Artipisyal nga grabidad ug sa unsa nga paagi sa paghimo sa

Bisan ang usa ka tawo nga dili interesado sa luna adunay labing menos ka higayon nga nakakita sa usa ka pelikula mahitungod sa pagbiyahe sa kawanangan o pagbasa mahitungod sa maong mga butang sa mga libro. Hapit sa tanan nga ingon nga mga buhat ang mga tawo sa pag-adto sa palibot sa barko, normal nga matulog, dili makasinati og mga problema sa pagkaon nga pagkaon. Kini nagpasabot nga sa mga kini - dili tinuod - barko adunay artipisyal nga grabidad. Kadaghanan sa mga tumatan-aw nakasabut niini nga usa ka butang nga bug-os natural, apan dili kini mao.

Artipisyal nga grabidad

Kini ang ngalan sa pagbag-o (sa bisan asa nga direksyon) sa naandan nga grabidad alang kanato pinaagi sa paggamit sa nagkalain-laing pamaagi. Ug kini gihimo dili lamang sa hinanduraw nga mga buhat, apan usab sa tinuod nga mga kahimtang sa yuta, kasagaran alang sa mga eksperimento.

Sa teoriya, ang pagmugna sa artipisyal nga grabidad dili kaayo lisud. Pananglitan, mahimo kini pag-usab pinaagi sa pagkawalay katin-aw, nga mas tukma, pinaagi sa centrifugal force. Ang panginahanglan alang niini nga gahum wala mahanaw kagahapon - nahitabo kini diha-diha dayon, sa diha nga ang usa ka tawo nagsugod sa pagdamgo sa taas nga mga eroplano. Ang pagmugna sa artipisyal nga grabidad sa luna makahimo nga posible aron malikayan ang daghan nga mga problema nga motumaw panahon sa dugay nga pagkaladlad ngadto sa zero gravity. Ang mga cosmonaut makapahuyang sa mga kaunuran, ang mga bukog dili mahimong lig-on. Ang pagbiyahe niini nga mga kondisyon sulod sa mga bulan, mahimo ka nga makadaot sa pipila ka mga kaunuran.

Busa, sa pagkakaron ang pagmugna sa artipisyal nga grabidad usa ka tahas nga labing hinungdanon, ang pagsusi sa uniberso nga wala niini nga kahanas imposible lamang.

Ang kaminyoon

Bisan ang mga nahibal-an sa pisika lamang sa lebel sa kurikulum sa eskwelahan nakasabut nga ang grabidad mao ang usa sa sukaranang mga balaod sa atong kalibutan: ang tanan nga mga lawas nakigkomunikar sa usa'g usa, nakasinati sa us aka atraksiyon. Kon mas dako ang lawas, mas taas ang puwersa niini.

Ang kalibutan alang sa atong katinuod - ang tumong dako kaayo. Mao nga ang tanan nga mga lawas nga walay eksepsyon madani niini.

Alang kanato, kini nagpasabot sa pagpatulin sa libre nga pagkapukan, nga kasagaran gisukat sa g, nga katumbas sa 9.8 metros matag metro kwadrado. Kini nagpasabot nga kung wala kami'y suporta ubos sa among mga tiil, kami nahulog sa usa ka gikusgon nga 9.8 metros matag segundo.

Sa ingon, tungod lamang sa grabidad nga kita makabarug, mahulog, makakaon ug makainom sa kasagaran, makasabut kung diin ang tumoy, diin ang ubos. Kung ang atraksyon mahanaw - kita mahimong walay timbang.

Ilabi na pamilyar sa kini nga panghitabo mao ang mga astronaut nga nahimutang sa kawanangan sa usa ka kahimtang nga walay hunong nga pagkapukan.

Sa teoriya, ang mga siyentipiko nahibal-an kon unsaon paghimo ang artipisyal nga grabidad. Adunay daghang mga pamaagi.

Dako nga masa

Ang labing lohikal nga kapilian mao ang paghimo sa dako kaayo nga spacecraft nga ang artipisyal nga gibug-aton moabut niini. Sa barko posible nga mobati nga komportable, tungod kay ang orientasyon sa kawanangan dili mawala.

