Искусственная гравитация - Artificial gravity

Близнецы 11 Операции на привязи Agena
Предложил Наутилус-Х Демонстрационная концепция центрифуги Международной космической станции, 2011 г.

Искусственная гравитация (иногда называемый псевдогравитация) является созданием инерционная сила который имитирует эффекты гравитационный сила, обычно вращение.[1] Искусственная гравитация, или вращательная сила тяжести, таким образом, появление центробежная сила в вращающаяся система отсчета (передача центростремительное ускорение через нормальная сила в невращающейся системе отсчета), в отличие от силы, испытываемой в линейное ускорение, что по принцип эквивалентности неотличима от силы тяжести. В более общем смысле «искусственная гравитация» может также относиться к эффекту линейного ускорения, например с помощью ракетный двигатель.[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 полет человека в космос к неблагоприятному последствия для здоровья, вызванные длительной невесомостью. Однако в настоящее время нет практических применений искусственной гравитации для человека в космическом пространстве из-за опасений по поводу размера и стоимости космического корабля, необходимого для создания полезной центростремительная сила сравнимо с напряженностью гравитационного поля на Земле (g).[3]Ученые обеспокоены влиянием такой системы на внутреннее ухо пассажиров. Беспокойство вызывает то, что использование центростремительной силы для создания искусственной гравитации вызовет нарушения во внутреннем ухе, что приведет к тошноте и дезориентации. Неблагоприятные последствия могут оказаться для пассажиров невыносимыми.[требуется медицинская цитата ]

Центростремительная сила

Дальнейшая информация: Абсолютное вращение и Аргумент ведра
Космическая станция искусственной гравитации. Концепция НАСА 1969 года. Недостатком является то, что астронавты будут ходить взад и вперед между более высокой гравитацией около концов и более низкой гравитацией около центра.

Искусственную гравитацию можно создать с помощью центростремительная сила. Для движения любого объекта по круговой траектории требуется центростремительная сила, направленная к центру поворота. В контексте вращающейся космической станции это нормальная сила обеспечивается корпусом космического корабля, который действует как центростремительная сила. Таким образом, сила «гравитации», которую испытывает объект, центробежная сила воспринимается в вращающаяся система отсчета как указывающие «вниз» в сторону корпуса. Третий закон Ньютона значение маленький грамм (воспринимаемое ускорение «вниз») равно по величине и противоположно направлению центростремительного ускорения.

Механизм

Шары во вращающемся космическом корабле

От точка зрения людей, вращающихся со средой обитания, искусственная гравитация посредством вращения ведет себя в некотором роде аналогично нормальной гравитации, но со следующими отличиями:

  • Центробежная сила меняется 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 физика задействована, 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 (а движение в противоположном направлении уменьшит ее) до такой степени, что это должно вызвать проблемы.
  • В Эффект Кориолиса дает кажущуюся силу, действующую на объекты, движущиеся относительно вращающейся системы отсчета. Эта кажущаяся сила действует под прямым углом к ​​движению и оси вращения и стремится искривлять движение в направлении, противоположном вращению среды обитания. Если космонавт внутри вращающейся среды с искусственной гравитацией, движущейся к оси вращения или от нее, они почувствуют силу, толкающую их к направлению вращения или от направления вращения. Эти силы действуют на внутреннее ухо и могут вызвать головокружение, тошнота и дезориентация. Увеличение периода вращения (более низкая скорость вращения) уменьшает силу Кориолиса и ее эффекты. Принято считать, что на 2 об / мин или меньше, никаких побочных эффектов от сил Кориолиса возникать не будет, хотя было показано, что люди адаптируются к скоростям до 23 об / мин.[4] Пока неизвестно, может ли очень длительное воздействие высоких уровней силы Кориолиса повысить вероятность привыкания. Эффекты сил Кориолиса, вызывающие тошноту, также могут быть смягчены путем ограничения движения 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 электрический двигатель и противовес, такой как колесо реакции или, возможно, другая жилая площадь, вращающаяся 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 крутящие моменты приведет к сближению скоростей вращения (а также к вращению неподвижных частей), что потребует использования двигателей и мощности для компенсации потерь из-за трения.
  • Проходимая граница раздела между частями станции, вращающимися относительно друг друга, требует больших герметичных осевых уплотнений.
Формулы

