Искусственная гравитация

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Искусственная гравитация»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( август 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) Эта статья или раздел, возможно, содержит синтез материала, который достоверно не упоминает или не относится к основной теме. Соответствующее обсуждение можно найти на странице обсуждения . ( Май 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Gemini 11 Agena привязанные операции

Предлагаемая демонстрационная концепция центрифуги для международной космической станции Nautilus-X , 2011 г.

Искусственная гравитация (иногда называемая псевдогравитацией ) - это создание инерционной силы, которая имитирует эффекты гравитационной силы, обычно за счет вращения . ^[1] Искусственная гравитация или вращательная гравитация , таким образом, является проявлением центробежной силы во вращающейся системе отсчета (передача центростремительного ускорения через нормальную силу в невращающейся системе отсчета), в отличие от силы, испытываемой в линейное ускорение , которое по принципу эквивалентностинеотличимо от силы тяжести. В более общем смысле «искусственная гравитация» может также относиться к эффекту линейного ускорения, например, посредством ракетного двигателя . ^[1]

Имитация вращательной силы тяжести использовалась в симуляциях, чтобы помочь астронавтам тренироваться в экстремальных условиях. ^[2] Вращательная симулированная гравитация была предложена в качестве решения в космических полетах человека для устранения неблагоприятных последствий для здоровья, вызванных длительной невесомостью . Однако в настоящее время нет практических применений искусственной гравитации в космическом пространстве для людей из-за опасений по поводу размера и стоимости космического корабля, необходимого для создания полезной центростремительной силы, сопоставимой с силой гравитационного поля на Земле (g). ^[3]Ученые обеспокоены влиянием такой системы на внутреннее ухо пассажиров. Беспокойство заключается в том, что использование центростремительной силы для создания искусственной гравитации вызовет нарушения во внутреннем ухе, что приведет к тошноте и дезориентации. Неблагоприятные последствия могут оказаться невыносимыми для пассажиров. ^{[ требуется медицинская цитата ]}

Центростремительная сила [ править ]

Искусственную гравитацию можно создать с помощью центростремительной силы . Для движения любого объекта по круговой траектории требуется центростремительная сила, направленная к центру поворота. В контексте вращающейся космической станции это нормальная сила, создаваемая корпусом космического корабля, которая действует как центростремительная сила. Таким образом, сила «тяжести», воспринимаемая объектом, центробежная сила, воспринимаемая во вращающейся системе отсчета, как направленная «вниз» к корпусу. В соответствии с третьим законом Ньютона величина маленького g (воспринимаемое «нисходящее» ускорение) равна по величине и противоположна по направлению центростремительному ускорению.

Механизм [ править ]

С точки зрения людей, вращающихся вместе со средой обитания , искусственная гравитация путем вращения ведет себя в некотором роде аналогично нормальной гравитации, но со следующими отличиями:

• Центробежная сила изменяется в зависимости от расстояния: в отличие от реальной силы тяжести, которая тянется к центру планеты, кажущаяся центробежная сила, которую ощущают наблюдатели в среде обитания, толкает радиально наружу от центра, и при фиксированной скорости вращения (постоянной угловой скорости) центробежная сила сила прямо пропорциональна расстоянию от центра среды обитания. При небольшом радиусе вращения сила тяжести, ощущаемая у головы, будет значительно отличаться от силы тяжести у ног. Это может затруднить движение и изменение положения тела. В соответствии с задействованной физикой, более медленное вращение или больший радиус вращения уменьшат или устранят эту проблему. Точно так же линейная скорость среды обитания должна быть значительно выше относительных скоростей, с которыми космонавт изменит свое положение в ней. В противном случае движение в направлении вращения увеличит силу тяжести (в то время как движение в противоположном направлении уменьшит ее) до такой степени, что это должно вызвать проблемы.
• Эффект Кориолиса дает кажущуюся силу, которая действует на объекты, движущиеся относительно вращающейся системы отсчета. Эта кажущаяся сила действует под прямым углом к ​​движению и оси вращения и имеет тенденцию искривлять движение в направлении, противоположном вращению среды обитания. Если космонавт во вращающейся среде с искусственной гравитацией движется к оси вращения или от нее , он почувствует силу, толкающую его к направлению вращения или от него. Эти силы действуют на полукружные каналы внутреннего уха и могут вызывать головокружение , тошноту и дезориентацию. Увеличение периода вращения (более низкая скорость вращения) уменьшает силу Кориолиса и ее эффекты. Принято считать, что на 2об / мин или меньше, никаких побочных эффектов от сил Кориолиса возникать не будет, хотя было показано, что люди приспосабливаются к скоростям до 23 об / мин . ^[4] Пока не известно, может ли очень длительное воздействие высоких уровней силы Кориолиса увеличить вероятность привыкания. Эффекты сил Кориолиса, вызывающие тошноту, также можно уменьшить, ограничив движение головы.