Ikasubo, kini nga pamaagi dili realistiko sa modernong pagpalambo sa mga teknolohiya. Ang pagtukod sa maong butang nagkinahanglan og daghan kaayo nga mga kapanguhaan. Dugang pa, ang pagpataas niini nagkinahanglan og talagsaon nga gidaghanon sa enerhiya.

Pagpalig-on

Kini daw nga kung gusto nimo nga makab-ot ang g, nga sama sa yuta, kinahanglan mo lang hatagan ang barko og usa ka patag (sama sa plataporma) nga porma, ug himoon kini nga maglakaw ubay sa patag sa eroplano uban sa gusto nga pagpatulin. Niining paagiha, makuha ang artipisyal nga grabidad, ug sulundon.

Apan, sa pagkatinuod, ang tanan mas komplikado.

Una sa tanan, kinahanglang tagdon ang isyu sa sugnod. Aron ang kanunay nga pagsaka sa estasyon, gikinahanglan nga adunay walay hunong nga suplay sa kuryente. Bisan kon ang usa ka motor sa kalit nga makita, dili sa paglabay sa butang, ang balaod sa pagkonserba sa kusog magpabilin nga pwersado.

Ang ikaduha nga suliran mao ang ideya sa kanunay nga pagpatulin. Sumala sa atong kahibalo ug pisikal nga mga balaod, imposible ang pagpadali ngadto sa walay katapusan.

Dugang pa, ang ingon nga transportasyon dili angay alang sa mga misyon sa pagpanukiduki, tungod kay kinahanglan kini kanunay nga pagpadali - paglupad. Dili siya makahunong sa pagtuon sa planeta, dili gani siya makahimo sa hinay nga paglupad sa palibot niini - kita kinahanglan nga mopadali.

Busa, nahimo nga tin-aw nga ang maong artipisyal nga grabidad wala pa kanato.

Carousel

Ang tanan nakahibalo kung unsa ang epekto sa rotation sa carousel sa lawas. Busa ang paagi sa artipisyal nga grabitasyon pinaagi niini nga prinsipyo daw labing tinuod.

Ang tanan nga anaa sa diyametro sa carousel, lagmit nga mahulog gikan niini sa usa ka gikusgon nga katumbas sa katulin sa rotation. Kini nagpakita nga ang pwersa nga naglihok ubay sa radius sa nagtuyok nga butang naglihok sa mga lawas. Susama kini sa grabidad.

Busa, kinahanglan nimo ang usa ka barko nga adunay silindral nga porma. Sa kini nga kaso, kini kinahanglan nga magpalibot sa iyang axis. Pananglitan, ang artipisyal nga grabidad sa usa ka spaceship, nga gihimo niini nga baruganan, kanunay gipakita sa mga pelikula sa fiction sa science.

Ang pormag-sungkod nga barko, nga nagtuyoktuyok sa palibot sa axis nga longitudinal, nagmugna sa usa ka centrifugal force, ang direksyon nga katumbas sa radius sa maong butang. Aron makalkulo ang resulta nga pagpaspas, kinahanglan nga bahinon ang pwersa ngadto sa masa.

Ang nahibal-an sa mga tawo sa pisiko dili kini lisud: a = ω².

Sa kini nga pormula, ang resulta sa kalkulasyon mao ang pagpadali, ang unang hugpong mao ang gikusgon sa node (gisukat sa gidaghanon sa mga radians matag segundo), ang ikaduha mao ang radius.

Sumala niini, aron makuha ang naandan nga g, gikinahanglan nga kusog nga kombinasyon ang angular velocity ug ang radius sa spacecraft.

Ang susamang problema gipasiugda sa mga pelikula sama sa "Intersolah", "Babylon 5", "2001: Space Odyssey" ug uban pa. Sa tanan niini nga mga kaso, ang artipisyal nga gibug-aton gibanabana ngadto sa pagpadali sa grabidad sa yuta.

Bisan unsa pa ka maayo ang ideya, lisud kaayo kini nga masabtan.

