جاذبه های مصنوعی است و چگونه برای ایجاد

حتی افرادی در فضا علاقه مند نیست، تا کنون دیده یک فیلم در مورد سفر به فضا و یا خواندن مورد چنین چیزهایی در کتاب. تقریبا همه این افراد به آثار از کشتی، خواب طبیعی بروید، با غذا خوردن ندارد. این به این معنی است که این - ساختگی - کشتی دارای جاذبه های مصنوعی. بسیاری از مخاطبان آن را درک به عنوان چیزی کاملا طبیعی، و در واقع این درست نیست.

جاذبه های مصنوعی

بنابراین ما یک تغییر (در هر دو جهت) پاسخ به ما گرانش آشنا با استفاده از روش های مختلف. و این کار انجام شود نه تنها در آثار داستانی، اما در موقعیت های زمینی بسیار واقعی، اغلب، برای آزمایش.

در تئوری، ایجاد جاذبه های مصنوعی به نظر نمی که سخت است. به عنوان مثال، شما می توانید دوباره آن را ایجاد و با استفاده از اینرسی، دقیق تر، نیروی گریز از مرکز. نیاز به این قدرت را دیروز بوجود می آیند نیست - آن را به عنوان به زودی اتفاق افتاد به عنوان مردم شروع به رویای پرواز بلند مدت فضا. ایجاد گرانش مصنوعی در فضا را می توان به جلوگیری از بسیاری از مشکلات ناشی از طول مدت زمان در وزنی. فضانوردان رشد ضعف عضلات، استخوان کمتر قوی تبدیل شده است. مسافران در این شرایط ماه، شما می توانید برخی از آتروفی عضلانی دریافت کنید.

بنابراین، امروز ایجاد گرانش مصنوعی - کار از اهمیت فوق العاده، اکتشافات فضایی بدون این شاهکار غیر ممکن است.

ساز و برگ

حتی کسانی که می دانم تنها سطح برنامه درسی فیزیک، درک کنند که گرانش - یکی از قوانین اساسی از جهان ما: تمام بدن تعامل با یکدیگر، دچار یک جاذبه متقابل / دافعه. بزرگتر بدن، بیشتر قدرت خود را از جاذبه.

زمین برای واقعیت ما - یک شیء بسیار عظیم. است که چرا هر بدن تنها در اطراف آن جلب کرد.

برای ما این معنی شتاب گرانش، که معمولا در گرم اندازه گیری، به 9.8 متر در ثانیه مربع برابر است. این به این معنی که اگر زیر پا ما حمایت ندارد، ما که در یک نرخ افزایش در هر ثانیه به 9.8 متر کاهش یافته است.

بنابراین، تنها توسط گرانش، ما قادر به ایستادگی، سقوط، خوردن و نوشیدن به طور معمول، به درک که در آن بالا، که در آن پایین. اگر جاذبه را ناپدید می شوند - ما در جاذبه صفر باشد.

سقوط آزاد - به خصوص آشنا با این پدیده فضانوردان خود را در یک فضای در حالت شناور پیدا

از لحاظ تئوری، دانشمندان می دانند که چگونه برای ایجاد گرانش مصنوعی. چندین تکنیک وجود دارد.

توده بزرگ

گزینه منطقی ترین - به فضاپیما آنقدر بزرگ است که آن را به وجود آمد جاذبه های مصنوعی. در کشتی، شما می توانید احساس راحتی، چرا که هیچ جهت گیری در فضای از دست خواهد رفت.

متاسفانه، این روش این است واقع بینانه به توسعه در حال حاضر تکنولوژی نیست. برای ساختن چنین تسهیلاتی نیاز به منابع بسیار زیادی. علاوه بر این، یک مقدار باور نکردنی از انرژی مورد نیاز برای بهبود آن است.

شتاب

به نظر می رسد که اگر شما می خواهید برای رسیدن به گرم، به زمین برابر، ما فقط نیاز به کشتی (platformoobraznuyu) فرم مسطح و آن را به حرکت عمود بر سطح با شتاب مورد نظر. به این ترتیب، جاذبه های مصنوعی به دست آمده است، و - یک ایده آل است.

با این حال، واقعیت این است که بسیار پیچیده تر.

