TvorenieVeda

Umelá gravitácia je a ako vytvoriť

Dokonca aj ľudia, ktorí nie sú majú záujem vo vesmíre, kedy videl film o cestovaní do vesmíru, alebo si prečítať o takých veciach v knihách. Takmer všetci títo ľudia ísť do práce lode, normálneho spánku, nemajú problémy s jedlom. To znamená, že títo - fiktívne - Loď má umelú gravitáciu. Väčšina poslucháčov vníma ako niečo úplne prirodzeného, a v skutočnosti to nie je pravda.

umelá gravitácia

Takže hovoríme zmenu (v oboch smeroch), poznáme gravitácia použitím rôznych metód. A to sa deje nielen v prácach beletrie, ale vo veľmi reálnych pozemských situácií, najčastejšie pre experimenty.

V teórii, vytvorenie umelej gravitácie nevyzerá tak ťažké. Napríklad, môžete znova vytvoriť pomocou zotrvačnosti, presnejšie, odstredivú silu. Potreba tohto moc nevzniklo včera - to sa stalo, akonáhle ľudia začali snívať o dlhodobých kozmických letov. Tvorba umelé gravitácie v kozme umožní vyhnúť sa mnohých problémov, ktoré vyplývajú z dĺžky doby v stave beztiaže. Astronauti rastú slabé svaly, kosti stávajú slabšie. Cestovanie v týchto podmienkach mesiacov, môžete získať nejaké svalové atrofii.

Tak dnes vytváranie umelej gravitácie - úloha prvoradý význam, výskum vesmíru , bez toho aby tento výkon je nemožné.

MATERIEL

Dokonca aj tí, ktorí poznajú len úroveň fyziky učebný plán, pochopiť, že gravitácia - jeden zo základných zákonov nášho sveta: celého tela komunikovať spolu navzájom, dochádza k vzájomnej príťažlivosti / odpudzovanie. Čím väčšia telo, tým väčšia je jeho sila príťažlivosti.

Pôda na našej realite - veľmi masívny objekt. To je dôvod, prečo každý telo okolo nej priťahovaný.

Pre nás to znamená gravitačné zrýchlenie, ktorá sa zvyčajne meria v g, rovnajúcej sa 9,8 metrov za sekundu štvorcový. To znamená, že ak nohami sme nemali podporu by sme padli v pomere zvyšujúcim sa každý druhý až 9,8 metra.

Teda len gravitáciou, sme schopní vydržať, jeseň, jesť a piť normálne, pochopiť, kde vrchol, kde dno. V prípade, že príťažlivosť zmizne - budeme v stave beztiaže.

Zvlášť oboznámení s týmto fenoménom astronautmi ocitnú v priestore v stave plávajúca - voľným pádom.

Teoreticky, vedci vedia, ako vytvoriť umelú gravitáciu. Existuje niekoľko techník.

veľké množstvo

Najlogickejšie voľbou - aby sonda tak veľký, že vznikla umelú gravitáciu. Na lodi, môžete sa cítiť pohodlne, pretože budú stratené žiadna orientácia v priestore.

Bohužiaľ, táto metóda nie je reálne v súčasnej rozvojom technológií. Ak chcete vytvoriť takéto zariadenie vyžaduje príliš veľa zdrojov. Navyše, neuveriteľné množstvo energie potrebnej na jeho oživenie.

akcelerácia

Mohlo by sa zdať, že ak chcete dosiahnuť g, ktorá sa rovná zem, len je treba dať na lodi bytu (platformoobraznuyu) formu a dostať ju k pohybu kolmo k rovine s požadovaným zrýchlením. Týmto spôsobom sa získa umelá gravitácie, a - ideálne.

Avšak realita je oveľa zložitejšia.

V prvom rade je potrebné zvážiť otázku paliva. Do stanice sa neustále zrýchľuje, musíte mať nepretržité napájanie. Dokonca aj keď sa náhle objaví motor, nevyhadzujte veci, zákon zachovania energie zostáva v platnosti.

Druhým problémom je myšlienka konštantným zrýchlením. Podľa našich znalostí a fyzikálne zákony nemožno urýchliť neurčito.

Okrem toho táto doprava nie je vhodná pre výskumnú misiu, pretože musí byť neustále zrýchľoval - lietať. Nemôže zastaviť preskúmať planétu, dokonca pomaly lietať nemôže - je nutné urýchliť.

Takže je jasné, že táto umelá gravitácia nie je zatiaľ máme k dispozícii.

kolotoč

Každý vie, ako je rotácia karuselu ovplyvňuje telo. Preto je umelá gravitácia zariadenia podľa tohto princípu sa zdá byť najviac realistické.