Ang mga problema sa "carousel" nga pamaagi

Ang labing klaro nga problema gilangkuban sa "Space Odyssey". Ang radius sa "space carrier" mga 8 metros. Aron maangkon ang usa ka pagpatulin sa 9.8, ang rotation kinahanglan mahitabo sa usa ka gikusgon nga mga 10.5 sa matag minuto.

Uban sa gipakita nga mga bili, ang "epekto sa Coriolis" nagpakita sa iyang kaugalingon, nga naglangkob sa kamatuoran nga ang usa ka nagkalainlain nga puwersa naglihok sa nagkalainlaing mga distansya gikan sa salog. Kini nag-agad direkta sa angular velocity.

Kini nahimo nga ang artipisyal nga gibug-aton sa luna mahimo nga lihok, apan ang kadali nga paglihok sa lawas magdala ngadto sa mga problema sa sulod nga dalunggan. Kini, sa baylo, maoy hinungdan sa mga imbalances, mga problema sa vestibular apparatus ug uban pa - susama nga mga kalisud.

Ang pagtunga niining babag nagsugyot nga ang maong modelo wala kaayo molampos.

Mahimo nimong sulayan ang pag-adto gikan sa kaatbang, sama sa gibuhat nila sa nobela nga "The World-Ring". Dinhi ang barko gihimo sa usa ka singsing, ang radius nga duol sa radius sa atong orbita (mga 150 milyon nga km). Tungod niini nga gidak-on, ang gikusgon sa pagtuyok niini igo na nga dili ibaliwala ang epekto sa Coriolis.

Makahunahuna kita nga ang problema masulbad, apan dili kini mao. Ang tinuod mao nga ang kompleto nga turnover niini nga disenyo sa palibot sa iyang ehe nagkinahanglan og 9 ka adlaw. Kini naghimo nga posible nga maghunahuna nga ang mga karga mahimong hilabihan ka dako. Aron maluwas ang pagtukod, gikinahanglan ang usa ka lig-on nga materyal, nga wala kanato sa pagkakaron. Dugang pa, ang problema mao ang kantidad sa materyal ug ang proseso sa pagtukod mismo.

Diha sa mga dula nga susama nga tema, sama sa pelikula nga "Babilonia 5", kini nga mga problema sa usa ka paagi nasulbad: ang gikusgon nga paglihok igo na, ang epekto sa Coriolis dili kinahanglanon, posible nga makahimo sa maong barko nga hypothetically.

Bisan pa, bisan ang ingon nga kalibutan adunay disbentaha. Ang iyang ngalan mao ang gutlo sa pagbati.

Ang barko, nga naglihok sa palibot sa axis, nahimong usa ka dako gyroscope. Ingon sa nahibal-an, lisud kaayo ang paghimo sa gyroscope nga maglikay gikan sa axis tungod sa angular momentum. Importante nga ang gidaghanon niini dili mobiya sa sistema. Kini nagpasabut nga lisud kaayo ang pagtakda sa direksyon alang niini nga butang. Bisan pa, ang maong problema masulbad.

Pag-troubleshoot

Ang artificial gravity sa estasyon sa kawanangan mahimong magamit kon ang "O'Neill cylinder" moabut aron sa pagluwas. Sa paghimo niini nga disenyo, kinahanglan nimo ang parehas nga silindro nga mga barko nga konektado sa axis. Kinahanglan nga kini ipatuyok sa lainlaing direksyon. Ang resulta sa ingon nga asembliya mao ang zero nga gutlo sa pulso, busa kinahanglan nga walay mga kalisud sa paghatag sa barko sa gikinahanglan nga direksyon.

Kung posible nga makahimo og usa ka barko nga may radius nga mga 500 metros, nan kini magtrabaho sa eksakto nga angay. Sa samang higayon, ang artipisyal nga grabidad sa luna mahimong komportable ug angay alang sa taas nga pagbiyahe sa mga barko o mga istasyon sa pagpanukiduki.