اولین و مهمترین آن با توجه به ارزش موضوع سوخت است. به ایستگاه به طور مداوم شتاب، شما باید منبع تغذیه بدون وقفه است. حتی اگر موتور به طور ناگهانی ظاهر می شود، انجام از ماده دور نیست، قانون بقای انرژی در نیروی باقی مانده است.

مشکل دوم این ایده از شتاب ثابت است. با توجه به دانش ما و قوانین فیزیک، شما نمی توانید به طور نامحدود سرعت بخشیدن به.

علاوه بر این، این حمل و نقل مناسب برای ماموریت پژوهش نیست، از آن باید به طور مداوم شتاب - به پرواز. او نمی تواند متوقف برای کشف این سیاره، او حتی به آرامی در اطراف آن ها نمی توانند پرواز - لازم است به شتاب بگیرد.

بنابراین، روشن می شود که این جاذبه های مصنوعی است که هنوز در دسترس ما نیست.

چرخ فلک

هر کس می داند که چگونه چرخش چرخ فلک بدن تاثیر می گذارد. بنابراین، دستگاه جاذبه های مصنوعی توجه به این اصل به نظر می رسد واقع بینانه ترین.

همه این است که در قطر چرخ فلک، این امر منجر به خارج از آن قرار می گیرند در یک نرخ تقریبا سرعت چرخش برابر است. به نظر می رسد که در بدن یک نیروی کارگردانی در امتداد شعاع یک جسم دوار. این بسیار شبیه به جاذبه است.

بنابراین، آن را طول می کشد یک کشتی، داشتن یک شکل استوانه ای. در این مورد، آن را باید به دور محور خود می چرخد. در ضمن، جاذبه های مصنوعی در یک سفینه فضایی، با توجه به این اصل طراحی شده است نشان داده اغلب به اندازه کافی در فیلم های علمی تخیلی.

کشتی های بشکه ای شکل، گردان در اطراف یک محور طولی، یک نیروی گریز از مرکز، جهت که مربوط به شعاع از جسم. برای محاسبه شتاب نتیجه لازم است به تقسیم نیروی بر روی زمین.

دانستن مردم فیزیک این است دشوار نیست: A = ω²R.

در این فرمول، نتیجه محاسبه - شتاب، اولین متغیر - گره سرعت (بر حسب رادیان بر ثانیه)، دوم - شعاع.

بر این اساس، برای ما به گرم استفاده می شود، شما باید به درستی ترکیب سرعت زاویه ای و شعاع حمل و نقل فضایی است.

و دیگر: این مشکل در فیلمهایی مانند "Intersol" "بابل 5"، "اودیسه فضایی 2001" روشن شده است. در تمام این موارد، جاذبه های مصنوعی نزدیک تر به شتاب گرانشی زمین.

مهم نیست که چقدر خوب ایده، آن را به اجرا کاملا دشوار است.

روش مشکل از "چرخ فلک"

مشکل بارز ترین در "یک ادیسه فضایی" برجسته شده است. شعاع "حامل فضایی" حدود 8 متر است. به منظور به دست آوردن شتاب در 9.8، چرخش باید در نرخ حدود 10.5 هر دقیقه از گردش مالی است.

هنگامی که این ارزش آشکار "اثر کوریولیس،" این است که در فواصل مختلف از اثر کف قدرت های مختلف. آن را بر روی سرعت زاویه ای بستگی دارد.

به نظر می رسد که گرانش مصنوعی در فضا ایجاد می شود، اما گردش بسیار سریع از بدن به مشکلات با گوش داخلی منجر شود. این به نوبه خود، باعث عدم تعادل، مشکلات با سیستم دهلیزی و دیگر - مشابه - چالش.

ظهور این سد نشان می دهد که این مدل بسیار مایه تاسف است.

شما می توانید سعی کنید برای رفتن در پشت، به عنوان ما در رمان "جهان-حلقه" است. در اینجا کشتی در قالب یک حلقه که شعاع تقریبی به شعاع مدار ما (حدود 150 میلیون کیلومتر) است. در این اندازه، سرعت چرخش به چشم پوشی از اثر کوریولیس کافی است.