Všetko, čo je v priemere karuselu, má tendenciu klesať z neho rýchlosťou približne rovná rýchlosti otáčania. Ukazuje sa, že v tele sila smeruje pozdĺž polomeru rotujúceho objektu. To je veľmi podobné gravitácia.

Takže to trvá loď, ktorá má valcový tvar. V takom prípade by sa otáčať okolo svojej osi. Mimochodom, umelé gravitácie na kozmickej lodi, ktorá podľa tohto princípu sa prejavuje dosť často v sci-fi filmoch.

Hlaveň tvare lode, sa otáčať okolo pozdĺžnej osi, odstredivej sily, je smer, ktorý zodpovedá polomeru objektu. Pre výpočet výsledného zrýchlenia je nutné rozdeliť sily na zemi.

S vedomím, že fyzika ľudia zisťujú, že to nie je ťažké: a = ω²R.

V tomto vzorci je výsledok výpočtu - zrýchlenie, prvá variabilná - rýchlosť uzla (merané v radiánoch za sekundu), druhý - polomer.

Podľa toho, pretože sme sa používajú na g, je potrebné správne skombinovať uhlovú rýchlosť a polomer vesmírnej dopravy.

Tento problém je osvetlený v takých filmoch ako "Intersol" "Babylon 5", "2001: Vesmírna odysea" a podobne. Vo všetkých týchto prípadoch je umelá gravitácia bližší gravitačné zrýchlenie zemskej.

Bez ohľadu na to, ako dobrý nápad, to je celkom ťažké realizovať.

metóda problému "kolotoč"

Najviditeľnejšie problém je zvýraznený "Vesmírna odysea". Radius "space nosič" je asi 8 metrov. Aby sa dosiahlo zrýchlenie 9,8, otáčanie by malo prebiehať v množstve približne 10,5 každú minútu obratu.

Ak sa tieto hodnoty prejavovať "Coriolisův efekt", čo je, že v rôznych vzdialenostiach od podlahy účinku rôznej sily. To závisí od uhlovej rýchlosti.

Ukazuje sa, že je vytvorená umelá gravitácia v kozme, ale príliš rýchla rotácie tela povedie k problémom s vnútornom uchu. To zase spôsobuje nerovnováhu, problémy s vestibulárny systém a ďalšie - podobne - výzvy.

Vznik tejto bariéry ukazuje, že tento model je veľmi nešťastné.

Môžete skúsiť ísť na zadnej strane, ako sme to urobili v románe "World-Ring". Tu je loď v tvare kruhu, ktorého polomer približné polomeru našej obežnej dráhe (asi 150 miliónov kilometrov). V tejto veľkosti, rýchlosť otáčania je dostatočná ignorovať účinok Coriolisova.

Môžeme predpokladať, že problém je vyriešený, ale nie je tomu tak. Skutočnosť, že celkový obrat štruktúry okolo svojej osi trvá 9 dní. To naznačuje, že záťaž je príliš vysoká. Aby mohol navrhnúť ich trvalé, to vyžaduje veľmi silný materiál, ktorý dnes nie sú k dispozícii. Okrem toho, že problém je množstvo materiálu a priamo stavebného procesu.

V hrách podobných subjektov, ako vo filme "Babylon 5", sú tieto problémy nejako vyriešiť: stačí, rýchlosť otáčania, Coriolis účinok nie je významná, hypoteticky možné vytvoriť takú loď.

Avšak aj tieto svety majú nevýhodu. Jeho meno - hybnosť.

Loď, sa točí okolo svojej osi, je transformovaný do obrovský gyroskop. Ako iste viete, môžete gyro mimo os je veľmi ťažké vzhľadom na momentu hybnosti. Je dôležité, aby množstvo neopustí systém. To znamená, že nastaví smer objektu bude veľmi ťažké. Avšak, taký problém môže byť vyriešený.

adresovanie

Umelá gravitácie na vesmírnej stanici k dispozícii, pokiaľ ide o podporu "O'Neill vojne." K vytvoreniu tohto konštruktu vyžaduje identické valcové nádoby, ktoré sa pripájajú pozdĺž osi. Musí sa otáčať v rôznych smeroch. Výsledkom tejto zostavy je nulový krútiaci moment, takže by nemal byť problém s dať na lodi potrebný smer.

Pokiaľ je to možné, aby sa loď polomer asi 500 metrov, potom to bude fungovať presne tak, ako by mal. V tomto prípade sa umelé gravitácie v kozme je veľmi pohodlné a vhodné pre dlhé lety na lodiach alebo vo výskumných staníc.

space Engineers

Ako vytvoriť umelú gravitáciu, je známe, že tvorcovia hry. Avšak, v tomto svete fantázie gravitácie - to nie je vzájomná príťažlivosť tiel, ale lineárne sila, navrhnutý tak, aby urýchlila položky v danom smere. Príťažlivosť tu nie je absolútna, to sa zmení, keď presmerovanie zdroj.

