Gravità artifiċjali huwa u kif toħloq

Anki nies ma interessati fl-ispazju, qatt rat movie dwar l-ivvjaġġar ispazju jew taqra dwar affarijiet bħal dawn fil-kotba. Kważi kollha ta 'dawn in-nies imorru għax-xogħlijiet tal-bastiment, irqad normali, ma jkollhom problemi bil tiekol. Dan ifisser li dawn - fittizja - Il-vapur għandu gravità artifiċjali. Ħafna mill-udjenza jipperċepixxi bħala xi ħaġa pjuttost naturali, u fil-fatt dan mhux veru.

gravità artifiċjali

Allura aħna sejħa bidla (f'kull direzzjoni) familjari lilna gravità billi japplikaw metodi differenti. U dan isir mhux biss fil-xogħlijiet ta 'finzjoni, iżda fis-sitwazzjonijiet earthly reali ħafna, ħafna drabi, għall-esperimenti.

Fit-teorija, il-ħolqien tal-gravità artifiċjali ma tfittex li diffiċli. Per eżempju, inti tista 'terġa' toħloq billi tuża l-inerzja, b'mod aktar preċiż, il-forza ċentrifugali. Il-ħtieġa għal dan il-poter ma tqumx bieraħ - ġara hekk kif in-nies bdew ħolma ta 'titjiriet spazjali fit-tul. Ħolqien ta 'gravità artifiċjali fl-ispazju se jagħmilha possibbli li tiġi evitata ħafna mill-problemi li jinqalgħu mit-tul ta' żmien fil weightlessness. Il astronawti jikbru muskoli dgħajfa, għadam isiru inqas qawwija. Jivvjaġġaw fil dawn ix-xhur kondizzjonijiet, tista 'tikseb xi atrofija tal-muskoli.

Għalhekk, illum il-ħolqien ta 'gravità artifiċjali - kompitu ta' importanza kbira, esplorazzjoni spazjali mingħajr ma dan ADT huwa impossibbli.

materjal

Anki dawk li jafu biss il-livell kurrikulu fiżika, jifhmu li gravità - waħda mil-liġijiet fundamentali tad-dinja tagħna: l-korp jinteraġixxu ma 'xulxin, jesperjenzaw attrazzjoni reċiproku / stmerrija. L-ikbar-korp, l-akbar setgħa ta 'attrazzjoni.

Art għall-realtà tagħna - oġġett enormi ħafna. Dan huwa għaliex kull korp singolu madwaru attirati.

Għalina dan ifisser l-aċċelerazzjoni tal-gravità, li normalment titkejjel fi g, ugwali għal 9.8 metri kull sekonda kwadru. Dan ifisser li jekk taħt is-saqajn aħna ma kellhiex l-appoġġ, aħna se naqsu b'rata jiżdied kull sekonda lill 9.8 metri.

Għalhekk, biss bil-gravità, aħna kapaċi li joħorġu, jaqgħu, jieklu u jixorbu normalment, biex jifhmu fejn il-quċċata, fejn il-qiegħ. Jekk l-attrazzjoni se jisparixxu - se nkunu fil żero gravità.

Partikolarment familjari ma 'dan astronawti fenomenu jsibu ruħhom fi spazju fi stat ta' f'wiċċ l-ilma - jaqgħu ħielsa.

Teoretikament, xjentisti taf kif toħloq gravità artifiċjali. Hemm diversi tekniki.

Il-massa kbira

L-aktar għażla loġika - li tagħmel l-vettura spazjali tant kbir li nibet gravità artifiċjali. Fuq il-vapur, inti tista 'tħossok komdu, għaliex l-ebda orjentazzjoni fl-ispazju se tintilef.

Sfortunatament, dan il-metodu mhuwiex realistiku lejn l-iżvilupp preżenti ta 'teknoloġija. Biex tibni tali faċilità teħtieġ wisq riżorsi. Barra minn hekk, ammont inkredibbli ta 'enerġija meħtieġa għall-irkupru tagħha.

aċċelerazzjoni

Jidher li jekk inti tixtieq li tilħaq g, ugwali għall-art, aħna biss ħtieġa li jagħtu l-vapur a (platformoobraznuyu) forma ċatta u ġġibu biex jimxu perpendikulari mal-pjan bl-aċċelerazzjoni mixtieqa. B'dan il-mod, gravità artifiċjali jinkiseb, u - ideali.

Madankollu, ir-realtà hija ferm aktar ikkumplikat.