куда:

р = Радиус от центра вращения
а = Искусственная гравитация
Т = Период вращения космического корабля

Скорость в об / мин для центрифуги заданного радиуса для достижения заданной силы перегрузки

Полет человека в космос

Инженерные проблемы создания вращающегося космического корабля сравнительно скромны по сравнению с любым другим предлагаемым подходом.[оригинальное исследование? ] Теоретические конструкции космических аппаратов с использованием искусственной гравитации имеют множество вариантов с присущими им проблемами и преимуществами. Формула для центростремительная сила означает, что радиус вращения растет пропорционально квадрату периода вращения космического аппарата, поэтому удвоение периода требует четырехкратного увеличения радиуса вращения. Например, для производства стандартная сила тяжести, ɡ0 = 9.80665 РС2 при периоде вращения космического корабля 15 с радиус вращения должен быть 56 м (184 фута), в то время как период 30 с потребует, чтобы он составлял 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 средствами для быстрой передачи балласт от одной секции к другой, в противном случае даже небольшие сдвиги массы могут вызвать существенное смещение оси космического корабля, что приведет к опасному «колебанию». Одним из возможных решений было бы спроектировать водопроводную систему космического корабля для этой цели с использованием питьевой воды. воды и / или сточные воды в качестве балласта.

Пока неизвестно, приносит ли воздействие высокой силы тяжести в течение коротких периодов такую ​​же пользу для здоровья, как постоянное воздействие нормальной силы тяжести. Также неизвестно, насколько эффективны низкие уровни гравитации для противодействия неблагоприятному влиянию невесомости на здоровье. Искусственная гравитация при 0,1грамм а период вращения космического корабля 30 с потребует радиуса всего 22 м (72 фута). Аналогичным образом, на радиусе 10 м потребуется период чуть более 6 с для создания стандартной силы тяжести (в бедрах; сила тяжести будет на 11% выше у ног), а 4,5 с - для создания 2грамм. Если кратковременное воздействие высокой силы тяжести может свести на нет вредное воздействие невесомости, тогда небольшую центрифугу можно использовать в качестве зоны для упражнений.

Близнецы миссии

В Близнецы 11 миссия попыталась создать искусственную гравитацию, вращая капсулу вокруг Автомобиль-мишень Agena к которому он был прикреплен 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 замедленных движений. болас.[5]Результирующая сила была слишком мала, чтобы ее мог почувствовать любой из астронавтов, но наблюдалось движение объектов к «полу» капсулы.[6]В Близнецы 8 миссия 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

Для межпланетных путешествий на Марс предложили искусственную гравитацию

Искусственная гравитация была предложена в качестве решения различных рисков для здоровья, связанных с космическими полетами.[7] В 1964 г. Советский космическая программа полагала, что человек не может прожить в космосе более 14 дней из-за опасений, что сердце и кровеносный сосуд не сможет приспособиться к условиям невесомости.[8] В конечном итоге этот страх оказался необоснованным, поскольку космические полеты продолжались до 437 дней подряд.[9] с миссиями на борту Международной космической станции, обычно продолжающимися 6 месяцев. Однако вопрос о безопасности человека в космосе действительно положил начало исследованию физических последствий длительного пребывания в невесомости. В июне 1991 г. Spacelab Life Sciences 1 полет провел 18 экспериментов на двух мужчинах и двух женщинах в течение девяти дней. В условиях отсутствия гравитации был сделан вывод, что реакция белые кровяные клетки и мышца масса уменьшилась. Кроме того, в течение первых 24 часов пребывания в невесомости объем крови уменьшилось 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, т.е. частота сердцебиения поднимается, падение артериальное давление возникает и снижается способность упражнение.[10]

Искусственная гравитация, благодаря ее способности имитировать поведение силы тяжести на теле человека было предложено как один из самых всеобъемлющих способов борьбы с физические эффекты присущие невесомости. Другие меры, которые были предложены в качестве симптоматического лечения, включают упражнения, диету и костюмы пингвина. 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 космические путешественники никогда не столкнутся с невесомостью или связанными с ней побочными эффектами.[1] Особенно в современном шестимесячном путешествии в Марс рекомендуется воздействие искусственной гравитации в непрерывной или периодической форме, чтобы предотвратить крайнее истощение астронавтов во время путешествия.[7]

Предложения

Вращающийся космический корабль Марса - концепция НАСА 1989 года.