Umelá gravitácie na vesmírnej stanici je vytvorený pomocou špeciálneho generátora. Ona čo-rotačné uniformu a zónu generátora. Takže, v reálnom svete, ktoré boli ulovené vo vozidle, v ktorom generátor, mali by ste byť priťahovaný k telu. Avšak, hrdina hry bude klesať tak dlho, kým sa akcia neopustí perimeter zariadení.

K dnešnému dňu, umelé gravitácie v kozme, vytvorili takéto zariadenie nie je pre ľudstvo k dispozícii. Avšak aj šedovlasý Vývojári neprestávajú snívať o tom.

sférický generátor

To je realistickejší verzie zariadenia. Pri inštalácii smeru gravitačnej generátora. Vďaka tomu je možné vytvoriť stanicu, gravitácie, ktorá sa bude rovnať planetárny.

odstredivka

Dnes umelé gravitácie na Zemi sa vyskytuje v rôznych zariadeniach. sú založené prevažne na zotrvačnosti, lebo táto sila sa prejavuje u nás podobný gravitačnými efekty - telo nerozlišuje medzi tým, čo je príčinou zrýchlenia. Ako príklad možno uviesť: muž stúpajúca vo výťahu, pociťujú dopady zotrvačnosti. Fyzici: vzostup výťah prispieva k zrýchleniu voľného pádu zrýchlenie kabíny. Keď sa vráti do kokpitu meria hnutia "zisk" hmotnosť zmizne, vracia obvyklý zmysel.

Vedci už dlho záujem o umelé gravitácie. Centrifúga sa najčastejšie používa pre tieto účely. Táto metóda je vhodná nielen pre kozmické lode, ale aj pre pozemné stanice, ktoré vyžadujú, aby študovať účinky gravitácie na ľudskom tele.

Preskúmať svet, ktorý sa používa v ...

Hoci štúdia gravitácie začal z vesmíru, je veľmi krajina veda. Aj dnes boli použité úspechy v tejto oblasti, napríklad v medicíne. Zistiť, či je možné vytvoriť umelú gravitáciu na planéte, môžete ho použiť na liečbu problémov s lokomócie alebo nervového systému. Okrem toho štúdie síl podieľajú na prvom mieste na Zemi. To umožňuje astronautom vykonávať experimenty, zatiaľ čo zostane v centre pozornosti lekárov. Ďalšia vec, ktorú je umelá gravitácia vo vesmíre, nie sú ľudia schopní pomôcť astronautov v prípade núdze.

A to s ohľadom na celý stav beztiaže, že nie je možné vziať do úvahy satelit na obežnej dráhe Zeme. Tieto objekty, aj keď v menšej miere, vplyv gravitácie. Gravitačná sila, v takýchto prípadoch, tzv microgravity. Skutočná gravitácie sú testované iba stroj, letiaci konštantnou rýchlosťou vo vesmíre. Avšak, ľudské telo nie je cítiť rozdiel.

Zažiť stav beztiaže môže byť spomalená skok (predtým vrchlík sa otvorí), alebo počas parabolického poklesu lietadla. Takéto pokusy sú často dal v Spojených štátoch, ale v rovine, ktorá pocit trvá len 40 sekúnd - to je príliš malý pre plné vyšetrovanie.

V ZSSR v roku 1973 vedieť, či je možné vytvoriť umelú gravitáciu. A to nielen stvoril, ale tiež nejakým spôsobom zmenila. Pozoruhodným príkladom umelého redukčného gravitácie - suché namáčanie, ponorenie. Na dosiahnutie požadovaného účinku musí uviesť hustý film na povrchu vody. Človek je umiestnený na vrchole. Pod ťarchou tela, telo je ponorené do vody, len hlava zostáva na vrchole. Tento model ukazuje, nepodporovaný s nízkou gravitáciou, ktorá je charakteristická pre oceánu.

Nie je potreba ísť do vesmíru pociťovať dôsledky stavu beztiaže opačných síl - hypergravity. Počas vzletu a pristátia kozmickej lode, odstredivky preťaženie môžu nielen cítiť, ale tiež preskúmať.

liečba gravitácie

Gravitačné štúdie fyzika, vrátane vplyvu stavu beztiaže na ľudské telo v snahe minimalizovať následky. Avšak, veľké množstvo úspechov tejto vedy je schopný byť užitočné aj bežní obyvatelia planéty.

