Künstliche Schwerkraft ist und wie zu schaffen

Auch Menschen nicht interessiert im Raum, jemals über solche Dinge in Büchern, einen Film über die Raumfahrt oder lesen gesehen. Fast gehen alle diese Menschen auf die Werke des Schiffes, normalen Schlaf, haben keine Probleme mit dem Essen. Dies bedeutet, dass diese – fiktive – Das Schiff künstliche Schwerkraft hat. Die meisten der Zuschauer empfinden es als etwas ganz natürlich, und in der Tat ist dies nicht wahr.

künstliche Schwerkraft

So nennen wir eine Änderung (in beide Richtungen) kennen wir die Schwerkraft durch verschiedene Methoden anwenden. Und dies ist in den Werken der Fiktion nicht nur getan, aber in den sehr realen irdischen Situationen, meistens für die Experimente.

In der Theorie ist die Schaffung künstlicher Schwerkraft nicht so schwer suchen. Zum Beispiel können Sie neu erstellen , die Trägheit verwendet wird , genauer gesagt, die Zentrifugalkraft. Die Notwendigkeit für diese Leistung nicht entstehen gestern – es passiert ist, sobald die Menschen begannen, von einer langfristigen Weltraumflüge zu träumen. Schaffung künstlicher Schwerkraft im Raum wird es ermöglichen, viele der Probleme von der Länge der Zeit, in der Schwerelosigkeit entstehen zu vermeiden. Die Astronauten schwache Muskeln wachsen, werden die Knochen weniger stark. Reisen in diesen Bedingungen Monate, können Sie einige Muskelatrophie bekommen.

So heute die Schaffung künstlicher Schwerkraft – eine Aufgabe von größter Bedeutung, Weltraumforschung , ohne diese Leistung ist nicht möglich.

Ausrüstung

Selbst diejenigen, die wissen nur die Physik Lehrplan Ebene, verstehen, dass die Schwerkraft – eine der grundlegenden Gesetze unserer Welt: die ganzen Körper miteinander in Wechselwirkung treten, eine gegenseitige Anziehung / Abstoßung zu erleben. Je größer der Körper, desto größer ist seine Anziehungskraft.

Land für unsere Realität – ein sehr massives Objekt. Deshalb ist jeder einzelne Körper um ihn herum angezogen.

Das bedeutet für uns die Erdbeschleunigung, die in der Regel in g, die gleich 9,8 Meter pro Quadratsekunde gemessen. Das bedeutet, dass, wenn unter den Füßen haben wir nicht die Unterstützung haben, würden wir mit einer Rate pro Sekunde auf 9,8 Meter zu erhöhen gefallen sind.

Somit wird nur durch die Schwerkraft, sind in der Lage zu stehen wir, fällt, essen und trinken normalerweise, zu verstehen, wo die Spitze, wo der Boden. Wenn die Attraktion verschwinden – wir in der Schwerelosigkeit sein.

freien Fall – besonders vertraut in einem Zustand des Schwebens mit diesem Phänomen Astronauten sich in einem Raum finden.

Theoretisch wissen die Wissenschaftler, wie künstliche Schwerkraft zu schaffen. Es gibt verschiedene Techniken.

Die große Masse

Die logischste Option – macht das Raumschiff so groß , dass es künstliche Schwerkraft entstanden ist . Auf dem Schiff können Sie sich wohl fühlen, weil keine Orientierung im Raum verloren.

Leider ist dieses Verfahren in der gegenwärtigen Entwicklung der Technik nicht realistisch. Zum Aufbau einer solchen Anlage erfordert zu viele Ressourcen. Darüber hinaus ist eine unglaubliche Menge an Energie für die Wiederherstellung erforderlich.

Beschleunigung

Es scheint, dass, wenn Sie g, gleich die Erde erreichen wollen, müssen wir nur noch dem Schiff gibt eine flache (platformoobraznuyu) Form und bekommen es senkrecht zur Ebene mit der gewünschten Beschleunigung zu bewegen. Auf diese Weise wird künstliche Schwerkraft erhalten wird, und – eine ideale.

Allerdings ist die Realität viel komplizierter.