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 экипажа.[12]
  • Многоцелевой космический корабль (MMSEV): 2011 г. НАСА предложение о длительном пилотируемом космическом транспортном средстве; он включал вращательную искусственную гравитацию космическая среда обитания предназначен для улучшения здоровья экипажа до шести человек, выполняющих миссии продолжительностью до двух лет. В кольцо тора центрифуга будет использовать как стандартный металлический каркас, так и надувной конструкции космического корабля и обеспечит 0,11 0.69грамм если построен с диаметром 40 футов (12 м).[13][14]
  • Демонстрация 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 обеспечило бы от 0,08 до 0,51 г частичная гравитация. Эта центрифуга для испытаний и оценки могла бы стать модулем сна для экипажа МКС.[13]
Взгляд художника на TEMPO³ на орбите.
  • Марс Директ: План пилотируемого Марс миссия создана инженерами НАСА Роберт Зубрин и Дэвид Бейкер в 1990 г., позже расширенный в книге Зубрина 1996 г. Дело Марса. «Марсианский Habitat Unit», который будет доставлять астронавтов на Марс, чтобы присоединиться к ранее запущенному «Earth Return Vehicle», имел бы искусственную гравитацию, создаваемую во время полета путем привязки отработанной верхней ступени ракеты-носителя к Habitat Unit и установки их оба вращаются вокруг общей оси.[15]
  • Предлагаемый Tempo3 Миссия вращает две половинки космического корабля, соединенные тросом, чтобы проверить возможность моделирования гравитации во время полета на Марс с экипажем.[16]
  • В Марсианский гравитационный биоспутник была предложена миссия, предназначенная для изучения воздействия искусственной гравитации на млекопитающих. Искусственное гравитационное поле 0,38 грамм (эквивалентно Марс Поверхностная сила тяжести) должна была создаваться вращением (32 об / мин, радиус около 30 см). Пятнадцать мышей облетели бы Землю (Низкая околоземная орбита ) на пять недель, а затем приземлиться живым.[17] Однако 24 июня 2009 года программа была отменена из-за отсутствия финансирования и изменения приоритетов НАСА.[18]

Проблемы с реализацией

Некоторые из причин того, что искусственная гравитация сегодня не используется в космический полет вернуться к проблемам, присущим выполнение. Один из реалистичных методов создания искусственной гравитации - это 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 точки зрения 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 относительно того, как лучше всего изначально установить вращательное движение, не нарушая стабильности орбиты всего космического корабля. На данный момент нет корабля, достаточно массивного, чтобы соответствовать требованиям ротации и затратам, связанным с постройкой, обслуживанием и запуск такие поделки обширны.[3]

В целом, учитывая ограниченное воздействие на здоровье более коротких космических полетов, а также высокую стоимость исследование, применение искусственной гравитации часто приводит к задержке роста и спорадический.[1][10]

В научной фантастике

Основная статья: Искусственная гравитация (художественная литература) § Вращательная гравитация

В нескольких научно-фантастических романах, фильмах и сериалах использовалась искусственная гравитация. В кино 2001: Космическая одиссея вращающаяся центрифуга в Открытие космический корабль обеспечивает искусственную гравитацию. В романе Марсианин, то Гермес искусственная гравитация достигается за счет космического корабля; в нем используется кольцевая структура, на периферии которой действуют силы около 40% силы тяжести Земли, аналогичные гравитации Марса. Фильм Межзвездный особенности космического корабля, названного Выносливость который может вращаться вокруг своей центральной оси, создавая искусственную гравитацию, управляемую ретро-двигателями корабля.

