La gravité artificielle est et comment créer

Même les gens qui ne souhaitent pas dans l'espace, jamais vu un film sur Voyage spatial ou lire de telles choses dans les livres. Presque tous ces gens vont aux travaux du navire, le sommeil normal, n'ont pas de problèmes avec l'alimentation. Cela signifie que ces – fictive – Le navire a une gravité artificielle. La plupart du public qu'il perçoit comme quelque chose de tout à fait naturel, et en fait, ce n'est pas vrai.

gravité artificielle

Nous appelons donc un changement (dans les deux sens) familier gravité en appliquant des méthodes différentes. Et cela se fait non seulement dans les œuvres de fiction, mais dans les situations terrestres très réelles, le plus souvent, pour les expériences.

En théorie, la création de la gravité artificielle ne semble pas difficile. Par exemple, vous pouvez recréer à l'aide de l'inertie, plus précisément, la force centrifuge. La nécessité de ce pouvoir ne se posait pas hier – il est arrivé dès que les gens ont commencé à rêver d'un vol spatial à long terme. Création de gravité artificielle dans l'espace permettra d'éviter de nombreux problèmes liés à la durée du temps en apesanteur. Les astronautes se développent les muscles faibles, les os deviennent moins fortes. Voyager dans ces conditions mois, vous pouvez obtenir une atrophie musculaire.

Ainsi, aujourd'hui la création de la gravité artificielle – une tâche d' une importance capitale, l' exploration spatiale sans cet exploit est impossible.

matériel

Même ceux qui ne connaissent que le niveau du programme de physique, de comprendre que la gravité – une des lois fondamentales de notre monde: tout le corps interagissent entre eux, l'expérience d'une attraction mutuelle / répulsion. Plus le corps, plus son pouvoir d'attraction.

Terrain à notre réalité – un objet très massif. Voilà pourquoi tout le monde autour d'elle seule a attiré.

Pour nous , cela signifie l'accélération de la pesanteur, qui est habituellement mesurée en g, égale à 9,8 mètres par seconde carrée. Cela signifie que si sous les pieds nous n'avions pas le soutien, nous sommes tombés à un rythme de plus en plus chaque seconde à 9,8 mètres.

Ainsi, seulement par gravité, nous sommes en mesure de se tenir debout, tomber, manger et boire normalement, pour comprendre où le sommet, où le fond. Si l'attraction disparaîtra – nous serons en gravité zéro.

Particulièrement bien ce phénomène astronautes se trouvent dans un espace dans un état de flottement – chute libre.

En théorie, les scientifiques savent comment créer une gravité artificielle. Il existe plusieurs techniques.

La grande masse

L'option la plus logique – pour rendre le vaisseau spatial si grand qu'il a surgi la gravité artificielle. Sur le bateau, vous pouvez sentir à l'aise, car aucune orientation dans l'espace sera perdu.

Malheureusement, cette méthode n'est pas réaliste au développement actuel de la technologie. Pour construire une telle installation nécessite trop de ressources. De plus, une quantité incroyable d'énergie nécessaire pour son rétablissement.

accélération

Il semblerait que si vous voulez atteindre g, égal à la terre, il faut juste donner le navire une forme plate (platformoobraznuyu) et obtenir de se déplacer perpendiculairement au plan de l'accélération souhaitée. De cette façon, la gravité artificielle est obtenue, et – un idéal.

Cependant, la réalité est beaucoup plus compliquée.

Tout d'abord, il est utile d'examiner la question du carburant. Pour la station est constante accélération, vous devez avoir une alimentation sans interruption. Même si le moteur apparaît soudainement, ne dispose pas de la question, la loi de conservation de l'énergie reste en vigueur.

Le deuxième problème est l'idée d'une accélération constante. Selon nos connaissances et les lois de la physique, vous ne pouvez pas accélérer indéfiniment.

De plus, ce transport ne convient pas à la mission de recherche, car il doit être constamment accéléré – pour voler. Il ne peut pas arrêter d'explorer la planète, il a même voler lentement autour d'elle ne peut pas – il est nécessaire d'accélérer.

Ainsi, il apparaît clairement que cette gravité artificielle est pas encore disponible pour nous.

carrousel

Tout le monde sait comment la rotation du carrousel affecte le corps. Par conséquent, le dispositif de gravité artificielle selon ce principe semble être le plus réaliste.