У этой формы искусственной гравитации есть дополнительные инженерные проблемы:

• Кинетическая энергия и угловой момент : вращение вверх (или вниз) частей или всей среды обитания требует энергии, в то время как угловой момент должен сохраняться. Это потребует двигательной установки и расходуемого топлива или может быть достигнуто без увеличения массы с помощью электродвигателя и противовеса, такого как реактивное колесо или, возможно, другое жилое пространство, вращающееся в противоположном направлении.
• Конструкция должна иметь дополнительную прочность, чтобы она не разлетелась из-за вращения. Однако количество конструкции, необходимое сверх того, чтобы удерживать пригодную для дыхания атмосферу (10 тонн силы на квадратный метр при 1 атмосфере), относительно невелико для большинства конструкций.
• Если части конструкции намеренно не вращаются, трение и подобные моменты приведут к сближению скоростей вращения (а также к вращению неподвижных частей), что потребует использования двигателей и мощности для компенсации потерь из-за трения. .
• В зависимости от конфигурации спецтехники может потребоваться герметичное уплотнение между неподвижной и вращающейся секциями.

Формулы
${\displaystyle R=a\left({\frac {T}{2\pi }}\right)^{2},}$ ${\displaystyle a=R\left({\frac {2\pi }{T}}\right)^{2}\quad (T>0),}$ ${\displaystyle T=2\pi {\sqrt {\frac {R}{a}}}\quad (a>0),}$ куда: R = радиус от центра вращения a = искусственная сила тяжести T = период вращения космического корабля

Полет человека в космос [ править ]

Инженерные проблемы создания вращающегося космического корабля сравнительно скромны по сравнению с любым другим предлагаемым подходом. ^{[ оригинальное исследование? ]} Теоретические конструкции космических аппаратов, использующие искусственную гравитацию, имеют множество вариантов с присущими им проблемами и преимуществами. Формула для центростремительной силы подразумевает, что радиус вращения растет пропорционально квадрату периода вращения космического аппарата, поэтому удвоение периода требует четырехкратного увеличения радиуса вращения. Например, чтобы создать стандартную гравитацию , ɡ ₀ =9,8 м / с ² при периоде вращения космического корабля 15 с, радиус вращения должен быть 56 м (184 фута), в то время как период 30 с потребует 224 м (735 футов). Для уменьшения массы опора по диаметру могла состоять только из троса, соединяющего две секции космического корабля. Среди возможных решений - жилой модуль и противовес, состоящий из любой другой части космического корабля, в качестве альтернативы можно было бы прикрепить два жилых модуля аналогичного веса.

Какая бы конструкция ни была выбрана, космическому кораблю необходимо обладать некоторыми средствами для быстрой передачи балласта из одной секции в другую, в противном случае даже небольшие сдвиги массы могут вызвать существенное смещение оси космического корабля, что приведет к опасным последствиям. колебание ". Одним из возможных решений было бы спроектировать водопроводную систему космического корабля для этой цели, используя питьевую воду и / или сточные воды в качестве балласта.