Центрифуги

Основные статьи: Центрифуга, перегрузка, и Тренировка с высокой перегрузкой

Тренировка с высокой перегрузкой выполняется авиаторами и космонавтами, которые подвергаются высоким уровням ускорения (G) в центрифугах большого радиуса. Он предназначен для предотвращения g-индуцированная потеря сознания (сокращенно G-LOC ), ситуация, когда грамм-силы отвести кровь от мозга до такой степени, чтобы сознание потерян. Инциденты потери сознания из-за ускорения привели к несчастным случаям со смертельным исходом в самолетах, способных выдерживать высокие нагрузки.грамм на значительные периоды времени.

В парк развлечений, маятник едет и центрифуги обеспечить вращающую силу. Американские горки также делайте это, когда они проходят через отжимания, неровности или петли. При движении по холму время, когда ощущается нулевая или отрицательная гравитация, называется эфирное время, или «эфирное время», которое можно разделить на «воздушное время поплавка» (для невесомости) и «воздушное время эжектора» (для отрицательной гравитации).[оригинальное исследование? ]

Линейное ускорение

Дальнейшая информация: Принцип эквивалентности

Линейное ускорение даже на низком уровне может обеспечить достаточное перегрузка чтобы обеспечить полезные преимущества. Космический корабль, находящийся при постоянном ускорении по прямой линии, будет создавать впечатление силы тяжести в направлении, противоположном ускорению. Это «притяжение», которое может привести к «падению» незакрепленного объекта на корпус космического корабля, на самом деле является проявлением инерции объектов внутри космического корабля в соответствии с Первый закон Ньютона. Кроме того, «гравитация», которую ощущает объект, прижатый к корпусу космического корабля, представляет собой просто силу реакции объекта на корпусе, реагирующую на силу ускорения корпуса на объект, в соответствии с третьим законом Ньютона и чем-то похожим на воздействие на объект, прижатый к корпусу космического корабля, вращающегося, как описано выше. В отличие от искусственной гравитации, основанной на вращении, линейное ускорение создает вид гравитационного поля, которое одновременно является однородным по всему космическому кораблю и не имеет недостатка в виде дополнительных фиктивных сил.

Немного химический реактивные ракеты может, по крайней мере, временно обеспечить ускорение, достаточное для преодоления гравитации Земли, и, таким образом, обеспечить линейное ускорение для имитации силы тяжести Земли. Однако поскольку все такие ракеты обеспечивают это ускорение за счет выброса реакционная масса такое ускорение будет временным, пока не будет израсходован ограниченный запас ракетного топлива.

Тем не менее, постоянное линейное ускорение желательно, поскольку помимо создания искусственной силы тяжести оно теоретически могло бы обеспечить относительно короткое время полета вокруг Солнечной системы. Например, если техника движения способна поддерживать 1грамм непрерывного ускорения, космический корабль ускорялся (а затем замедлялся во второй половине пути) на 1грамм достигнет Марс в течение нескольких дней.[19] Точно так же гипотетический космическое путешествие с постоянным ускорением из 1грамм за один год достигнет релятивистские скорости и позволить совершить путешествие к ближайшей звезде и обратно, Проксима Центавра.

Таким образом, малоимпульсное, но долгосрочное линейное ускорение было предложено для различных межпланетных миссий. Например, даже тяжелые (100 тонна ) полезные грузы на Марс могут быть доставлены на Марс в 27 месяцев и сохранить примерно 55 процентов ЛЕО масса корабля по прибытии на орбиту Марса, обеспечивающая низкий градиент силы тяжести космическому кораблю в течение всего путешествия.[20]

Двигательная установка с очень высокой удельный импульс (то есть хорошая эффективность использования реакционная масса которые необходимо брать с собой и использовать для движения в пути) может ускоряться медленнее, создавая полезный уровень искусственной гравитации в течение длительных периодов времени. Разнообразие электрическая тяга системы предоставляют примеры. Два примера этого длительного, малой тяги, высокоимпульсные двигательные установки, которые либо практически использовались на космических кораблях, либо планируются для использования в ближайшем будущем в космосе. Двигатели на эффекте Холла и Магнитоплазменные ракеты с переменным удельным импульсом (ВАСИМР). 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 ограниченные, но длительные, миллиграммовые уровни искусственной гравитации в космических кораблях.[нужна цитата ]

В ряде научно-фантастических сюжетов ускорение используется для создания искусственной гравитации для межзвездный космический корабль, движущийся пока теоретический или же гипотетический средства.