Tout ce qui est de diamètre du carrousel, il tend à se sortir à un rythme à peu près égale à la vitesse de rotation. Il se trouve que dans le corps une force dirigée le long du rayon d'un objet en rotation. Ceci est très similaire à la gravité.

Donc, il faut un navire, ayant une forme cylindrique. Dans ce cas, il devrait tourner autour de son axe. Soit dit en passant, la gravité artificielle sur un vaisseau spatial, conçu selon ce principe est démontré assez souvent dans les films de science-fiction.

Le navire en forme de tonneau, tournant autour d'un axe longitudinal, une force centrifuge dont la direction correspond au rayon de l'objet. Pour calculer l'accélération résultante est nécessaire pour diviser la force exercée sur le sol.

Connaître les personnes physiques trouvent ce n'est pas difficile: a = ω²R.

Dans cette formule, le résultat de calcul – l'accélération, la première variable – noeud de vitesse (mesurée en radians par seconde), la seconde – le rayon.

Selon cette étude , car nous sommes habitués à g, vous devez combiner correctement la vitesse angulaire et le rayon du transport spatial.

Ce problème est éclairé dans des films tels que "Intersol" "Babylon 5", "2001: A Space Odyssey" et autres. Dans tous ces cas, la gravité artificielle plus proche de l'accélération gravitationnelle de la terre.

Peu importe à quel point l'idée, il est assez difficile à mettre en œuvre.

la méthode du problème du « carrousel »

Le problème le plus évident est mis en évidence dans « A Space Odyssey ». Rayon « porte-espace » est d'environ 8 mètres. Afin d'obtenir une accélération de 9,8, la rotation doit avoir lieu à un taux d'environ 10,5 à chaque minute du chiffre d'affaires.

Lorsque ces valeurs se manifestent « effet Coriolis, » qui est celle à des distances différentes de l'effet de sol de différentes forces. Cela dépend de la vitesse angulaire.

Il se trouve que la gravité artificielle dans l'espace est créé, mais une rotation trop rapide du corps entraînera des problèmes avec l'oreille interne. Ceci, à son tour, provoque un déséquilibre, des problèmes avec le système vestibulaire et d'autres – semblables – défis.

L'émergence de cette barrière indique que ce modèle est très regrettable.

Vous pouvez essayer d'aller au dos, comme nous l'avons fait dans le roman « World-Ring ». Ici, le navire est sous la forme d'un anneau dont le rayon approximatif au rayon de notre orbite (environ 150 millions de kilomètres). A cette taille, la vitesse de rotation est suffisante pour ignorer l'effet Coriolis.

On peut supposer que le problème est résolu, mais il est pas. Le fait que la rotation totale de la structure autour de son axe prend 9 jours. Cela donne à penser que la charge est trop élevée. Afin de concevoir leur soutenue, il faut un matériau très solide, qui aujourd'hui ne sont pas disponibles. En outre, le problème est la quantité de processus matériel et la construction directement.

Dans les jeux de sujets similaires, comme dans le film « Babylon 5 », ces problèmes sont résolus en quelque sorte: il est la vitesse de rotation suffisante, l'effet Coriolis est non significatif, hypothétiquement possible de créer un tel navire.

Cependant, même ces mondes ont un inconvénient. Son nom – l'élan.

Le navire, qui tourne autour de son axe, se transforme en un énorme gyroscope. Comme vous le savez, faire l'axe du gyroscope hors est extrêmement difficile en raison de la vitesse angulaire. Il est important que le montant ne laisse pas le système. Cela signifie que définir la direction de l'objet sera très difficile. Cependant, un tel problème peut être résolu.

aborder

La gravité artificielle sur la station spatiale devient disponible lorsque l'aide est « O'Neill cylindre. » Pour créer cette construction nécessite des navires cylindriques identiques qui relient le long de l'axe. Ils doivent tourner dans des directions différentes. Le résultat de cet ensemble est le moment angulaire zéro, donc il ne devrait pas y avoir des problèmes avec le navire donner la direction nécessaire.

Si possible, le navire un rayon d'environ 500 mètres, il fonctionnera exactement comme il se doit. Dans ce cas, la gravité artificielle dans l'espace est tout à fait confortable et adapté pour les longs vols à bord des navires ou des stations de recherche.