Ewwel u qabel kollox wieħed għandu jiftakar li l-kwistjoni tal-karburant. L-istazzjon huwa kontinwament taċċellera, irid ikollok provvista ta 'enerġija mingħajr interruzzjoni. Anki jekk il-magna f'daqqa waħda jidher, ma tiddisponi mill-kwistjoni, il-liġi ta 'konservazzjoni ta' enerġija tibqa 'fis-seħħ.

It-tieni problema hija l-idea ta 'aċċelerazzjoni kostanti. Skond għerf tagħna u l-liġijiet tal-fiżika, inti ma tista 'taċċellera b'mod indefinit.

Barra minn hekk, dan it-trasport mhuwiex adattat għall-missjoni ta 'riċerka, peress li trid kontinwament jiġu aċċellerati - għat-titjir. Huwa ma tistax twaqqaf biex tesplora l-pjaneta, hu anke bil-mod jtajru madwar li ma tistax - huwa neċessarju biex taċċellera.

Għalhekk, isir ċar li din gravità artifiċjali għadu mhux disponibbli lilna.

carousel

Kulhadd jaf kif ir-rotazzjoni karużell jaffettwa l-ġisem. Għalhekk, l-apparat gravità artifiċjali skond dan il-prinċipju jidher li huwa l-aktar realistiku.

Dak kollu li huwa fid-dijametru carousel, li għandha tendenza li jaqgħu barra minnha b'rata approssimament daqs il-veloċità ta 'rotazzjoni. Jirriżulta li fil-ġisem forza diretta matul ir-raġġ ta 'oġġett ta' rotazzjoni. Dan huwa simili ħafna għall-gravità.

Għalhekk, hija tieħu vapur, li jkollha forma ċilindrika. F'dan il-każ, għandu idur mal-assi tagħha. Inċidentalment, il-gravità artifiċjali fuq spaceship, imfassla skond dan il-prinċipju huwa muri spiss biżżejjed fil-films fantaxjenza.

Il-vapur forma barmil, jdur madwar assi lonġitudinali, forza ċentrifugali, id-direzzjoni tagħha jikkorrispondi għar-raġġ 'l-oġġett. Biex jiġi kkalkulat l-aċċelerazzjoni li tirriżulta hija meħtieġa li jaqsam il-forza fil-post.

Jafu l-poplu fiżika ssib dan mhuwiex diffiċli: a = ω²R.

F'din il-formula, ir-riżultat ta 'kalkolu - aċċelerazzjoni, l-ewwel varjabbli - node veloċità (imkejla f'radians fis-sekonda), it-tieni - ir-raġġ.

Skond dan, għall aħna huma użati biex g, trid korrett jikkombinaw il-veloċità angolari u r-raġġ tat-trasport ta 'spazju.

Din il-problema hija mixgħula fid-films bħal "Intersol" "Babilonja 5," "2001: A Space Odyssey" u simili. F'dawn il-każijiet kollha, il-gravità artifiċjali eqreb lejn aċċelerazzjoni gravitazzjonali tad-dinja.

Ma jimpurtax kif tajba l-idea, huwa pjuttost diffiċli biex jiġu implimentati.

il-metodu tal-problema ta ' "karużell"

Il-problema l-aktar ovvju huwa indikat "A Space Odyssey". Raġġ "trasportatur spazju" hija ta 'madwar 8 metri. Sabiex tinkiseb aċċelerazzjoni 9,8, ir-rotazzjoni għandha sseħħ b'rata ta 'madwar 10.5 kull minuta ta' fatturat.

Meta dawn il-valuri manifest "effett Coriolis," li huwa li fuq distanzi differenti mill-effett art ta 'saħħa differenti. Hija tiddependi fuq il-veloċità angolari.

Jirriżulta li l-gravità artifiċjali fl-ispazju hija maħluqa, iżda rotazzjoni mgħaġġla wisq tal-ġisem se jwassal għal problemi ma 'l-widna ta' ġewwa. Dan, imbagħad, tikkawża żbilanċ, problemi bis-sistema vestibolari u oħrajn - simili - isfidi.

Il-feġġ ta 'dan l-ostakolu jindika li dan il-mudell huwa ferm sfortunati.

Inti tista 'tipprova tmur fuq wara, kif għamilna fl-ġdid "Dinja Ring". Hawnhekk il-bastiment ikun fil-forma ta 'ċirku li r-radju approssimattiv għar-raġġ tad-orbita tagħna (madwar 150 miljun kilometru). Fuq dan id-daqs, il-veloċità ta 'rotazzjoni huwa biżżejjed li jinjora l-effett Coriolis.