ما می توانیم فرض کنیم که مشکل حل شده است، اما این طوری نیست. واقعیت این است که گردش مالی کل ساختار به دور محور خود 9 روز طول می کشد. این نشان می دهد که بار بیش از حد بالا است. به منظور طراحی آن ها را حفظ، آن نیاز به یک ماده بسیار قوی، که امروز در دسترس نیست. علاوه بر این، مشکل مقدار فرآیند مواد و به طور مستقیم ایجاد شده است.

در بازی های مشابه، همانطور که در فیلم "بابل 5"، این مشکلات به نحوی حل و فصل: آن است سرعت چرخش کافی، اثر کوریولیس قابل توجه نیست، فرضی ممکن است برای ایجاد چنین یک کشتی است.

با این حال، حتی این جهان یک نقطه ضعف. نام او - حرکت.

این کشتی، گردان به دور محور خود، به یک ژیروسکوپ بزرگ تبدیل شده است. همانطور که می دانید، ایجاد ژیروسکوپ کردن محور با توجه به بسیار دشوار است حرکت زاویه ای. مهم این است که مقدار می کند سیستم را ترک کنید. این به این معنی است که تعیین جهت از جسم بسیار دشوار خواهد بود. با این حال، چنین مشکلی می تواند حل شود.

خطاب

جاذبه های مصنوعی در ایستگاه فضایی در دسترس می شود که به کمک می آید "اونیل سیلندر." برای ایجاد این ساختار نیاز به عروق استوانه ای یکسان است که در امتداد محور ارتباط برقرار کنند. آنها باید در جهات مختلف چرخانده شود. نتیجه این مونتاژ صفر حرکت زاویه ای است، بنابراین باید وجود داشته باشد با دادن کشتی جهت لازم نیست.

در صورت امکان، را به کشتی شعاع حدود 500 متر، سپس آن را همانگونه که باید کار خواهد کرد. در این مورد، جاذبه های مصنوعی در فضا کاملا راحت و مناسب برای پروازهای طولانی در کشتی ها و یا ایستگاه های تحقیقاتی است.

فضایی مهندسان

چگونه برای ایجاد گرانش مصنوعی، آن است که به سازندگان بازی شناخته شده است. با این حال، در این دنیای خیالی گرانش - آن است که یک جاذبه متقابل از بدن است، اما نیروی خطی، طراحی شده برای سرعت بخشیدن به وضعیت در یک جهت داده است. جاذبه در اینجا مطلق نیست، آن را تغییر شده است که هدایت منبع.

جاذبه های مصنوعی در ایستگاه فضایی با استفاده از یک ژنراتور خاص ایجاد شده است. او همکاری چرخشی یکنواخت و یک منطقه ژنراتور. بنابراین، در دنیای واقعی، گرفتار در خودرو که در آن یک ژنراتور، به شما خواهد بود به بدن جذب می شود. با این حال، قهرمان بازی سقوط خواهد کرد تا زمانی که عمل می کند محیط دستگاه را ترک کند.

تا به امروز، جاذبه های مصنوعی در فضا، ایجاد چنین دستگاه در دسترس به انسان است. با این حال، حتی توسعه دهندگان با موهای خاکستری آیا بس نیست به در مورد آن خواب.

ژنراتور های توپ

این یک نسخه واقعی تر از تجهیزات است. در هنگام نصب یک جهت جاذبه ژنراتور. این امکان برای ایجاد یک ایستگاه، گرانش که به سیاره ای برابر خواهد شد.

سانتریفیوژ

امروز جاذبه های مصنوعی در روی زمین انواع دستگاه های پیدا شده است. آنها بر اساس، عمدتا، در سکون، از آنجایی که این نیروی است که توسط ما احساس مشابه اثرات گرانشی - که بدن به بین چه علت شتاب تشخیص نیست. به عنوان مثال: یک مرد در حال افزایش در آسانسور، احساس اثرات اینرسی. فیزیکدانان: افزایش آسانسور می افزاید: به شتاب رایگان شتاب سقوط کابین. هنگامی که شما به جنبش کابین خلبان اندازه گیری بازگشت "افزایش" وزن از بین می رود، بازگشت به معنای معمول.