Ingénieurs espace

Comment créer une gravité artificielle, il est connu pour les créateurs du jeu. Cependant, dans ce monde fantastique de gravité – il n'est pas une attraction mutuelle des corps, mais la force linéaire, conçu pour accélérer les articles dans une direction donnée. L'attraction ici est pas absolue, il est changé la source lors de la redirection.

La gravité artificielle sur la station spatiale est créée en utilisant un générateur spécial. Elle a co-rotation uniforme et une zone de la génératrice. Ainsi, dans le monde réel, pris dans le véhicule dans lequel un générateur, vous serait attiré par le corps. Cependant, le héros du jeu va tomber aussi longtemps que l'action ne laisse pas le périmètre de l'appareil.

À ce jour, la gravité artificielle dans l'espace, a créé un tel dispositif n'est pas disponible à l'humanité. Cependant, même les développeurs aux cheveux gris ne cessent de rêver.

générateur sphérique

Ceci est une version plus réaliste de l'équipement. Lors de l'installation d'une direction de gravité du générateur. Cela permet de créer une station, dont la gravité sera égale à la planète.

centrifuger

Aujourd'hui, la gravité artificielle sur la Terre se trouve dans une variété de dispositifs. ils sont basés, pour la plupart, sur l'inertie, étant donné que cette force est ressentie par nous semblable à effets gravitationnels – le corps ne fait pas la distinction entre ce qui est la cause de l'accélération. A titre d'exemple: un homme levant dans l'ascenseur, se sentant les effets d'inertie. Physiciens: hausse d'ascenseur ajoute à l'accélération de l'accélération de la chute libre de la cabine. Lorsque vous revenez au mouvement mesuré de cockpit « gain » disparaît du poids, retourner le sens habituel.

Les scientifiques ont longtemps été intéressé par la gravité artificielle. La centrifugeuse est le plus souvent utilisé à ces fins. Cette méthode ne convient pas seulement pour le vaisseau spatial, mais aussi pour les stations au sol, qui nécessitent d'étudier les effets de la gravité sur le corps humain.

Explorez le monde, utilisé …

Bien que l'étude de la gravitation a commencé à partir de l'espace, il est très sciences de la terre. Aujourd'hui encore, les réalisations dans ce domaine ont été appliquées, par exemple, en médecine. Savoir s'il est possible de créer une gravité artificielle sur la planète, vous pouvez l'utiliser pour traiter des problèmes de locomotion ou du système nerveux. De plus, l'étude des forces en présence en premier lieu sur la Terre. Cela permet aux astronautes de mener des expériences tout en restant au point des médecins. Une autre chose est la gravité artificielle dans l'espace, il n'y a pas de personnes capables d'aider les astronautes en cas d'urgence.

En gardant à l'esprit l'apesanteur, il est impossible de prendre en compte un satellite en orbite terrestre. Ces objets, bien que dans une faible mesure, affectent la gravité. La force de gravité, dans de tels cas, appelé microgravité. gravité réelle ne sont testés la machine, volant à une vitesse constante dans l'espace. Cependant, le corps humain ne se sent pas la différence.

L'expérience peut être l'impesanteur un saut prolongé (avant que le couvert ouvrira) ou au cours d'un avion de baisse parabolique. De telles expériences sont souvent mis aux États-Unis, mais sur un plan ce sentiment ne dure que 40 secondes – il est trop petit pour une enquête complète.

En retour l'Union soviétique en 1973, nous savons s'il est possible de créer une gravité artificielle. Et non seulement créé, mais aussi d'une certaine façon changé. Un exemple frappant de la réduction de la gravité artificielle – trempage sec, immersion. Pour obtenir l'effet désiré nécessaire pour mettre un film dense sur la surface de l'eau. L'homme est placé au-dessus de celui-ci. Sous le poids du corps du corps est immergé dans l'eau, seule la tête reste dans la partie supérieure. Ce modèle démontre la non prise en charge avec une faible gravité, ce qui est caractéristique de l'océan.

Il n'y a pas besoin d'aller dans l'espace pour ressentir les effets des forces opposées – impesanteur hypergravité. Pendant le décollage et l'atterrissage de l'engin spatial, la surcharge de la centrifugeuse ne peut pas seulement se sentir, mais aussi à explorer.

traitement de la pesanteur

Des études de physique gravitationnelles y compris les effets de l'impesanteur sur le corps humain dans un effort pour réduire au minimum les conséquences. Cependant, un grand nombre de réalisations de cette science est en mesure d'être utiles et habitants ordinaires de la planète.