In erster Linie ist es lohnt sich, den Kraftstoff Problem betrachten. Um die Station ständig beschleunigt, müssen Sie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung. Auch wenn der Motor plötzlich erscheint, nicht mit der Angelegenheit verfügen, das Gesetz der Erhaltung der Energie bleibt in Kraft.

Das zweite Problem ist die Idee der konstanten Beschleunigung. Nach unserem Wissen und die Gesetze der Physik können Sie auf unbestimmte Zeit nicht beschleunigen.

Darüber hinaus ist dieser Transport für die Forschungsmission nicht geeignet, da es ständig beschleunigt werden muss – fliegen. Er kann nicht aufhören, die Planeten zu erforschen, er selbst langsam herumfliegen kann es nicht – es notwendig ist, zu beschleunigen.

Somit wird deutlich, dass diese künstliche Schwerkraft ist uns noch nicht verfügbar.

Karussell

Jeder weiß, wie das Karussell Drehung des Körpers beeinflusst. Daher scheint die künstliche Schwerkraft Gerät nach diesem Prinzip die meisten realistisch.

Alles, was in Karusselldurchmesser ist, neigt sie dazu, aus der es mit einer Geschwindigkeit etwa gleich die Drehgeschwindigkeit zu fallen. Es stellt sich heraus, daß in dem Körper eine Kraft entlang des Radius eines rotierenden Objekts gerichtet. Dies ist sehr ähnlich wie die Schwerkraft.

So dauert es ein Schiff, eine zylindrische Form hat. In diesem Fall sollte es um seine Achse drehen. Im übrigen ist die künstliche Schwerkraft auf einem Raumschiff, entworfen nach diesem Prinzip demonstriert oft genug in Filmen Science-Fiction.

Der tonnenförmige Schiff, um eine Längsachse dreht, eine Zentrifugalkraft, deren Richtung entspricht dem Radius des Objekts. Zur Berechnung wird die resultierende Beschleunigung erforderlich, um die Kraft, die auf dem Boden zu unterteilen.

die Physik Menschen dieses Wissen finden, ist nicht schwer: a = ω²R.

In dieser Formel ist das Berechnungsergebnis – Beschleunigung, die erste Variable – Geschwindigkeitsknoten (gemessen in Radiant pro Sekunde), die zweite – der Radius.

Nach diesem, für uns zu g verwendet werden, müssen Sie richtig kombinieren die Winkelgeschwindigkeit und dem Radius des Raumtransport.

und dergleichen: Dieses Problem wird in Filmen wie "Intersol" "Babylon 5", "A Space Odyssey 2001" beleuchtet. In all diesen Fällen ist die künstliche Schwerkraft näher an der Erdbeschleunigung.

Egal, wie gut die Idee, ist es ziemlich schwierig zu implementieren.

Das Verfahren des Problems der „Karussell“

Das offensichtlichste Problem ist in "A Space Odyssey" hervorgehoben. Radius „Raumträger“ ist ca. 8 Meter. Um die Beschleunigung in 9,8 zu erhalten, sollte die Rotation stattfindet mit einer Rate von etwa 10,5 jede Minute des Umsatzes.

Wenn diese Werte manifestieren „Coriolis-Effekt“, die das aus dem Boden Wirkung unterschiedlicher Stärke in unterschiedlichen Abständen ist. Es hängt von der Winkelgeschwindigkeit.

Es stellt sich heraus, dass die künstliche Schwerkraft im Raum erzeugt wird, sondern auch eine schnelle Drehung des Körpers zu Problemen mit dem Innenohr führen. Dies wiederum verursacht ein Ungleichgewicht, Probleme mit dem Gleichgewichtssystem und anderen – ähnliche – Herausforderungen.

Das Auftreten dieser Barriere zeigt an, dass dieses Modell sehr bedauerlich ist.

Sie können versuchen, auf der Rückseite zu gehen, da wir in dem Roman „World-Ring“ taten. Hier ist das Schiff in der Form eines Rings, dessen Radius annähernd den Radius unserer Umlaufbahn (rund 150 Millionen Kilometer). Bei dieser Größe ist die Rotationsgeschwindigkeit ausreicht, um den Coriolis-Effekt zu ignorieren.