Этот эффект линейного ускорения хорошо известен и обычно используется для 0грамм управление криогенной жидкостью для послестусковых (последующих) запусков в космос верхняя ступень ракеты.[21]

Американские горки, особенно запущенные американские горки или те, кто полагается на электромагнитная тяга, может обеспечивать линейное ускорение "силы тяжести", а также транспортные средства с относительно высоким ускорением, такие как спортивные автомобили. Линейное ускорение может использоваться для обеспечения эфирное время на американских горках и других аттракционах.

Невесомость / левитация

Дальнейшая информация: Антигравитационный

Диамагнетизм

Живая лягушка левитирует внутри 32 мм. диаметр вертикальное отверстие Горький соленоид в магнитном поле около 16 теслас.

Эффект, аналогичный гравитации, может быть создан с помощью диамагнетизм. Для этого нужны магниты с чрезвычайно мощными магнитными полями. Такие устройства могли левитировать не больше маленькой мыши,[22] производство 1 грамм поле, чтобы отменить поле Земли.

Достаточно мощные магниты требуют либо дорогих криогеника сохранить их сверхпроводящий или несколько мегаватт мощности.[23]

С такими чрезвычайно сильными магнитными полями безопасность использования для людей неясна.[нужна цитата ] Кроме того, это потребовало бы отказа от любых ферромагнитный или же парамагнитный материалы 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 силы тяжести Земли, создавая состояние, подобное микрогравитация. Более низкие силы также могут быть созданы для имитации условий, аналогичных лунной или марсианской гравитации, с небольшими модельные организмы.

Параболический полет

Основная статья: Рвота комета

Невесомое чудо это прозвище самолета НАСА, который летает по параболическим траекториям и на короткое время обеспечивает практически невесомую среду для тренировок. космонавты, проводить исследования и снимать кинофильмы. Параболическая траектория создает вертикальное линейное ускорение, которое соответствует ускорению силы тяжести, давая невесомость в течение короткого времени, обычно 20–30 секунд, а затем примерно 1,8 г в течение аналогичного периода. Ник Рвота комета также используется для обозначения укачивания, которое часто испытывают пассажиры самолета во время этих параболических траекторий. Такой самолет пониженной гравитации в настоящее время эксплуатируются несколькими организациями по всему миру.

Нейтральная плавучесть

Основная статья: Лаборатория нейтральной плавучести

В Лаборатория нейтральной плавучести (NBL) - это космонавт учебный центр в учебном центре Сонни Картера в Космический центр имени Джонсона НАСА в Хьюстон, Техас.[24] NBL - это большой крытый бассейн с водой, самый большой в мире,[25] в котором космонавты могут выполнять моделирование EVA задачи по подготовке к космическим полетам. НБЛ содержит полноразмерные макеты Космический шатл грузовой отсек, полетная полезная нагрузка и Международная космическая станция (МКС).[26]

Принцип нейтральная плавучесть используется для моделирования невесомости космоса.[24] Космонавтов в костюмах опускают в бассейн с помощью мостовой кран и их вес регулируется аквалангистами, чтобы они не испытывали жизнерадостный сила и нет вращающий момент о них центр массы.[24] Костюмы, которые носят в NBL, имеют пониженный рейтинг по сравнению с полностью летными. ЭМУ костюмы, подобные тем, что используются на космических кораблях и Международной космической станции.