Great Expectations lekári priznávajú na štúdium správania svalových enzýmov v myopatie. Ide o vážne ochorenie, ktoré vedie k predčasnej smrti.

Keď aktívny pohybové aktivity v krvi zdravého človeka dostáva veľké množstvo enzýmu kreatinofosfokinazy. Dôvod tohto javu nie je jasné, že je možné, zaťaženie pôsobí na bunkovej membráne tak, že "Vyžarovacej". Pacienti s myopatiou mať rovnaký účinok bez zaťaženia. Pozorovanie pre kozmonautov ukazujú, že dodávky beztiaže aktívneho enzýmu v krvi je výrazne znížená. Toto zistenie naznačuje, že použitie ponorenie zníži negatívny dopad faktorov vedúcich k myopatiu. V súčasnej dobe robené pokusy na zvieratách.

Liečba niektorých chorôb dnes vykonáva za použitia získané v štúdii o gravitačných dát, vrátane umelé. Napríklad, neupravený mozgová obrna, mŕtvica, Parkinsonovej obleky prostredníctvom aplikácie zaťaženie. Takmer dokončená štúdia o pozitívnych účinkoch pomoci - pneumatické topánky.

Pozrite sa na Marse?

Nedávne pokroky astronauti dať nádej na realitu projektu. Má skúsenosti v oblasti lekárskej pomoci osobe sa dlhodobý pobyt ďaleko od Zeme. Priniesol mnoho výhod a výskumné misie k Mesiacu, gravitačnou silou, čo je 6 krát menší ako naše vlastné. Teraz astronauti a vedci vytýčili nový cieľ - na Mars.

Než sa prebudí, mali by ste si byť vedomí všetko za vstupenku na červenej planéte, že očakáva, že telo v prvej etape prác - na ceste. V priemere bude cesta k púštnej planéte trvať pol roka - asi 500 dní. Spoľahnite sa na ceste majú iba ich vlastnú moc, len čakať na pomoc odkiaľkoľvek.

Narušiť sily bude veľa faktorov: stres, žiarenie, absencia magnetického poľa. Najdôležitejším kritériom pre organizmus - zmeniť gravitáciu. Cestujú ľudia "zoznámiť" s niekoľkými úrovňami gravitácie. V prvom rade to preťaženie pri vzlete. Potom - stav beztiaže počas letu. Potom -. Hypogravity v cieli, to znamená, že gravitácia na Marse najmenej 40% na zemi ..

Ako sa vyrovnať s negatívnymi dôsledkami stavu beztiaže v dlhom lete? Predpokladá sa, že vývoj v oblasti umelej gravitácie pomôže riešiť tento problém v blízkej budúcnosti. Experimenty na potkanoch, ktorí cestujú "Cosmos-936", ukazujú, že táto metóda nerieši všetky problémy.

OS Skúsenosť ukázala, že je to oveľa užitočnejšie pre organizmus je schopný priniesť využitie simulátora, ktorý je schopný určiť požadovanú záťaž pre každú jednotlivú astronaut.

Aj keď sa predpokladá, že Mars letieť nielen vedcom, ale aj turistov, ktorí chcú založiť kolóniu na červenej planéte. Pre nich, aspoň spočiatku pocit, že v stave beztiaže prevažujú nad dôvodmi, prečo lekári o nebezpečenstve predĺženého pobytu v týchto podmienkach. Avšak, po niekoľkých týždňoch a potrebujú pomoc pre nich, prečo je tak dôležité, aby bolo možné nájsť spôsob, ako postaviť na kozmickej lodi umelej gravitácie.

výsledok

Aké závery môžu byť vyrobené o vytvorenie umelej gravitácie v kozme?

Zo všetkých uvažovaných možností súčasnej rotujúce konštrukcii vyzerá realistickejšie. Avšak, na základe súčasných poznatkov fyzikálnych zákonov je nemožné, pretože loď - to nie je dutý valec. Vnútri sú prekrývajúce sa bráni realizácii nápadov.

Okrem toho, že loď polomer musí byť dostatočne veľký, aby sa Coriolisova sila nie je žiadny významný účinok.

Ak chcete spravovať niečo také, to trvá valec O'Neill je uvedené vyššie, ktorý by umožnil ovládať loď. V tomto prípade sa zvyšuje šanca pre použitie takejto štruktúry pre medziplanetárne misie zaisťujúce tím komfortné úrovne gravitácie.

Predtým, než ľudstvo bude môcť previesť svoje sny do reality, chceli by sme vidieť v prácach beletrie o niečo realistickejšie a znalosti fyzikálnych zákonov.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 sk.atomiyme.com. Theme powered by WordPress.