Пока не известно, является ли воздействие высокой силы тяжести в течение короткого периода таким же полезным для здоровья, как постоянное воздействие нормальной силы тяжести. Также неизвестно, насколько эффективны низкие уровни гравитации для противодействия неблагоприятному влиянию невесомости на здоровье. Для искусственной гравитации при 0,1 g и периоде вращения космического корабля 30 с потребуется радиус всего 22 м (72 фута). Точно так же на радиусе 10 м потребуется период чуть более 6 с для создания стандартной силы тяжести (у бедер; сила тяжести будет на 11% выше у ног), а 4,5 с - 2 g . Если кратковременное воздействие высокой силы тяжести может свести на нет вредное воздействие невесомости, тогда небольшую центрифугу можно использовать в качестве зоны для упражнений.

Миссии Близнецов [ править ]

Миссия Gemini 11 попыталась создать искусственную гравитацию, вращая капсулу вокруг транспортного средства-мишени Agena, к которому она была прикреплена 36-метровым тросом. Они смогли создать небольшое количество искусственной гравитации, около 0,00015 г, запустив свои боковые двигатели, чтобы медленно вращать комбинированный корабль, как пара медленных боласов . ^[5] Результирующая сила была слишком мала, чтобы ее мог почувствовать любой из астронавтов, но наблюдались объекты, движущиеся к «полу» капсулы. ^[6] Близнецы 8миссия достигла искусственной гравитации за несколько минут. Однако это произошло из-за неисправности в электросети, вызвавшей непрерывное срабатывание одного двигателя. Разгонные силы на экипаж были высокими (около 4 g), и задание пришлось срочно прекратить.

Польза для здоровья [ править ]

Искусственная гравитация была предложена в качестве решения различных рисков для здоровья, связанных с космическими полетами. ^[7] В 1964 году советская космическая программа полагала, что человек не может прожить в космосе более 14 дней из-за страха, что сердце и кровеносные сосуды не смогут адаптироваться к условиям невесомости. ^[8] Этот страх в конечном итоге оказался необоснованным, поскольку космические полеты продолжались до 437 дней подряд ^[9], а миссии на борту Международной космической станции обычно продолжались 6 месяцев. Однако вопрос о безопасности человека в космосе действительно положил начало исследованию физических эффектов длительного пребывания в невесомости. В июне 1991 г.В ходе полета Spacelab Life Sciences 1 было проведено 18 экспериментов на двух мужчинах и двух женщинах в течение девяти дней. В условиях отсутствия гравитации был сделан вывод, что реакция лейкоцитов и мышечной массы снизилась. Кроме того, в течение первых 24 часов пребывания в невесомости объем крови уменьшился на 10%. ^{[10] [3] [1]} Длительные периоды невесомости могут вызвать отек мозга и проблемы со зрением. ^[11] По возвращении на Землю последствия продолжительной невесомости продолжают влиять на человеческое тело, поскольку жидкости скапливаются обратно в нижнюю часть тела, частота сердечных сокращений увеличивается, кровяное давление падает.возникает и снижается способность к упражнениям . ^[10]

Искусственная гравитация, из-за ее способности имитировать поведение гравитации на человеческом теле, была предложена как один из наиболее всеобъемлющих способов борьбы с физическими эффектами, присущими невесомой среде. Другие меры, которые были предложены в качестве симптоматического лечения, включают упражнения, диету и костюмы пингвинов . Однако критика этих методов заключается в том, что они не устраняют полностью проблемы со здоровьем и требуют различных решений для решения всех проблем. Искусственная гравитация, напротив, устранит невесомость, присущую космическим путешествиям. Благодаря искусственной гравитации космическим путешественникам никогда не придется испытывать невесомость или связанные с ней побочные эффекты. ^[1]Особенно в современном шестимесячном путешествии на Марс , воздействие искусственной гравитации предлагается в непрерывной или периодической форме, чтобы предотвратить крайнее истощение астронавтов во время путешествия. ^[7]

Предложения [ править ]

Ряд предложений включают в себя искусственную гравитацию:

• Discovery II: проект 2005 года, способный доставить 172-тонный экипаж на орбиту Юпитера за 118 дней. Очень небольшая часть корабля массой 1690 метрических тонн будет включать в себя центробежное место для экипажа. ^[12]
• Многоцелевой космический исследовательский аппарат (MMSEV): предложение НАСА 2011 года по созданию космического транспортного средства с длительным сроком службы с экипажем; он включал вращающуюся космическую среду обитания с искусственной гравитацией, предназначенную для улучшения здоровья экипажа до шести человек, выполняющих миссии продолжительностью до двух лет. Тор-кольцо центрифуга будет использовать как стандартные металлические рамки и надувные конструкции космического аппарата и обеспечила бы от 0,11 до 0,69 г , если построена с 40 футов (12 м) вариантом диаметра. ^{[13] [14]}
• Демонстрационная версия центрифуги ISS : предложение НАСА 2011 года по демонстрационному проекту по подготовке к окончательному проектированию более крупной космической среды обитания центрифуги с тором для многоцелевого космического корабля. Структура будет иметь внешний диаметр 30 футов (9,1 м) с диаметром внутреннего сечения кольца 30 дюймов (760 мм). Это обеспечит частичную плотность от 0,08 до 0,51 г. Эта центрифуга для испытаний и оценки могла бы стать модулем сна для экипажа МКС. ^[13]

• Mars Direct : план пилотируемой миссии на Марс, созданный инженерами НАСА Робертом Зубриным и Дэвидом Бейкером в 1990 году, позже расширенный в книге Зубрина 1996 года «Дело в пользу Марса» . «Марсианский Habitat Unit», который будет доставлять астронавтов на Марс для присоединения к ранее запущенному «Earth Return Vehicle», имел бы искусственную гравитацию, создаваемую во время полета, привязав отработанную верхнюю ступень ракеты-носителя к Habitat Unit и установив их оба вращаются вокруг общей оси. ^[15]
• Предлагаемая миссия Tempo3 вращает две половины космического корабля, соединенных тросом, чтобы проверить возможность моделирования гравитации во время полета на Марс с экипажем. ^[16]
• Марс тяжести биоспутнике была планируемая миссия предназначена для изучения влияния искусственной гравитации на млекопитающих. Искусственное гравитационное поле массой 0,38 г (эквивалентное гравитации на поверхности Марса ) должно было быть создано вращением (32 об / мин, радиус около 30 см). Пятнадцать мышей облетели бы Землю ( низкая околоземная орбита ) в течение пяти недель, а затем приземлились бы живыми. ^[17] Однако 24 июня 2009 года программа была отменена из-за отсутствия финансирования и смещения приоритетов в НАСА. ^[18]

Проблемы с реализацией [ править ]

Некоторые из причин, по которым искусственная гравитация сегодня не используется в космических полетах, восходят к проблемам, связанным с ее реализацией . Один из реалистичных методов создания искусственной гравитации - центростремительная сила.тянет человека к относительному этажу. Однако в этой модели возникают проблемы с размером космического корабля. По словам Джона Пейджа и Мэтью Фрэнсиса, чем меньше космический корабль (чем меньше радиус вращения), тем более быстрое вращение требуется. Таким образом, для моделирования гравитации было бы лучше использовать более крупный космический корабль, который медленно вращается. Требования к размеру с учетом вращения обусловлены разными силами, действующими на части тела на разном расстоянии от центра вращения. Если части тела, расположенные ближе к центру вращения, испытывают силу, значительно отличающуюся от частей, более удаленных от центра, это может иметь неблагоприятные последствия. Кроме того, остаются вопросы о том, как лучше всего изначально установить вращательное движение, не нарушая устойчивости всего космического корабля ». с орбиты. На данный момент нет корабля, достаточно массивного, чтобы соответствовать требованиям ротации и затратам, связанным с постройкой, обслуживанием изапуск такого корабля обширен. ^[3]

В целом, из-за ограниченного воздействия на здоровье более коротких космических полетов, а также из-за высокой стоимости исследований применение искусственной гравитации часто задерживается и носит спорадический характер . ^{[1] [10]}

В научной фантастике [ править ]

В нескольких научно-фантастических романах, фильмах и сериалах использовалась искусственная гравитация. В фильме « 2001: Космическая одиссея» вращающаяся центрифуга космического корабля « Дискавери» создает искусственную гравитацию. В романе марсианин , то Гермес космический корабль достигает искусственную силу тяжести по конструкции; в нем используется кольцевая структура, на периферии которой действуют силы около 40% гравитации Земли, аналогичные гравитации Марса. В фильме « Интерстеллар» показан космический корабль « Эндюранс», который может вращаться вокруг своей центральной оси, создавая искусственную гравитацию, управляемую ретро-двигателями корабля.