Aħna jista 'jassumi li l-problema tissolva, iżda dan ma jkunx hekk. Il-fatt li l-fatturat totali tal-istruttura madwar l-assi tagħha jieħu 9 ijiem. Dan jissuġġerixxi li t-tagħbija huwa għoli wisq. Sabiex jitfasslu tagħhom sostnut, dan jirrikjedi materjal qawwija ħafna, li llum mhumiex disponibbli. Barra minn hekk, il-problema hija l-ammont ta 'proċess materjali u l-bini direttament.

Fil-logħob ta 'suġġetti simili, bħal fil-film "Babilonja 5", dawn il-problemi huma b'xi mod solvuti: huwa veloċità rotazzjonali biżżejjed, l-effett Coriolis mhuwiex sinifikanti, ipotetiku possibbli li tinħoloq dak il-bastiment.

Madankollu, anke dawn Dinjiet jkollhom żvantaġġ. Ismu --momentum.

Il-vapur, li jduru madwar l-assi tagħha, hija trasformata ġiroskopju enormi. Kif tafu, tagħmel il-ġiroskopji off-assi huwa estremament diffiċli minħabba l- momentum angolari. Huwa importanti li l-ammont ma jħallix il-sistema. Dan ifisser li jistabbilixxu d-direzzjoni tal-oġġett se jkun diffiċli ħafna. Madankollu, din il-problema tista 'tiġi solvuta.

Nindirizzaw

gravità artifiċjali fuq l-istazzjon spazjali isir disponibbli meta l-għajnuna tiġi "O'Neill taċ-ċilindru." Biex jinħoloq dan tibni teħtieġ reċipjenti ċilindriċi identiċi li jgħaqqdu tul l-assi. Huma għandhom jiġu mdawra f'direzzjonijiet differenti. Ir-riżultat ta din l-assemblea hija l-momentum angolari żero, għalhekk m'għandux ikun hemm problemi bil tagħti l-vapur-direzzjoni meħtieġa.

Jekk possibbli, jagħmlu lill-vapur raġġ ta 'madwar 500 metru, allura din se taħdem eżattament kif suppost. F'dan il-każ, il-gravità artifiċjali fl-ispazju huwa pjuttost komdu u adattati għal titjiriet twal fil-vapuri jew stazzjonijiet tar-riċerka.

Inġiniera ispazju

Kif jinħolqu gravità artifiċjali, huwa magħruf li l-ħallieqa tal-logħba. Madankollu, f'din id-dinja fantasija ta 'gravità - mhuwiex attrazzjoni reċiproku ta' korpi, iżda l-forza lineari, maħsuba biex iħaffu l-oġġetti f'direzzjoni partikolari. L-attrazzjoni hawnhekk mhuwiex assolut, ikun inbidel meta ridirezzjonar sors.

gravità artifiċjali fuq l-istazzjon spazjali hija maħluqa bl-użu ta 'ġeneratur speċjali. Hija ko-rotazzjoni żona ġeneratur uniformi u. Għalhekk, fid-dinja reali, maqbuda fil-vettura li fiha ġeneratur, inti tkun attirati l-ġisem. Madankollu, l-eroj tal-logħba se jaqgħu sakemm l-azzjoni ma jħallu l-apparat perimetru.

Sal-lum, il-gravità artifiċjali fl-ispazju, maħluqa tali apparat ma jkunx disponibbli għall-bniedem. Madankollu, anke l-iżviluppaturi griż häired ma jibqgħux ħolma dwar dan.

ġeneratur sferiku

Din hija verżjoni aktar realistiku tat-tagħmir. Meta l-installazzjoni direzzjoni gravità tal-ġeneratur. Dan jagħmilha possibbli li tinħoloq istazzjon, il-gravità tiegħu jkun ugwali għall-planetarju.

ċentrifugazzjoni

Illum gravità artifiċjali fid-Dinja jinstab fil-varjetà ta 'mezzi. huma bbażati, l-aktar, fuq l-inerzja, peress li dan seħħ jinħass mill us simili għall-effetti gravitazzjonali - il-korp ma jagħmilx distinzjoni bejn dak li huwa l-kawża ta 'l-aċċelerazzjoni. Bħala eżempju: raġel jogħlew fil-lift, tħoss l-effetti ta 'inerzja. Fiżiċi: lok lift żżid li l-aċċelerazzjoni tal-waqgħa aċċelerazzjoni libera tal-kabina. Meta inti tirritorna għal-moviment kabina tal-pilota mkejla "żieda fil-" piż tisparixxi, jirritorna l-sens tas-soltu.