Space Engineers

Kon unsaon paghimo ang artipisyal nga grabidad nahibal-an sa mga tiglalang sa dula. Hinuon, sa niining hinanduraw nga kalibutan, ang gravity dili usa nga kaibug sa mga lawas, apan usa ka linear force nga gituyo aron mapadali ang mga butang sa usa ka direksyon. Ang pagdani dinhi dili hingpit, kini mausab kung ang tinubdan mausab.

Ang artificial gravity sa istasyon sa luna gihimo pinaagi sa paggamit sa usa ka espesyal nga generator. Kini mao ang uniporme ug equidirectional sa range sa generator. Busa, sa tinuud nga kalibutan, nga nag-igo sa barko nga giinstalar sa generator, madani ka sa hull. Bisan pa, sa dula ang bayani mahulog hangtud siya mobiya sa perimeter sa device.

Sa pagkakaron, ang artipisyal nga gibug-aton sa luna, nga gimugna sa ingon nga himan, dili mahimo alang sa katawhan. Bisan pa, bisan ang mga tig-uswag nga ubanon dili mohunong sa pagdamgo mahitungod niini.

Spherical generator

Kini usa ka mas realistiko nga bersyon sa mga ekipo. Sa diha nga gibutang, ang gravity adunay direksyon sa generator. Kini nagpaposible sa pagmugna og usa ka estasyon diin ang gravity mahimong katumbas sa planetary.

Centrifuge

Karon, ang artipisyal nga grabidad sa Yuta nahitabo sa nagkalain-laing mga himan. Gipasukad kini, kasagaran, sa pagkawalay hinungdan, tungod kay kini nga pwersa gibati sa sama kanato sa gravitational nga impluwensya - ang organismo wala makaila kung unsa ang hinungdan sa pagpatulin. Ingon nga usa ka pananglitan: ang usa ka tawo nga nagsakay sa usa ka elevator, apektado sa kalibog. Uban sa mga mata sa usa ka physicist: ang pag-alsa sa elevator nagadugang sa pagpatulin sa pagpaspas sa kabin sa pagpadali sa libre nga pagkapukan. Sa diha nga ang cockpit mobalik sa usa ka gisukod nga kalihukan, ang "gain" sa gibug-aton mahanaw, mobalik sa naandan nga mga sensation.

Ang mga siyentista dugay na nga interesado sa artipisyal nga grabidad. Ang centrifuge gigamit alang niini nga katuyoan kasagaran. Kini nga pamaagi dili angay alang sa spacecraft, kondili alang usab sa mga estasyon sa yuta nga gikinahanglan nga tun-an ang epekto sa grabidad sa lawas sa tawo.

Pagkat-on sa Yuta, i-apply sa ...

Bisan tuod ang pagtuon sa grabidad nagsugod gikan sa kawanangan, kini usa ka yutan-ong siyensiya. Bisan karon ang mga kalampusan niini nga natad nakakaplag sa ilang aplikasyon, pananglitan, sa medisina. Nasayud kung posible ba ang paghimo sa artipisyal nga grabidad sa planeta, mahimo nimo kining gamiton sa pagtratar sa mga problema sa motor apparatus o sa nervous system. Dugang pa, ang pagtuon niini nga puwersa ang una nga nabalaka sa yuta. Kini naghimo sa mga cosmonauts nga magpahigayon sa mga eksperimento, nga nagpabilin ubos sa suod nga pagsusi sa mga doktor. Ang laing butang mao ang artipisyal nga grabidad sa kawanangan, walay mga tawo nga makatabang sa mga astronaut kon adunay dili makita nga sitwasyon.

Ang pagdumdom sa bug-os nga pagkawalay timbang, ang usa ka tawo dili makasabut sa usa ka satelayt sa usa ka orbit nga duol sa yuta. Kini nga mga butang, bisan sa gamay nga bahin, apektado sa grabidad. Ang gravity, naporma sa maong mga kaso, gitawag nga microgravity. Ang tinuod nga grabidad nakasinati lamang sa usa ka sakyanan nga naglupad sa kanunay nga tulin sa bukas nga luna. Bisan pa, ang lawas sa tawo wala mobati niini nga kalainan.