دانشمندان از مدت ها در گرانش مصنوعی بوده است. سانتریفیوژ است که اغلب برای این منظور استفاده می شود. این روش مناسب نه تنها برای فضاپیما، بلکه برای ایستگاه های زمینی، که نیاز به به منظور مطالعه اثرات گرانش بر بدن انسان است.

کاوش در جهان، مورد استفاده در ...

اگر چه مطالعه گرانش آغاز شده از فضا، آن را علوم زمین بسیار است. حتی امروز دستاوردهای در این زمینه استفاده شده است، برای مثال، در پزشکی است. دانستن اینکه آیا می توان به ایجاد گرانش مصنوعی در این سیاره است، شما می توانید آن را برای درمان مشکلات با نقل و انتقال و یا سیستم عصبی استفاده کنید. علاوه بر این، مطالعه نیروهای در وهله اول بر روی زمین است. این اجازه می دهد تا فضانوردان برای انجام آزمایش در حالی که هنوز در تمرکز از پزشکان. چیز دیگری که گرانش مصنوعی در فضا است، هیچ فرد قادر به کمک به فضانوردان در شرایط اضطراری وجود دارد.

با در نظر داشتن وزنی کامل، غیر ممکن است را به حساب یک ماهواره در مدار زمین است. این اشیاء، البته تا حد کوچک، وزن تاثیر می گذارد. نیروی گرانش، در چنین مواردی، به نام وزنی خواهد بود. گرانش واقعی فقط تست شده دستگاه، پرواز در یک سرعت ثابت در فضا. با این حال، بدن انسان تفاوت را احساس نمی کند.

تجربه بی وزنی می تواند یک پرش طولانی (قبل از تاج پوشش باز خواهد شد) و یا در طول یک هواپیمای کاهش سهموی. چنین آزمایشهایی اغلب در ایالات متحده قرار داده است، اما در یک هواپیما که احساس طول می کشد تنها 40 ثانیه - آن را برای یک تحقیق کامل خیلی کوچک است.

در اتحاد جماهیر شوروی در سال 1973 ما می دانیم آن است که آیا ممکن است برای ایجاد گرانش مصنوعی. و نه فقط آن را ایجاد، بلکه در برخی از راه تغییر کرده است. یک مثال قابل توجه از مصنوعی کاهش گرانش - فرو بردن خشک، غوطه وری است. برای رسیدن به اثر مورد نظر نیاز به قرار دادن یک فیلم متراکم در سطح آب است. مرد است که در بالای آن قرار می گیرد. تحت وزن بدن بدن را به آب غوطه ور، تنها سر در بالای باقی مانده است. این مدل پشتیبانی نشده با گرانش کم است، که مشخصه از اقیانوس نشان می دهد.

بدون نیاز به رفتن به فضا به احساس اثر نیروهای مخالف وزنی وجود دارد - hypergravity. در طول برخاست و فرود این فضاپیما، اضافه بار سانتریفیوژ نه تنها می تواند احساس، بلکه به اکتشاف.

درمان گرانش

مطالعات فیزیک گرانشی از جمله اثرات بی وزنی بر روی بدن انسان در تلاش برای به حداقل رساندن عواقب. با این حال، تعداد زیادی از دستاوردهای این علم قادر به ساکنان مفید و عادی از این سیاره است.

انتظارات بزرگ پزشکان در مطالعه رفتار آنزیم های عضلانی در میوپاتی مشورت. این یک بیماری جدی است که منجر به مرگ زودرس است.

هنگامی که فعالیت های فیزیکی فعال در خون یک فرد سالم مقدار زیادی از kreatinofosfokinazy آنزیم دریافت می کند. دلیل این پدیده مشخص نیست، ممکن است، بار بر روی غشای سلولی در چنین راهی که آن را "چکه کن" عمل می کند. بیماران مبتلا به میوپاتی رسیدن به همان بدون بارهای. مشاهدات برای فضانوردان نشان می دهد که در صفر تحویل گرانش آنزیم فعال در خون به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این یافته نشان می دهد که استفاده از غوطه ور خواهد تاثیر منفی عوامل منجر به میوپاتی را کاهش دهد. در حال حاضر آزمایش بر روی حیوانات انجام شده است.