Xjentisti ilhom interessati fil-gravità artifiċjali. L-ċentrifugazzjoni hija użata ħafna drabi għal dawn l-iskopijiet. Dan il-metodu huwa adattat mhux biss għall-vettura spazjali, iżda wkoll għall-istazzjonijiet terrestri, li jeħtieġu biex tistudja l-effetti ta 'gravità fuq il-ġisem tal-bniedem.

Jesploraw id-dinja, użati fi ...

Għalkemm l-istudju tal-gravità beda mill-ispazju, huwa xjenza earth ħafna. Anke llum il-kisbiet f'dan il-qasam ikunu ġew applikati, per eżempju, fil-mediċina. Jafu jekk huwiex possibbli li jinħoloq gravità artifiċjali fuq il-pjaneta, inti tista 'tuża biex jikkura problemi lokomozzjoni jew tas-sistema nervuża. Barra minn hekk, l-istudju tal-forzi involuti fl-ewwel post fid-dinja. Dan jippermetti lill-astronawti li jwettqu esperimenti filwaqt li jibqgħu fil-fokus ta 'tobba. Ħaġa oħra hija l-gravità artifiċjali fl-ispazju, ma jkunx hemm nies jistgħu jgħinu astronawti fil-każ ta 'emerġenza.

Iżomm f'moħħu l-weightlessness kompluta, huwa impossibbli li jittieħed kont satellita fl-orbita Dinja. Dawn l-oġġetti, għalkemm sa ċertu punt, jaffettwaw gravità. Il-forza tal-gravità, f'każijiet bħal dawn, imsejħa microgravity. gravità immobbli huma ttestjati biss il-magna, li jtajru b'veloċità kostanti fl-ispazju. Madankollu, il-ġisem tal-bniedem ma jħossx id-differenza.

Esperjenza tal-weightlessness jista 'jkun qabża fit-tul (qabel il-kanupew se tiftaħ) jew matul ajruplan tnaqqis parabolika. Dawn l-esperimenti huma spiss jitqiegħdu fl-Istati Uniti, iżda fuq pjan li tħossok jdum biss 40 sekondi - huwa żgħir wisq għal investigazzjoni sħiħa.

Fl-USSR fl-1973 tkun taf jekk huwiex possibbli li jinħoloq gravità artifiċjali. U mhux biss maħluqa, iżda wkoll b'xi mod mibdula. Eżempju impressjonanti ta 'artifiċjali riduttiva tas gravità - dippjar xott, immersjoni. Biex jinkiseb l-effett mixtieq meħtieġa ħalli film dens fuq il-wiċċ l-ilma. Man titqiegħed fuq quċċata ta 'dan. Taħt il-piż tal-ġisem tal-korp huwa mgħaddas fl-ilma, biss il-kap jibqa 'fuq nett. Dan il-mudell juri l-irfid ma gravità baxxa, li hija karatteristika ta 'l-oċean.

M'hemmx bżonn li jmorru fl-ispazju li jħossu l-effetti tal-forzi opposti weightlessness - hypergravity. Matul takeoff u l-inżul tal-vettura spazjali, tagħbija żejda iċċentrifuga jistgħu mhux biss tħoss, iżda wkoll biex jesploraw.

trattament tal-gravità

studji tal-fiżika gravitazzjonali inklużi l-effetti tal weightlessness fuq il-ġisem tal-bniedem fi sforz biex jimminimizzaw l-konsegwenzi. Madankollu, numru kbir ta 'kisbiet ta' din ix-xjenza huwa kapaċi li jkunu abitanti utli u ordinarji tal-pjaneta.

Aspettattivi Gran tobba jagħtu lill-istudju ta 'l-imġiba ta' enżimi tal-muskoli fil mijopatija. Din hija marda serja li twassal għall-mewt bikrija.

Meta l-attivitajiet fiżiċi attivi fid-demm ta 'persuna f'saħħitha jirċievi ammont kbir ta' kreatinofosfokinazy enzima. Ir-raġuni għal dan il-fenomenu ma jkunx ċar, huwa possibbli, it-tagħbija taġixxi fuq il-membrana taċ-ċellula b'tali mod li "leaky". Pazjenti bi mijopatija tikseb l-istess effett mingħajr l-tagħbijiet. Osservazzjonijiet għal astronawti juru li fil-kunsinna gravità żero ta 'enżimi attiv fid-demm titnaqqas sinifikament. Din is-sejba tissuġġerixxi li l-użu ta 'immersjoni se jnaqqas l-impatt negattiv ta' fatturi li jwasslu għall mijopatija. Bħalissa mexxa esperimenti fuq l-annimali.