Wir können davon ausgehen, dass das Problem gelöst ist, aber es ist nicht so. Die Tatsache, dass der Gesamtumsatz der Struktur um ihre Achse dauert 9 Tage. Dies deutet darauf hin, dass die Belastung zu hoch ist. Um ihre nachhaltig zu gestalten, bedarf es ein sehr starkes Material, das heute nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus ist das Problem, die Menge an Material und direkt Bauprozesses.

Bei Spielen von ähnlichen Themen, wie in dem Film „Babylon 5“, werden diese Probleme irgendwie gelöst: es ist ausreichend, Drehzahl, die Coriolis-Effekt nicht signifikant ist, hypothetisch möglich, ein solches Schiff zu erstellen.

Doch selbst haben diese Welten einen Nachteil. Sein Name – Dynamik.

Das Schiff, um seine Achse dreht, wird in einen großen Kreisel verwandelt. Wie Sie wissen, macht die Gyro außeraxial aufgrund des extrem schwierig ist , Drehimpuls. Es ist wichtig, dass die Menge des System nicht verlassen. Dies bedeutet, dass die Richtung des Objekts festgelegt wird sehr schwierig sein. Jedoch ist ein derartiges Problem gelöst werden kann.

Lösung

Künstliche Schwerkraft auf die Raumstation zur Verfügung steht, wenn die Hilfe kommt „O'Neill-Zylinder.“ Um dieses Konstrukt zu erstellen erfordert identische zylindrische Gefäße, die sich entlang der Achse zu verbinden. Sie müssen in verschiedene Richtungen gedreht werden. Das Ergebnis dieser Anordnung ist der Drehimpuls Null, so sollte es nicht zu Problemen mit dem Schiff der notwendige Richtung zu geben.

Wenn möglich, macht das Schiff mit einem Radius von etwa 500 Metern, dann wird es genau funktioniert, wie es sollte. In diesem Fall ist die künstliche Schwerkraft im Raum recht komfortabel und geeignet für lange Flüge in Schiffen oder Forschungsstationen.

Raumfahrtingenieure

Wie künstliche Schwerkraft zu schaffen, ist es die Macher des Spiels bekannt. Jedoch ist in dieser Fantasy-Welt der Schwerkraft – es ist nicht eine gegenseitige Anziehung des Körpers, sondern die lineare Kraft, entworfen, um die Elemente in einer bestimmten Richtung zu beschleunigen. Die Attraktion hier ist nicht absolut, es geändert wird, wenn Quelle umgeleitet wird.

Künstliche Schwerkraft auf der Raumstation wird unter Verwendung eines speziellen Generator erzeugt. Sie Co-Rotations einheitliche und einen Generator Zone. Also, in der realen Welt, in dem Fahrzeug gefangen, in dem ein Generator, Sie an den Körper angezogen werden würden. Allerdings fällt der Held des Spiels, solange die Aktion nicht das Gerät Umfang nicht verlässt.

Bis heute ist die künstliche Schwerkraft im Raum, erstellt ein solches Gerät ist für die Menschheit nicht zur Verfügung. Aber auch die grauhaarigen Entwickler nicht aufhören, davon zu träumen.

sphärische Generator

Dies ist eine realistischere Version des Gerätes. Bei der Installation einer Schwerkraftrichtung des Generators. Dies macht es möglich, eine Station, die Schwere von denen in den Planeten gleich sein zu schaffen.

Zentrifuge

Heute künstliche Schwerkraft auf der Erde wird in einer Vielzahl von Geräten gefunden. sie basieren, vor allem auf der Trägheit, da diese Kraft durch uns ähnlich wie Gravitationseffekte zu spüren ist – der Körper nicht zwischen unterscheidet, was die Ursache für die Beschleunigung ist. Als Beispiel: Ein Mann im Fahrstuhl steigen, um die Auswirkungen der Trägheit zu fühlen. Physiker: Aufzug Anstieg trägt zur Beschleunigung des freien Falls Beschleunigung der Kabine. Wenn Sie zum Cockpit gemessen Bewegung „Gewinn“ Gewicht zurückzukehren verschwindet, den üblichen Sinn zurück.