درمان بیماری های خاص امروز انجام با استفاده از در این مطالعه از داده جاذبه، از جمله مصنوعی به دست آمده. به عنوان مثال، در صورت عدم درمان به فلج مغزی، سکته مغزی، لباس پارکینسون با استفاده از بار. کفش پنوماتیک - تقریبا مطالعه اثرات مثبت حمایت تکمیل شده است.

پرواز در مریخ است؟

پیشرفت های اخیر فضانوردان دادن امید به واقعیت این پروژه است. این تجربه در فرد حمایت های پزشکی با یک اقامت طولانی به دور از زمین است. بسیاری از مزایا و انجام عملیات تحقیقاتی به ماه، نیروی گرانش است که 6 برابر کوچکتر از خود ما به ارمغان آورد. حالا فضانوردان و دانشمندان خود را به مجموعه یک هدف جدید - به مریخ.

قبل از اینکه شما از خواب بیدار در، شما باید از همه یک بلیط به سیاره سرخ برای آگاه باشند، او انتظار دارد که بدن در اولین مرحله از کار - در جاده ها. به طور متوسط، در جاده ها به سیاره صحرا خواهد نیمی از سال را - در حدود 500 روز است. تکیه بر جاده تنها قدرت خود را، فقط برای کمک صبر کنید از هر نقطه.

تضعیف نیروهای خواهد بود بسیاری از عوامل: استرس، تابش، عدم وجود یک میدان مغناطیسی است. مهمترین آزمایش برای ارگانیسم - تغییر گرانش است. سفر مردم "آشنا" را با سطوح مختلف از گرانش است. در ابتدا این اضافه بار برخاست. پس از آن - وزنی در طول پرواز. پس از آن - Hypogravity در مقصد، این است که، به گرانش در مریخ حداقل 40 درصد از زمین ..

چگونه به مقابله با اثرات منفی وزنی در یک پرواز طولانی؟ امید است که توسعه در زمینه جاذبه های مصنوعی به این موضوع در آینده نزدیک کمک خواهد کرد. آزمایش بر روی موش، سفر با "کیهان-936" را نشان می دهد که این روش همه مشکلات را حل نمی کند.

سیستم عامل تجربه نشان داده است که آن را بسیار مفید تر برای ارگانیسم قادر به آوردن استفاده از شبیه سازی، قادر به تعیین بار مورد نیاز برای هر فضانورد فرد است.

در حالی که اعتقاد بر این است که مریخ پرواز نه تنها محققان، بلکه به گردشگران که می خواهید برای ایجاد یک مستعمره در سیاره سرخ. برای آنها، حداقل در ابتدا، احساس بودن در وزنی بیشتر از پزشکان دلایل مورد خطرات ناشی از اقامت طولانی مدت در این شرایط است. با این حال، بعد از چند هفته و نیاز به کمک به آنها چرا از آن بسیار مهم است که قادر به پیدا کردن یک راه برای ساخت در گرانش مصنوعی سفینه فضایی است.

نتایج

چه نتیجه گیری می تواند در مورد ایجاد گرانش مصنوعی در فضا ساخته شده است؟

در میان تمام گزینه های در نظر گرفته در حال حاضر به نظر می رسد چرخش طراحی واقعی تر. با این حال، تحت درک فعلی ما از قوانین فیزیکی غیر ممکن است، زیرا کشتی - این است که یک استوانه توخالی است. در داخل آن وجود دارد با هم تداخل دارند مانع اجرای ایده های.

علاوه بر این، کشتی شعاع باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا اثر کوریولیس هیچ اثر قابل توجهی است.

برای مدیریت چیزی شبیه به آن، آن را به سیلندر اونیل بالا ذکر شد، که باعث می شود این امکان را به کنترل کشتی. در این مورد، شانس افزایش برای استفاده از چنین ساختار برای ماموریت بین سیاره تضمین تیم یک سطح راحت از گرانش است.

قبل از انسان قادر به ترجمه رویاهای خود را به واقعیت خواهد بود، ما می خواهم برای دیدن در آثار داستانی کمی واقعی تر و دانش بیشتر از قوانین فیزیک است.