Центрифуги [ править ]

Тренировки с высокой перегрузкой проводят авиаторы и космонавты, которые подвергаются высоким уровням ускорения (G) в центрифугах большого радиуса. Он разработан для предотвращения потери сознания, вызванной g (сокращенно G-LOC ), ситуации, когда g- силы отводят кровь от мозга до такой степени, что сознание теряется. Случаи потери сознания из-за ускорения привели к несчастным случаям со смертельным исходом в самолетах, способных выдерживать высокие g в течение значительных периодов времени.

В парках аттракционов , маятник аттракционы и центрифуги обеспечивают вращательное усилие. Американские горки также подходят , когда они проходят через провалы, неровности или петли. При преодолении холма время, в течение которого ощущается нулевая или отрицательная гравитация, называется воздушным временем или « воздушным временем », которое можно разделить на «воздушное время поплавка» (для невесомости) и «воздушное время эжектора» (для отрицательной гравитации. ). ^{[ оригинальное исследование? ]}

Линейное ускорение [ править ]

Линейное ускорение - это еще один метод создания искусственной гравитации, использующий тягу двигателей космического корабля для создания иллюзии нахождения под действием силы тяжести. Космический корабль при постоянном ускорении по прямой будет иметь вид гравитационного притяжения в направлении, противоположном ускорению, поскольку тяга двигателей заставит космический корабль «протолкнуться» вверх к объектам и людям внутри судна. , создавая ощущение веса. Это из-за третьего закона Ньютона: вес, который можно почувствовать, стоя в космическом корабле с линейным ускорением, будет не истинным гравитационным притяжением, а просто реакцией самого себя, отталкивающей корпус корабля, когда он отталкивается назад. Точно так же объекты, которые в противном случае могли бы свободно плавать внутри космического корабля, если бы он не ускорялся, "падали" на двигатели, когда он начинал ускоряться, как следствие первого закона Ньютона : плавающий объект будет оставаться в покое, в то время как космический корабль будет ускоряться по направлению к нему и показаться наблюдателю внутри этого объекта «падающим».

Чтобы имитировать искусственную гравитацию на Земле, космический корабль, использующий линейное ускорение силы тяжести, может быть построен аналогично небоскребу с его двигателями в качестве нижнего «пола». Если космический корабль будет ускоряться со скоростью 1 g - гравитационное притяжение Земли, - люди внутри будут вдавлены в корпус с той же силой и, таким образом, смогут ходить и вести себя так, как если бы они были на Земле.

Эта форма искусственной гравитации желательна, потому что она может функционально создать иллюзию гравитационного поля, которое является однородным и однонаправленным по всему космическому кораблю, без необходимости в больших вращающихся кольцах, поля которых могут быть неоднородными, не однонаправленными по отношению к космическому кораблю. , и требуют постоянного вращения. Это также имело бы преимущество относительно высокой скорости: космический корабль, ускоряющийся со скоростью 1 g, 9,8 м / с ² , в течение первой половины полета , а затем замедляющийся в течение второй половины, мог бы достичь Марса в течение нескольких дней. ^[19] Точно так же гипотетическое космическое путешествие с постоянным ускорением в 1 g в течение одного года могло бы достичь релятивистских скоростей.и позволить совершить путешествие до ближайшей звезды, Проксимы Центавра . Таким образом, малоимпульсное, но долгосрочное линейное ускорение было предложено для различных межпланетных миссий. Например, даже тяжелые (100 тонн ) грузовые грузы на Марс могут быть доставлены на Марс за 27 месяцев и сохранят примерно 55 процентов массы аппарата НОО по прибытии на орбиту Марса, обеспечивая низкий градиент силы тяжести для космического корабля в течение всего времени. путешествие. ^[20]