Wissenschaftler haben lange in künstlicher Schwerkraft interessiert. Die Zentrifuge wird am häufigsten für diese Zwecke verwendet. Dieses Verfahren eignet sich nicht nur für das Raumschiff, sondern auch für Bodenstationen, die die Auswirkungen der Schwerkraft auf den menschlichen Körper zu studieren erfordert.

Entdecken Sie die Welt, verwendet in …

Obwohl die Studie der Gravitation aus dem Weltraum gestartet wird, ist es sehr Geowissenschaft. Auch heute noch die Leistungen auf diesem Gebiet angewandt wurden, beispielsweise in der Medizin. Zu wissen, ob es möglich künstliche Schwerkraft auf dem Planeten zu erstellen, können Sie es verwenden, um Probleme mit der Fortbewegung oder des Nervensystems zu behandeln. Darüber hinaus beteiligte die Untersuchung der Kräfte in erster Linie auf der Erde. Auf diese Weise kann die Astronauten Experimente durchzuführen, während im Fokus der Ärzte bleiben. Eine andere Sache ist die künstliche Schwerkraft im Raum, gibt es keine Menschen in der Lage Astronauten im Notfall zu helfen.

Unter Berücksichtigung der vollständigen Schwerelosigkeit, ist es unmöglich, zu berücksichtigen, einen Satelliten in der Erdumlaufbahn. Diese Objekte, wenn auch in geringem Maße beeinflussen die Schwerkraft. Die Schwerkraft, in solchen Fällen genannt Schwerelosigkeit. Echtschwerkraft sind nur die Maschine getestet, mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Weltraum fliegen. Allerdings ist der menschliche Körper nicht den Unterschied spüren.

Erleben die Schwerelosigkeit kann ein langwieriger Sprung (vor der Schirm öffnet) oder während eines parabolischen Rückgang Flugzeugen. Solche Experimente werden häufig in den USA, sondern auf einer Ebene, das Gefühl nur 40 Sekunden dauert – es ist zu klein für eine vollständige Untersuchung.

In der UdSSR im Jahr 1973 zu wissen, ob es möglich ist, künstliche Schwerkraft zu schaffen. Und nicht nur sie geschaffen, sondern auch in irgendeiner Weise verändert. Ein markantes Beispiel der künstlichen Gravitationsreduktions – chemische Eintauchen, Untertauchen. die gewünschte Wirkung zu erreichen, erforderlich, um einen dichten Film auf der Oberfläche des Wassers zu setzen. Man wird oben drauf gelegt. Unter dem Gewicht des Körpers, der Körper in das Wasser eingetaucht ist, bleibt nur der Kopf an der Spitze. Dieses Modell zeigt die ungestützte mit niedriger Schwerkraft, die auf das Meer charakteristisch ist.

Es besteht keine Notwendigkeit in dem Raum zu gehen, um die Auswirkungen der Schwerelosigkeit entgegengesetzter Kräfte zu fühlen – Hyper. Bei Start und Landung des Raumfahrzeuges kann Zentrifuge Überlastung nicht nur fühlen, sondern auch zu erforschen.

Behandlung der Schwerkraft

Gravitationsphysik Studien, einschließlich der Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper in dem Bemühen, die Folgen zu minimieren. Jedoch eine große Anzahl von Errungenschaften dieser Wissenschaft ist in der Lage nützlich und gewöhnliche Bewohner des Planeten zu sein.

Große Erwartungen Ärzte verleihen das Studium des Verhaltens von Muskelenzymen in Myopathie. Es ist eine ernste Krankheit, die zu frühem Tod führt.

Wenn aktive körperliche Aktivitäten im Blut einer gesunden Person erhält eine große Menge an Enzym kreatinofosfokinazy. Der Grund für dieses Phänomen ist nicht klar, es möglich ist, wirkt die Last auf der Zellmembran in einer solchen Art und Weise, dass es „Leaky“. Patienten mit Myopathie erhalten die gleiche Wirkung ohne die Lasten. Beobachtungen zeigen, dass für Astronauten in Schwerelosigkeit Abgabe von aktivem Enzyme im Blut deutlich verringert. Dieser Befund legt nahe, dass die Verwendung des Eintauchens wird die negativen Auswirkungen der Faktoren, die zu Myopathie reduzieren. Aktuelle Experimente an Tieren durchgeführt.

heute Behandlung bestimmter Krankheiten durchgeführt bei der Untersuchung von Daten unter Verwendung der Schwerkraft, einschließlich künstlich. Zum Beispiel unbehandelter Zerebralparese, Schlaganfall, Parkinson-Anzüge durch die Anwendung von Last. Fast die Studie der positiven Effekte der Unterstützung – pneumatischen Schuhs.