De grandes attentes des médecins confèrent à l'étude du comportement des enzymes musculaires dans la myopathie. Il est une maladie grave qui mène à une mort précoce.

Lorsque les activités physiques actives dans le sang d'une personne en bonne santé reçoit une grande quantité de kreatinofosfokinazy enzymatique. La raison de ce phénomène est pas clair, il est possible, la charge agit sur la membrane cellulaire de telle sorte qu'il « Leaky ». Les patients atteints de myopathie obtenir le même effet sans les charges. Les observations pour les astronautes montrent que dans zéro livraison par gravité de l'enzyme active dans le sang est considérablement réduite. Cette constatation suggère que l'utilisation de l'immersion réduira l'impact négatif des facteurs conduisant à la myopathie. À l'heure actuelle mené des expériences sur les animaux.

Le traitement de certaines maladies menée aujourd'hui en utilisant obtenus dans l'étude des données de gravité, y compris artificielle. Par exemple, une infirmité motrice cérébrale non traitée, accident vasculaire cérébral, les combinaisons de Parkinson par l'application de la charge. Presque terminé l'étude des effets positifs du soutien – chaussure pneumatique.

Fly sur Mars?

Les récents progrès astronautes donnent espoir à la réalité du projet. Il possède une expérience en personne de soutien médical avec un long séjour loin de la Terre. Apporté de nombreux avantages et des missions de recherche sur la Lune, la force de gravité qui est 6 fois plus petit que le nôtre. Maintenant, les astronautes et les scientifiques eux-mêmes ont fixé un nouvel objectif – sur Mars.

Avant de vous vous réveillez, vous devriez être au courant de tous pour un billet vers la planète rouge, il attend le corps à la première étape du travail – sur la route. En moyenne, la route vers la planète du désert prendra la moitié de l'année – environ 500 jours. Fiez-vous sur la route ont seulement leur propre puissance, il suffit d'attendre de l'aide de partout.

Sapent les forces seront nombreux facteurs: le stress, les radiations, l'absence d'un champ magnétique. Le test le plus important pour l'organisme – gravité changement. gens du voyage « se familiariser » avec plusieurs niveaux de gravité. Principalement ce décollage de surcharge. Puis – impesanteur pendant le vol. Par la suite -. Hypogravité à destination, qui est, à la pesanteur sur Mars au moins 40% de la terre ..

Comment faire face aux effets négatifs de l'impesanteur dans un long vol? On espère que le développement dans le domaine de la gravité artificielle aidera à résoudre ce problème dans un avenir proche. Des expériences sur des rats, qui voyagent par « Cosmos-936 » montrent que cette méthode ne résout pas tous les problèmes.

L'expérience du système d'exploitation a montré que beaucoup plus utile pour le corps peut amener l'utilisation de complexes de formation qui peuvent déterminer la charge nécessaire pour chaque astronaute individuellement.

Bien qu'on croie que non seulement les explorateurs voleront vers Mars, mais aussi les touristes qui veulent établir une colonie sur la planète rouge. Pour eux, au moins pour la première fois, les sensations d'être en apesanteur l'emporteront sur tous les arguments des médecins sur les dangers de l'exposition prolongée dans de telles conditions. Cependant, dans quelques semaines, ils auront besoin d'aide, il est donc important de trouver un moyen de créer une gravité artificielle sur le vaisseau spatial.

Résultats

Quelles conclusions peuvent être tirées sur la création de la gravité artificielle dans l'espace?

Parmi toutes les options envisagées pour le moment, la construction rotative est la plus réaliste. Cependant, avec la compréhension actuelle des lois physiques, c'est impossible, car le bateau n'est pas un cylindre creux. À l'intérieur, il y a des planchers qui interfèrent avec l'incarnation des idées.

En outre, le rayon du navire doit être tellement important que l'effet Coriolis n'a pas d'effet significatif.

Pour gérer quelque chose comme ça, vous avez besoin du cylindre O'Neill mentionné ci-dessus, qui vous permettra de contrôler le navire. Dans ce cas, les chances d'utiliser une telle conception pour les vols interplanétaires sont augmentées, ce qui donne à l'équipe un niveau de gravité confortable.

Avant que l'humanité puisse traduire ses rêves en réalité, j'aimerais voir dans les œuvres fantastiques un peu plus de réalisme et encore plus de connaissance des lois de la physique.