Однако эта форма гравитации не лишена проблем. В настоящее время единственные практические двигатели, которые могут приводить судно в движение достаточно быстро, чтобы развивать скорость, сравнимую с гравитационным притяжением Земли, требуют ракет с химической реакцией , которые выбрасывают реакционную массу для достижения тяги, и, таким образом, ускорение может длиться только до тех пор, пока у судна есть топливо . Судну также необходимо будет постоянно ускоряться и с постоянной скоростью, чтобы поддерживать гравитационный эффект, и, таким образом, у него не будет гравитации в неподвижном состоянии, и он может испытывать значительные колебания перегрузки, если судно будет ускоряться выше или ниже 1 g.. Кроме того, для путешествий из пункта в пункт, таких как транзиты Земля-Марс, судам необходимо будет постоянно ускоряться в течение половины пути, выключать двигатели, выполнять разворот на 180 °, повторно активировать двигатели, а затем начинать замедление по направлению к цели. место назначения, требующее, чтобы все внутри судна испытало невесомость и, возможно, было закреплено на время переворота.

Двигательная установка с очень высоким удельным импульсом (то есть с хорошей эффективностью использования реактивной массы, которую необходимо носить с собой и использовать для движения в пути) могла бы ускоряться более медленно, создавая полезные уровни искусственной гравитации в течение длительных периодов времени. Примеры можно найти в различных электрических силовых установках. Двумя примерами этой длительной, малой тяги и высокоимпульсной двигательной установки, которые либо практически используются на космических кораблях, либо планируются для использования в ближайшем будущем в космосе, являются двигатели на эффекте Холла и магнитоплазменные ракеты с регулируемым удельным импульсом (VASIMR). Оба обеспечивают очень высокий удельный импульс.но относительно низкая тяга по сравнению с более типичными ракетами с химической реакцией. Таким образом, они идеально подходят для длительных запусков, которые обеспечили бы ограниченное количество, но долгосрочное, миллиграммовое искусственное гравитационное поле в космическом корабле. ^{[ необходима цитата ]}

В ряде научно-фантастических сюжетов ускорение используется для создания искусственной силы тяжести для межзвездных космических кораблей, приводимых в движение еще теоретическими или гипотетическими средствами.

Этот эффект линейного ускорения хорошо изучен и обычно используется для управления криогенной жидкостью 0 g для послестусковых (последующих) запусков в космос ракет разгонных ступеней . ^[21]

Американские горки , особенно запускаемые американские горки или те, которые полагаются на электромагнитную тягу , могут обеспечивать линейное ускорение «силы тяжести», как и транспортные средства с относительно высоким ускорением, такие как спортивные автомобили . Линейное ускорение можно использовать для обеспечения времени на американских горках и других аттракционах.

Невесомость / левитация [ править ]

Этот раздел может отклоняться от темы статьи . Пожалуйста, помогите улучшить этот раздел или обсудите эту проблему на странице обсуждения . ( Май 2019 г. )

Диамагнетизм [ править ]

Эффект, подобный гравитации, может быть создан диамагнетизмом . Для этого нужны магниты с чрезвычайно мощными магнитными полями. Такие устройства были способны левитировать не больше, чем маленькую мышь ^[22], создавая поле 1 g, чтобы нейтрализовать поле Земли.

Достаточно мощные магниты требуют либо дорогостоящих криогенных устройств, чтобы поддерживать их сверхпроводимость, либо нескольких мегаватт мощности. ^[23]

С такими чрезвычайно сильными магнитными полями безопасность использования для людей неясна. ^{[ необходимая цитата ]} Кроме того, это потребует отказа от любых ферромагнитных или парамагнитных материалов вблизи сильного магнитного поля, необходимого для очевидного диамагнетизма.

Установки, использующие диамагнетизм, могут оказаться применимыми для лабораторий, моделирующих условия низкой гравитации здесь, на Земле. ^{[ оригинальное исследование? ]} Мышь левитировала против земного притяжения, создавая условия, похожие на микрогравитацию . Более низкие силы также могут быть созданы для имитации условий, подобных лунной или марсианской гравитации, с помощью небольших модельных организмов .