Fliegen auf dem Mars?

Jüngste Fortschritte Astronauten zur Realität des Projektes geben Hoffnung. Es verfügt über Erfahrung in der medizinischen Unterstützung Person mit einem langen Aufenthalt von der Erde entfernt. Brachte viele Vorteile und Forschungsmissionen zum Mond, die Schwerkraft, die 6-mal kleiner ist als unsere eigene. Jetzt haben Astronauten und Wissenschaftler setzen sich ein neues Ziel – zum Mars.

Bevor Sie in aufwachen, sollten Sie auf den Roten Planeten für ein Ticket von allen bewusst sein, erwartet er den Körper in der ersten Phase der Arbeit – auf der Straße. Im Durchschnitt wird die Straße nach dem Wüstenplaneten Hälfte des Jahres – etwa 500 Tage. Verlassen Sie sich auf der Straße haben nur ihre eigene Macht, nur um Hilfe warten, um von überall.

Unterminieren die Kräfte werden viele Faktoren sein: Stress, Strahlung, die Abwesenheit eines magnetischen Feldes. Der wichtigste Test für den Organismus – die Schwerkraft verändern. Reisen Menschen „kennen lernen“ mit mehreren Ebenen der Schwerkraft. Vor allem dieser Überlastung Start. Dann – Schwerelosigkeit während des Fluges. Danach -. Hypogravity an dem Ziel, das heißt, auf der Schwerkraft auf dem Mars mindestens 40% der Erde ..

Wie mit den negativen Auswirkungen der Schwerelosigkeit in einem langen Flug zu bewältigen? Es ist zu hoffen, dass die Entwicklung auf dem Gebiet der künstlichen Schwerkraft wird dazu beitragen, dieses Problem in naher Zukunft zu begegnen. Versuche an Ratten, die von „Cosmos-936“ zeigen Reisen, dass diese Methode nicht alle Probleme löst.

OS Die Erfahrung hat gezeigt, dass es viel nützlicher ist für den Organismus in der Lage ist, den Einsatz von Simulatoren zu bringen, in der Lage, die erforderliche Last für jeden einzelnen Astronauten zu bestimmen.

Während angenommen wird, dass die Mars-Forscher nicht nur fliegen, sondern auch für Touristen, die eine Kolonie auf dem Roten Planeten aufbauen wollen. Für sie, zumindest anfänglich, überwiegt das Gefühl, in der Schwerelosigkeit des Seins, die Gründe Ärzte über die Gefahren von längerem Aufenthalt in diesen Bedingungen. Doch nach ein paar Wochen und brauchen Hilfe, um sie, warum es so wichtig ist in der Lage sein, einen Weg zu finden, auf einem Raumschiff künstliche Schwerkraft zu bauen.

Ergebnisse

Welche Schlussfolgerungen lassen sich über die Schaffung künstlicher Schwerkraft im Weltraum gemacht werden?

Unter allen betrachteten Optionen derzeit Design Drehen sieht realistischer. Doch unter dem aktuellen Verständnis der physikalischen Gesetze ist es unmöglich, weil das Schiff – das ist nicht ein Hohlzylinder ist. Im Innern gibt es überlappende Umsetzung von Ideen zu behindern.

Darüber hinaus muss der Radius des Schiff groß genug sein, so dass der Coriolis-Effekt keine signifikante Wirkung.

Um so etwas zu verwalten, braucht es den Zylinder O'Neill oben erwähnt, die es möglich machen, das Schiff zu steuern. In diesem Fall erhöhen sich die Chancen für die Verwendung einer solchen Struktur für interplanetare Missionen das Team ein angenehmes Niveau der Schwerkraft zu gewährleisten.

Bevor die Menschheit der Lage sein werden, ihre Träume in die Realität umzusetzen, möchten wir in den Werken der Fiktion sehen, etwas realistischer und mehr Wissen über die Gesetze der Physik.