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如何在太空中实现人工引力?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-06-18 09:07:17

    目前我们有两种不同的方法来模拟我们可以建造的航天器中的重力。

    第一个也是最直接的技术是简单地加速你的飞船在旅行的方向,以一个速率给你你需要的效果。这个的优点是简单,因为您只是构建工艺好像总是坐在发射台,和只经验0G中点的航行时旋转约180度,开始平等减速燃烧,这样你到达你的目的地好轨道速度。这个简单而优雅的解决方案只有一个小问题,那就是我们没有远程驱动系统能够给一个显著的加速效果,除了极短的距离。使用这种方法进行星际旅行是完全不可能的,除非我们创造出比任何画板上的东西都有效几个数量级的东西。(如果我们有这样的驱动系统,我们还能获得光速的相当一部分的速度,那就太棒了)

    这使得第二种选择成为唯一可行的解决方案,在这种情况下,加速度效应不是由驱动系统提供的,而是由一个旋转矢量提供的,使得重力等效于飞船的外壁上。这也是一个简单的解决方案,但它的概念中确实存在一些固有的问题。当你使用向心加速度作为模拟正常重力的手段时,你致力于建造一个实质性的结构,以避免负面影响,如不同距离旋转中心的不同“G”力,科里奥利力的应用在里面的物体上。

    研究表明,任何半径小于100米或每分钟速度超过3转的物体都会产生严重的晕动病,使大多数人身体虚弱。如果飞行器的半径大于500米,或者转速小于1转/分,那么大多数人会感到非常舒适,因为此时不利变量“G”和科里奥利效应已经足够扩散。

    如果你想在没有真正巨大的引擎的情况下快速到达某个地方,这就会阻碍你的设计,因为你的飞船现在直径至少有1公里,重达数千吨。但是如果你不着急或者只是想要一个像这样的轨道栖息地,这是可行的。

如何在太空中实现人工引力?

    清洁费用将是可怕的,而且你的宇航员也不是很有用,因为他们大部分时间都是头朝下呆在马桶里。

    一个有用的方程是:

    这个公式用来计算飞船必须有多大,以及它旋转得多快才能达到预期的重力。T=一完整公转的时间周期,R=航天器旋转截面的半径,a=产生的加速度(9。8m/s2=1G)。

    还有另一种不需要建造巨大结构就能实现旋转重力的方法,那就是利用传统的航天器用桁架或缆索连接在一起,然后“将它们旋转起来”,以提供与巨大的轮子或圆柱体相同的效果。你会得到这样的结果;

如何在太空中实现人工引力?

它可能看起来不漂亮,但它确实在没有大量质量的情况下提供了人工引力。在航向修正和导航方面,它可能有点笨拙,但我可以看到一个设计,控制推进器和导航传感器被安置在“中心”,并使用计算机来补偿旋转速度。

直到我们发明出某种神秘的驱动力,它能在几百万秒内产生特定的冲动,而不是仅仅在几百秒内。看起来,旋转似乎是唯一可行的方法。
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