Mahimo nimo masinati ang pagkawalay timbang sa usa ka taas nga jump (sa dili pa magbukas ang dome) o sa panahon sa parabolic nga pagpaubos sa eroplano. Ang ingon nga mga eksperimento sa kasagaran nga gibutang sa US, apan sa eroplano kini nga sensation molungtad lamang sa 40 segundos - kini gamay kaayo alang sa usa ka bug-os nga pagtuon.

Sa USSR, niadtong 1973, nahibal-an nila kon posible ba ang paghimo sa artipisyal nga grabidad. Ug wala lang nila kini gimugna, apan usab sa usa ka paagi nakapausab kini. Ang usa ka tin-aw nga ehemplo sa artipisyal nga pagkunhod sa grabidad mao ang uga nga pagtunaw, pagpaunlod. Aron makab-ot ang gitinguha nga epekto, gikinahanglan nga ibutang ang usa ka baga nga pelikula sa ibabaw sa tubig. Ang tawo gibutang sa ibabaw niini. Ubos sa gibug-aton sa lawas, ang lawas nahugno sa ilawom sa tubig, ang ulo lamang ang nagpabilin ibabaw niini. Kini nga modelo nagpakita nga dili suportado uban sa pagkunhod sa gravity, nga mao ang kinaiyahan sa kadagatan.

Dili kinahanglan nga moadto sa wanang aron mabati ang epekto sa kaatbang nga pagkawalay timbang sa pwersa - ang sobra nga grabidad. Uban sa take-off ug landing sa spacecraft, sa centrifuge, ang sobra nga gibug-aton dili lamang mabati, apan gitun-an usab.

Pagtratar sa grabidad

Ang mga pagtuon sa pisika sa Gravitational, lakip sa ubang mga butang, ang epekto sa pagkawalay timbang sa lawas sa tawo, nga nagtinguha nga mapamenos ang mga sangputanan. Bisan pa, ang daghang mga kalampusan niini nga siyensya mahimong mapuslanon sa ordinaryong mga lumulupyo sa planeta.

Ang mga doktor naghatag og dakong paglaum sa pagtuon sa kinaiya sa mga enzyme sa kaunuran sa myopathy. Kini usa ka seryoso nga sakit nga nagdala ngadto sa sayong kamatayon.

Uban sa aktibo nga pisikal nga ehersisyo, usa ka dako nga gidaghanon sa enzyme creatinophosphokinase mosulod sa dugo sa usa ka himsog nga tawo. Ang hinungdan niini nga panghitabo mao ang dili klaro, tingali ang mga buhat sa pag-load sa cell membrane sa ingon nga paagi nga kini "nagpatuman". Ang mga pasyente nga may myopathy nakadawat sa sama nga epekto nga walay ehersisyo. Ang mga obserbasyon sa mga cosmonaut nagpakita nga kon wala ang gibug-aton, ang pagsulod sa aktibong enzyme ngadto sa dugo moubos sa kamahinungdanon. Kini nga pagkadiskobre nagsugyot nga ang paggamit sa pagpaunlod makapakunhod sa negatibo nga epekto sa mga hinungdan nga mosangpot sa myopathy. Sa pagkakaron, ang mga eksperimento gipahigayon sa mga hayop.

Ang pipila sa mga sakit gitagad karon gamit ang datos nga nakuha sa pagtuon sa grabidad, lakip ang artipisyal. Pananglitan, ang pagtambal sa cerebral palsy, stroke, Parkinson pinaagi sa pagpadapat sa mga demanda sa load gipatuman. Tinuud nga natapos nga pagtuon sa positibo nga mga epekto sa suporta - ang pneumatic nga sapatos.

Molupad ba kita sa Mars?

Ang pinakabag-o nga kalampusan sa mga cosmonauts naghatag og paglaum sa katinuod sa proyekto. Adunay usa ka kasinatian sa medikal nga suporta alang sa usa ka tawo nga usa ka taas nga pagpalayo gikan sa Yuta. Daghang paniksik nga mga flight sa Moon nagdala sa daghang kapuslanan, ang gravitational force diin 6 ka beses nga mas ubos kay sa atong lumad. Karon ang mga astronaut ug mga siyentipiko naghimo sa bag-ong tumong - Mars.