Trattament ta 'ċertu mard tal-lum mmexxija bl-użu miksuba fl-istudju ta' data gravità, inkluż artifiċjali. Per eżempju, mhux ittrattat cerebral palsy, puplesija, ilbiesi ta 'Parkinson permezz tal- applikazzjoni ta' tagħbija. Kważi temmew l-istudju tal-effetti pożittivi ta 'appoġġ - żarbuna pnewmatiċi.

Fly fuq Mars?

avvanzi riċenti astronawti jagħtu tama għar-realtà tal-proġett. Hija għandha esperjenza personalment appoġġ mediku bi żjara fit-tul bogħod mill-Dinja. ħafna benefiċċji u l-missjonijiet ta 'riċerka jinġiebu għall-Qamar, il-forza tal-gravità li huwa 6 darbiet iżgħar minn tagħna stess. Issa astronawti u x-xjentisti jkunu ħejjew mira ġdida - għal Mars.

Qabel tqum, inti għandek tkun konxju ta 'kulħadd għal biljett tal-Pjaneta l-Aħmar, huwa jistenna li l-korp fl-ewwel stadju ta' xogħol - fuq it-triq. Fuq medja, it-triq għall-pjaneta deżert se tieħu nofs tas-sena - madwar 500 jum. Jiddependu fuq it-triq għandhom biss setgħa tagħhom stess, biss stenna għall-għajnuna minn kullimkien.

Jimminaw il-forzi se jkunu ħafna fatturi: stress, radjazzjoni, nuqqas ta 'kamp manjetiku. L-aktar test importanti għall-organiżmu - bidla gravità. nies li jivvjaġġaw "jiffamiljarizzaw irwieħhom" b'livelli multipli ta 'gravità. Primarjament dan takeoff tagħbija żejda. Imbagħad - weightlessness matul it-titjira. Wara -. Hypogravity fid-destinazzjoni, jiġifieri, li gravità fuq Mars mill-inqas 40% tad-dinja ..

Kif biex ilaħħqu mal-effetti negattivi ta 'weightlessness fi titjira twil? Huwa ttamat li l-iżvilupp fil-qasam tal-gravità artifiċjali se tgħin biex tindirizza din il-kwistjoni fil-futur qarib. Esperimenti fuq firien, li jivvjaġġaw bi "Cosmos-936" juru li dan il-metodu ma issolvi l-problemi.

L-esperjenza OS wriet li dan huwa ferm aktar utli għall-organiżmu huwa kapaċi li jġibu l-użu ta 'simulaturi, tista' tiddetermina t-tagħbija meħtieġa għal kull astronawti individwali.

Filwaqt li huwa maħsub li Mars jtiru mhux biss ir-riċerkaturi, iżda wkoll għat-turisti li jixtiequ jistabbilixxu kolonja fuq il Pjaneta l-Aħmar. Għalihom, għall-inqas fil-bidu, is-sensazzjoni li jkunu fil weightlessness jegħlbu l-tobba raġunijiet dwar il-perikli tal-waqfa imtawwal f'dawn il-kondizzjonijiet. Madankollu, wara ftit ġimgħat u bżonn l-għajnuna għalihom għaliex huwa tant importanti li tkun tista 'ssib mod biex jibnu fuq gravità artifiċjali spaceship.

riżultati

X'konklużjonijiet jistgħu jsiru dwar il-ħolqien ta 'gravità artifiċjali fl-ispazju?

Fost għażliet kollha kkunsidrati bħalissa jduru disinn jistenna aktar realistiku. Madankollu, taħt il-għarfien korrenti ta 'liġijiet fiżiċi huwa impossibbli, minħabba li l-bastiment - din mhix ċilindru vojta. Ġewwa fih hemm overlapping jxekklu l-implimentazzjoni ta 'ideat.

Barra minn hekk, il-bastiment il-raġġ għandha tkun kbira biżżejjed sabiex l-effett Coriolis ebda effett sinifikanti.

Biex jamministra xi ħaġa bħal dik, dan jieħu l-ċilindru O'Neill imsemmi hawn fuq, li se tagħmilha possibbli biex tikkontrolla l-vapur. F'dan il-każ, iċ-ċansijiet tiżdied għall-użu ta 'tali struttura għal missjonijiet interplanetary li jiżguraw it-tim livell komdu ta' gravità.

Qabel umanità se tkun tista 'tittraduċi ħolm tagħhom f'realtà, nixtiequ li tara fil-xogħlijiet ta' finzjoni ftit aktar realistiku u aktar għarfien tal-liġijiet tal-fiżika.