Бак 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] Дайверы дышат найтрокс пока работает в танке.[28][29]

Нейтральная плавучесть в бассейне не невесомость, поскольку органы равновесия во внутреннем ухе по-прежнему ощущают направление силы тяжести вверх-вниз. Кроме того, существует значительное количество тащить представлен водой.[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

Основные статьи: Искусственная гравитация (фантастика), Гравитационное экранирование, и Антигравитационный

В научной фантастике искусственная гравитация (или отмена гравитации) или «парагравитация»[31][32] иногда присутствует в космических аппаратах, 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 заявлений. Евгений Подклетнов российский инженер с начала 1990-х годов заявлял, что создал такое устройство, состоящее из вращающегося сверхпроводника, создающего мощный "гравитомагнитный поле ", но не было никакой проверки или даже отрицательных результатов от третьих лиц. В 2006 году исследовательская группа, финансируемая ЕКА утверждал, что создал подобное устройство, которое продемонстрировало положительные результаты для получения гравитомагнетизма, хотя оно произвело только 0,0001грамм.[33] Этот результат не был воспроизведен.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 13 октября 2016 г.. Получено 9 июня, 2017.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  2. ^ Штраус С (июль 2008 г.). «Космическая медицина в НАСА-АО, лаборатория нейтральной плавучести». Aviat Space Environ Med. 79 (7): 732–3. PMID  18619137.
  3. ^ а б c «Почему у нас нет искусственной гравитации?». popularmechanics.com. 3 мая 2013 г.. Получено 4 апреля, 2018.
  4. ^ Hecht, H .; Brown, E.L .; Янг, Л. Р .; и другие. (2–7 июня 2002 г.). «Адаптация к искусственной гравитации (АГ) при высоких скоростях вращения». Жизнь в космосе ради жизни на Земле. Труды «Жизнь в космосе за жизнь на Земле». 8-й Европейский симпозиум по исследованиям наук о жизни в космосе. 23-е ежегодное международное совещание по гравитационной физиологии. 23 (1): P1-5. Bibcode:2002ESASP.501..151H. PMID  14703662.
  5. ^ Гатланд, Кеннет (1976). Пилотируемый космический корабль, вторая редакция. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Макмиллан. С. 180–182. ISBN  978-0-02-542820-1.
  6. ^ Клеман Г., Букли А. (2007) Искусственная гравитация. Спрингер: Нью-Йорк
  7. ^ а б «Искусственная гравитация как средство противодействия физиологическому нарушению условий во время длительных космических полетов». 17 июня 2015 г.. Получено 4 апреля, 2018.
  8. ^ «Невесомость, препятствующая космическому выживанию». Новости науки-письмо. 86 (7): 103. 4 апреля 1964 г. JSTOR  3947769.
  9. ^ «Астронавт Пегги Уитсон устанавливает рекорд НАСА по количеству дней в космосе». npr.org. Получено 4 апреля, 2018.
  10. ^ а б c Дэвид, Леонард (4 апреля 1992 г.). «Искусственная гравитация и космические путешествия». Бионаука. 42 (3): 155–159. Дои:10.2307/1311819. JSTOR  1311819.
  11. ^ «Продолжительные космические путешествия вызывают аномалии мозга и глаз у космонавтов».
  12. ^ Крейг Х. Уильямс; Леонард А. Дудзинский; Стэнли К. Боровски; Альберт Дж. Юхас (март 2005 г.). "Реализация" 2001: Космическая одиссея ": пилотируемый ядерный термоядерный двигатель в форме сферического тора" (PDF). Кливленд, Огайо: НАСА. Получено 28 сентября, 2011.
  13. ^ а б NAUTILUS - X: Многоцелевой космический корабль В архиве 4 марта 2011 г. Wayback Machine, Марк Л. Холдерман, Коллоквиум "Будущее в космических операциях" (FISO), 2011-01-26. Проверено 31 января 2011 г.
  14. ^ НАСА НАУТИЛУС-X: многоцелевой исследовательский аппарат включает в себя центрифугу, которая будет испытана на МКС В архиве 25 февраля 2011 г. Wayback Machine, Новости RLV и космического транспорта, 2011-01-28. Проверено 31 января 2011 г.