Sa dili ka pa magpalista alang sa usa ka tiket ngadto sa Pula nga Planeta, angay nimong mahibal-an kung unsay nagpaabut sa lawas sa unang yugto sa trabaho - sa dalan. Sa kasagaran, ang dalan paingon sa planeta sa kamingawan mokabat og usa ka tuig ug tunga - mga 500 ka adlaw. Ang pag-ihap sa dalan aduna lamang sa ilang kaugalingong kusog, walay dapit nga maghulat alang sa tabang.

Adunay daghang mga butang nga makapahuyang sa kusog: ang stress, radiation, ang pagkawala sa magnetic field. Ang labing importante nga pagsulay alang sa lawas mao ang pagbag-o sa grabidad. Sa panaw, ang usa ka tawo "nakaila" sa daghang mga ang-ang sa grabidad. Una sa tanan, kini sobra ang gibug-aton panahon sa pagkuha. Dayon - walay kabug-at sa panahon sa paglupad. Human niana - hypogravity sa destinasyon, tungod kay ang gravity sa Mars dili moubos sa 40% sa gravity sa yuta.

Unsaon nimo pagsagubang ang negatibong epekto sa pagkawalay timbang sa usa ka taas nga biyahe? Gilauman nga ang mga kalamboan sa natad sa paghimo sa artipisyal nga grabidad makatabang sa pagsulbad niini nga isyu sa duol nga umaabot. Ang mga eksperimento sa mga ilaga nga nagbiyahe sa Cosmos-936 nagpakita nga kini nga pamaagi dili makasulbad sa tanan nga mga problema.

OS kasinatian nagpakita nga kini mao ang labi pa nga mapuslanon alang sa organismo mao ang makahimo sa pagdala sa paggamit sa simulator, makahimo sa pagtino sa gikinahanglan nga load alang sa matag indibidwal nga astronaut.

Samtang gituohan nga Mars molupad dili lamang mga tigdukiduki, kondili usab sa mga turista nga gusto sa pagtukod sa usa ka kolonya sa Pulang Planeta. Alang kanila, sa labing menos sa sinugdanan, ang pagbati nga sa weightlessness molabaw sa mga rason doktor mahitungod sa mga kakuyaw sa lungtad nga pagpuyo sa niini nga mga kahimtang. Apan, human sa pipila ka semana ug kinahanglan nga tabang ngadto kanila kon nganong kini importante kaayo nga makahimo sa pagpangita sa usa ka paagi sa pagtukod sa usa ka sakyanan artipisyal nga grabidad.

resulta

Unsa nga mga konklusyon mahimo nga gihimo mahitungod sa paglalang sa artipisyal nga grabidad sa luna?

Taliwala sa tanan nga giisip nga mga kapilian karon nagtuyok disenyo tan-awon nga mas realistiko. Apan, sa ilalum sa mga kasamtangan nga pagsabot sa pisikal nga mga balaod dili gayud kini mahimo, tungod kay ang barko - kini dili mao ang usa ka haw-silindro. Sa sulod niini didto overlapping nakababag sa pagpatuman sa mga ideya.

Dugang pa, ang barko sa radius kinahanglan nga dako nga igo aron nga ang Coriolis epekto dili mahinungdanon nga epekto.

Sa pagdumala sa usa ka butang nga sama niana, kini nagkinahanglan sa silindro O'Neill nga gihisgotan sa ibabaw, nga sa pagbuhat niini nga posible nga sa pagpugong sa mga barko. Sa kini nga kaso, ang mga kahigayunan sa pagdugang alang sa paggamit sa ingon nga sa usa gambalay alang sa interplanetary misyon sa pagsiguro sa team sa usa ka komportable nga ang-ang sa grabidad.

Sa wala pa ang katawhan nga makahimo sa paghubad sa ilang mga damgo ngadto sa kamatuoran, kita gusto sa pagtan-aw sa mga buhat sa fiction sa usa ka gamay nga dugang nga realistiko ug mas kahibalo sa mga balaod sa pisika.