Параболический полет [ править ]

«Невесомое чудо» - это прозвище самолета НАСА, который летает по параболическим траекториям и на короткое время обеспечивает практически невесомую среду, в которой можно тренировать астронавтов , проводить исследования и снимать кинофильмы. Параболическая траектория создает вертикальное линейное ускорение, которое соответствует ускорению силы тяжести, давая нулевое ускорение на короткое время, обычно 20–30 секунд, за которым следует примерно 1,8 g в течение аналогичного периода. Прозвище Vomit Comet также используется для обозначения укачивания, которое часто испытывают пассажиры самолета во время этих параболических траекторий. Такие самолеты с уменьшенной гравитацией в настоящее время эксплуатируются несколькими организациями по всему миру.

Нейтральная плавучесть [ править ]

Нейтральная плавучесть Laboratory (NBL) является астронавт учебного центра в Sonny Carter учебного центра в NASA Johnson Space Center в Хьюстоне, штат Техас . ^[24] NBL - это большой закрытый бассейн с водой, самый большой в мире ^[25], в котором астронавты могут выполнять моделируемые задачи выхода в открытый космос при подготовке к космическим полетам. NBL содержит полноразмерные макеты грузового отсека космического челнока , полезной нагрузки полета и Международной космической станции (МКС). ^[26]

Принцип нейтральной плавучести используется для моделирования невесомости космоса. ^[24] Космонавтов в костюмах опускают в бассейн с помощью мостового крана, и их вес регулируется водолазами, поддерживающими их, так, чтобы они не испытывали выталкивающей силы и момента вращения вокруг своего центра масс . ^[24] Костюмы, которые носят в NBL, ниже рейтинга полностью летных костюмов EMU, подобных тем, которые используются на космических шаттлах и Международной космической станции.

Резервуар NBL имеет длину 202 фута (62 м), ширину 102 фута (31 м) и глубину 40 футов 6 дюймов (12,34 м) и вмещает 6,2 миллиона галлонов (23,5 миллиона литров) воды. ^{[26] [27]} Водолазы дышат найтроксом во время работы в резервуаре. ^{[28] [29]}

Нейтральная плавучесть в бассейне - это не невесомость , поскольку органы равновесия во внутреннем ухе по-прежнему ощущают направление силы тяжести вверх-вниз. Кроме того, вода оказывает значительное сопротивление . ^[30] Как правило, эффекты перетаскивания минимизируются за счет медленного выполнения задач в воде. Еще одно различие между моделированием нейтральной плавучести в бассейне и фактическим выходом в открытый космос во время космического полета заключается в том, что температура бассейна и условия освещения поддерживаются постоянными.

Спекулятивные или вымышленные механизмы [ править ]

В научной фантастике искусственная гравитация (или отмена гравитации) или «парагравитация» ^{[31] [32]} иногда присутствует в космических кораблях, которые не вращаются и не ускоряются. В настоящее время не существует подтвержденной техники, которая могла бы моделировать гравитацию, кроме реальной массы или ускорения. За годы существования такого устройства было много претензий. Евгений Подклетнов , российский инженер, с начала 1990-х годов утверждал, что создал такое устройство, состоящее из вращающегося сверхпроводника, создающего мощное « гравитомагнитное поле», но не было никакой проверки или даже отрицательных результатов от третьих лиц. В 2006 году исследовательская группа, финансируемая ЕКАутверждал, что создано аналогичное устройство , которое продемонстрировало положительные результаты для производства gravitomagnetism, хотя оно произведено только 0,0001 г . ^[33] Этот результат не был воспроизведен.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме искусственной гравитации .

• Список рецензируемых статей по искусственной гравитации
• TEDx говорят об искусственной гравитации
• Калькулятор вращающейся искусственной гравитации
• Обзор искусственной гравитации в научной фантастике и космической науке
• Java-симуляция искусственной гравитации НАСА
• Центр исследования переменной силы тяжести (xGRF) , концепция с привязанными вращающимися спутниками, возможно, с расширяемым модулем Bigelow и отработанной верхней ступенью в качестве противовеса.