  15. ^ «Обзор NSS: аргументы в пользу Марса». www.nss.org. Получено 4 апреля, 2018.
  16. ^ http://members.marssociety.org/TMQ/TMQ-V1-I1.pdf pg15-Том Хилл
  17. ^ Корзун, Эшли М .; Вагнер, Эрика Б .; и другие. (2007). Марсианский гравитационный биоспутник: инженерия, наука и образование. 58-я Международный астронавтический конгресс.
  18. ^ «Программа марсианских гравитационных биоспутников закрывается». www.spaceref.com. Получено 4 апреля, 2018.
  19. ^ Клеман, Жиль; Букли, Анджелиа П. (2007). Искусственная гравитация. Springer Нью-Йорк. п. 35. ISBN  978-0-387-70712-9. Выдержка со страницы 35
  20. ^ Характеристики VASIMR VX-200 и краткосрочные возможности SEP для беспилотного полета на Марс В архиве 11 марта 2011 г. Wayback Machine, Тим Гловер, Коллоквиум "Будущее космических операций" (FISO), стр. 22, 25, 2011-01-19. Проверено 1 февраля 2011 г.
  21. ^ Джон Гофф; и другие. (2009). «Реалистичные склады краткосрочного топлива» (PDF). Американский институт аэронавтики и астронавтики. Получено 7 февраля, 2011. Разработка методов манипулирования жидкостями в условиях микрогравитации, которые обычно относятся к категории, известной как обработка осевшего пороха. Исследования криогенных верхних ступеней, восходящие к Saturn S-IVB и Centaur, показали, что они обеспечивают небольшое ускорение (всего 10−4 до 10−5 g ускорения) к резервуару может заставить топливо принять желаемую конфигурацию, что позволяет выполнять многие из основных задач по обращению с криогенной жидкостью аналогично наземным операциям. Самый простой и наиболее продуманный метод оседания - это приложение тяги к космическому кораблю, заставляющее жидкость оседать на одном конце резервуара.
  22. ^ «Американские ученые левитируют мышей для изучения низкой гравитации». Рейтер. 11 сентября 2009 г.
  23. ^ "Горький соленоид 20 тесла - Архивная ссылка". 20 марта 2007 г. Архивировано с оригинал 20 марта 2007 г.. Получено 6 августа, 2013.
  24. ^ а б c Штраус, С. (июль 2008 г.). «Космическая медицина в НАСА-АО, лаборатория нейтральной плавучести». Aviat Space Environ Med. 79 (7): 732–3. PMID  18619137.
  25. ^ «Закулисное обучение». НАСА. 30 мая 2003 г.. Получено 22 марта, 2011.
  26. ^ а б Штраус, S .; Krog, R.L .; Фейвесон, A.H. (май 2005 г.). «Тренировка отряда по выходу в открытый космос и травмы космонавтов». Aviat Space Environ Med. 76 (5): 469–74. PMID  15892545. Получено 27 августа, 2008.
  27. ^ «Характеристики NBL». О НБЛ. НАСА. 23 июня 2005 г. Архивировано с оригинал 26 июня 2007 г.
  28. ^ Фитцпатрик Д.Т., Конкин Дж. (2003). «Улучшение легочной функции у работающих водолазов, дышащих найтроксом на небольшой глубине». Подводная и гипербарическая медицина. 30 (Приложение): 763–7. PMID  12862332. Архивировано из оригинал 11 августа 2011 г.. Получено 27 августа, 2008.
  29. ^ Фитцпатрик Д.Т., Конкин Дж. (Июль 2003 г.). «Улучшение легочной функции у работающих водолазов, дышащих найтроксом на небольшой глубине». Aviat Space Environ Med. 74 (7): 763–7. PMID  12862332. Получено 27 августа, 2008.
  30. ^ Пендергаст Д., Моллендорф Дж., Зампаро П., Термин А, Бушнелл Д., Пашке Д. (2005). «Влияние сопротивления на передвижение человека в воде». Подводная и гипербарическая медицина. 32 (1): 45–57. PMID  15796314. Архивировано из оригинал 9 июля 2009 г.. Получено 27 августа, 2008.
  31. ^ Орбита столкновения, 1942 по Джек Уильямсон
  32. ^ Бледно-голубая точка: Видение будущего человечества в космосе к Карл Саган, Глава 19
  33. ^ "К новой проверке общей теории относительности?". Esa.int. Архивировано из оригинал 28 декабря 2017 г.. Получено 6 августа, 2013.

внешняя ссылка