smaguma tiek pārbaudīti tikai mašīnas, lidošana ar konstantu ātrumu, kas kosmosā. Tomēr cilvēka organisms nejūt atšķirību.

Pieredze bezsvara var būt ilgstošs lēciens (pirms nojume atvērs) vai parabolisku samazināšanos lidmašīnām laikā. Šādi eksperimenti bieži tiek ASV, bet uz plaknes, kas sajūta ilgst tikai 40 sekundes - tas ir pārāk mazs, lai pilnu izmeklēšanu.

PSRS 1973. zināt, vai tas ir iespējams, lai radītu mākslīgu gravitāciju. Un ne tikai to ir radījis, bet arī kaut kādā veidā mainījusies. Spilgts piemērs mākslīgi samazinot smaguma - sausa liešana, iegremdēšanas. Lai sasniegtu vēlamo efektu nepieciešamo likt blīvu plēvi uz ūdens virsmas. Man ir novietots virs tā. Saskaņā ar ķermeņa ķermenis tiek iegremdēta ūdenī svaru, tikai galva paliek augšpusē. Šis modelis pierāda neatbalstītu ar zemu smaguma, kas ir raksturīgs okeāna.

Nav nepieciešams doties kosmosā izjust sekas bezsvara pretējiem spēkiem - hypergravity. pacelšanās un nosēšanās kosmosa kuģa laikā centrifūga pārslodze var ne tikai sajust, bet arī, lai izpētītu.

ārstēšana smaguma

Gravitācijas fizikas pētījumi, tostarp ietekmi bezsvara uz cilvēka ķermeni, cenšoties mazinātu sekas. Tomēr liels skaits sasniegumiem šo zinātni var būt noderīgi un parastajiem iedzīvotājiem planētas.

Great Expectations ārsti piešķir uz pētījumu par rīcību muskuļu fermentu miopātija. Tā ir nopietna slimība, kas izraisa priekšlaicīgu nāvi.

Kad aktīvās fiziskās aktivitātes asinīm vesels cilvēks saņem lielu daudzumu fermentu kreatinofosfokinazy. Iemesls šai parādībai nav skaidrs, tas ir iespējams, tad slodze iedarbojas uz šūnu membrānu tādā veidā, ka tas "Leaky". Pacienti ar miopātiju iegūtu to pašu efektu bez slodzes. Observations astronauti liecina, ka bezsvara piegādi aktīvās fermenta asinīs ir ievērojami samazināts. Šī atrade liecina, ka, izmantojot iegremdēšanas samazinās par faktoriem, kas izraisa miopātiju negatīvo ietekmi. Šobrīd veica eksperimentus ar dzīvniekiem.

Ārstēšana noteiktām slimībām šodien veica izmantojot iegūti pētījumā par gravitācijas datus, tai skaitā mākslīgie. Piemēram, neapstrādātas cerebrālā trieka, insults, Parkinsona tērpi, piemērojot slodzi. Gandrīz pabeidza pētījumu pozitīvo ietekmi atbalstu - pneimatiskā kurpes.

Lidot uz Marsa?

Nesenie avansi astronauti dod cerību uz realitāti projekta. Tā ir pieredze medicīnas atbalsta persona ar garu uzturēšanās prom no Zemes. Celta daudzas priekšrocības un pētniecības misijas uz Mēness, no smaguma, kas ir 6 reizes mazāks nekā mūsu pašu spēku. Tagad astronauti un zinātnieki izvirzīja jaunu mērķi - uz Marsu.

Pirms tu pamosties, jums jāapzinās visu par biļeti uz Red Planet, viņš cer, ka ķermeni pirmajā darba posmā - uz ceļa. Vidēji ceļš uz tuksnesi planētas veiks pusgads - apmēram 500 dienas. Paļauties uz ceļa ir tikai savu varu, tikai gaidīt palīdzību no jebkuras vietas.

Grauj spēki būs daudzi faktori: stresa, radiācijas, neesamība magnētiskā lauka. Svarīgākais tests organisma - mainīt gravitāciju. Tūrisms cilvēkiem "iepazīties" ar vairākiem līmeņiem smaguma. Galvenokārt tas pārslodzes pacelšanās. Tad - bezsvara lidojuma laikā. Pēc tam -. Hypogravity galamērķī, tas ir, lai smaguma uz Marsa ir vismaz 40% no zemes ..

Kā tikt galā ar negatīvo ietekmi bezsvara kas ilga lidojuma? Cerams, ka attīstības jomā mākslīgo smaguma palīdzēs risināt šo problēmu tuvākajā laikā. Eksperimenti ar žurkām, kas ceļo ar "Cosmos-936", liecina, ka šī metode neatrisina visas problēmas.

OS Pieredze rāda, ka tas ir daudz vairāk noderīga organisms spēj celt modelējošu ierīču izmantošanu, kas spēj noteikt nepieciešamo slodzi katram atsevišķam astronautu.

Lai gan tiek uzskatīts, ka Mars lidot ne tikai pētnieki, bet arī tūristiem, kas vēlas izveidot koloniju uz sarkanās planētas. Par tiem, vismaz sākotnēji, sajūta, ka bezsvara atsver iemesliem ārstus par bīstamību ilgstošas uzturēšanās šajos apstākļos. Tomēr pēc dažām nedēļām, un ir vajadzīga palīdzība, lai viņiem, kāpēc tas ir tik svarīgi, lai varētu atrast veidu, kā veidot uz kosmosa mākslīgo smaguma.

rezultāti

Kādus secinājumus var izdarīt par radīšanu mākslīgo smaguma kosmosā?

Starp visiem aplūkoto variantu pašlaik rotējošu dizainu izskatās reālāks. Tomēr saskaņā ar pašreizējo izpratni par fizikas likumiem, tas nav iespējams, jo kuģis - tas nav dobo cilindra. Tā iekšpusē tur pārklāšanos kavē īstenošanu idejas.

Turklāt, kuģis rādiuss ir pietiekami liela, lai Koriolisa efekts nav būtiskas ietekmes.

Lai pārvaldītu kaut ko līdzīgu, ka tas aizņem cilindru O'Neill minēta, kas ļaus kontrolēt kuģi. Šajā gadījumā izredzes palielināt izmantošanai šādas struktūras starpplanētu misijām, nodrošinot komandai ērti smaguma pakāpi.

Pirms cilvēce varēs tulkot savus sapņus pārvērst realitātē, mēs vēlētos redzēt arī daiļliteratūras nedaudz reālistiskāku un plašākas zināšanas par fizikas likumiem.