Искусственная гравитация
-
Искусственная гравитация
- Создание силы инерции, имитирующей гравитацию, обычно путем вращения.
- Центростремительная сила передается через нормальную силу в невращающейся системе отсчета.
- Используется в симуляциях для тренировки астронавтов.
-
Проблемы и ограничения
- Нет практических применений в космосе из-за размера и стоимости.
- Влияние на внутреннее ухо пассажиров может вызвать тошноту и дезориентацию.
- Центробежная сила меняется в зависимости от расстояния, что может вызвать головокружение.
-
Полет человека в космос
- В 1966 году миссия «Джемини-11» создала небольшую искусственную гравитацию.
- В 1991 году Spacelab Life Sciences 1 исследовала последствия невесомости.
- Длительное пребывание в невесомости может вызвать отек мозга и проблемы со зрением.
-
Польза для здоровья
- Искусственная гравитация предложена для борьбы с физическими эффектами невесомости.
- Другие меры включают физические упражнения, диету и костюмы Пингвина, но они не устраняют все проблемы.
- Искусственная гравитация устраняет невесомость и предотвращает истощение астронавтов.
-
Предложения и концепции
- «Дискавери II» и MMSEV включают вращающуюся космическую среду обитания.
- Демонстрация центрифуги на МКС и Mars Direct также рассматривали искусственную гравитацию.
- Tempo3 и Mars Gravity планировали использовать искусственную гравитацию для полетов на Марс.
- Vast Space предлагает первую в мире космическую станцию с искусственной гравитацией.
- Симулятор марсианской гравитации в лунной лавовой трубе и/или пещере также рассматривается.
-
Проблемы с внедрением искусственной гравитации
- Центробежный эффект требует быстрого вращения, что сложно для небольших космических аппаратов.
- Различные силы на частях тела могут иметь неблагоприятные последствия.
- Запуск вращательного движения требует стабильности орбиты.
- Современные космические полеты короткие, что снижает необходимость искусственной гравитации.
-
Искусственная гравитация в научной фантастике
- В фильмах и сериалах часто используется искусственная гравитация.
- Примеры включают «2001: Космическая одиссея», «Ковбой Бибоп», «Проект «Радуйся, Мария», «Интерстеллар», «Безбилетник», «Для всего человечества».
-
Линейное ускорение
- Линейное ускорение создает иллюзию гравитации за счет тяги двигателей.
- Космический корабль, разгоняющийся со скоростью 1 g, может достичь Марса за несколько дней.
- Проблемы включают необходимость постоянного ускорения и колебания перегрузочных сил.
-
Долгосрочные двигатели
- Двигатели с высоким удельным импульсом могут создавать долговременную искусственную гравитацию.
- Примеры включают двигатели на эффекте Холла и магнитоплазменные ракеты с переменным удельным импульсом.
-
Имитация лунной гравитации
- Китай построил исследовательскую установку для моделирования лунной гравитации с помощью магнитов.
-
Имитация условий микрогравитации
- Параболический полет создает вертикальное линейное ускорение, обеспечивая нулевую гравитацию на короткое время.
-
Рвотная комета
- Морская болезнь, возникающая у пассажиров самолетов с пониженной гравитацией
- Эксплуатируется несколькими организациями по всему миру
-
Лаборатория нейтральной плавучести (NBL)
- Центр подготовки астронавтов в Космическом центре НАСА имени Джонсона
- Большой крытый бассейн с водой, имитирующий невесомость
- Содержит полноразмерные макеты космического челнока и МКС
- Принцип нейтральной плавучести используется для имитации невесомости
- Астронавты в скафандрах опускаются в бассейн, водолазы регулируют их вес
- Костюмы имеют более низкий рейтинг по сравнению с летными костюмами
- Резервуар вмещает 6,2 миллиона галлонов воды, дайверы дышат нитроксом
- Нейтральная плавучесть не является невесомостью, вода оказывает сопротивление
- Температура и условия освещения поддерживаются постоянными
-
Гравитонное управление или генератор
- В научной фантастике искусственная гравитация иногда присутствует в космических аппаратах
- В настоящее время нет подтвержденной методики имитации силы тяжести
- Евгений Подклетнов утверждал, что создал устройство, но подтверждений не было
- В 2006 году исследовательская группа ЕКА заявила о положительных результатах, но они не были воспроизведены
-
Другие концепции
- Неинерциальная система отсчета
- Антигравитация
- Гравитационное экранирование
- Эффект Кориолиса
- Модуль размещения центрифуги
- Фиктивная сила
- Космическая станция с вращающимся колесом
- Космическая среда обитания
- Космические путешествия с постоянным ускорением
- Стэнфордский тор
-
Рекомендации
- Список рецензируемых работ по искусственной гравитации
- TEDx расскажет об искусственной гравитации
- Обзор искусственной гравитации в научной фантастике и космонавтике
- Разработанная НАСА на Java симуляция искусственной гравитации
- Исследовательский комплекс с изменяемой гравитацией (xGRF)