B.V. Ο Rauschenbach, ο συμπολεμιστής του Korolev, μίλησε για το πώς του ήρθε η ιδέα να δημιουργήσει τεχνητή βαρύτητα σε ένα διαστημόπλοιο: στα τέλη του χειμώνα του 1963, ο επικεφαλής σχεδιαστής, που καθάρισε το μονοπάτι από το χιόνι κοντά στο σπίτι του στην οδό Ostankinskaya, είχε μια θεοφάνεια, θα έλεγε κανείς. Χωρίς να περιμένει τη Δευτέρα, κάλεσε τον Ράουσενμπαχ, που έμενε εκεί κοντά, και σύντομα μαζί άρχισαν να «καθαρίζουν το δρόμο» προς το διάστημα για μεγάλες πτήσεις.
Η ιδέα, όπως συμβαίνει συχνά, αποδείχθηκε απλή. πρέπει να είναι απλό, διαφορετικά τίποτα δεν μπορεί να λειτουργήσει στην πράξη.

Για να συμπληρώσετε την εικόνα. Μάρτιος 1966, Αμερικανοί στο Gemini 11:

Στις 11:29 π.μ., το Gemini 11 αποσυνδέθηκε από το Agena. Τώρα αρχίζει η διασκέδαση: πώς θα συμπεριφέρονται δύο αντικείμενα που συνδέονται με ένα καλώδιο; Στην αρχή, ο Conrad προσπάθησε να εισαγάγει τη σύνδεση στη βαρυτική σταθεροποίηση - έτσι ώστε ο πύραυλος να κρέμεται από κάτω, το πλοίο από πάνω και το καλώδιο να είναι τεντωμένο.
Ωστόσο, δεν κατέστη δυνατή η απομάκρυνση 30 μέτρων χωρίς να προκληθούν ισχυροί κραδασμοί. Στις 11:55 προχωρήσαμε στο δεύτερο μέρος του πειράματος - "τεχνητή βαρύτητα". Ο Κόνραντ εισήγαγε τον σύνδεσμο σε περιστροφή. Στην αρχή το καλώδιο τεντώθηκε κατά μήκος μιας καμπύλης γραμμής, αλλά μετά από 20 λεπτά ίσιωσε και η περιστροφή έγινε αρκετά σωστή. Ο Conrad αύξησε την ταχύτητά του σε 38 °/min και μετά το δείπνο σε 55 °/min, δημιουργώντας βάρος 0,00078 g. Δεν μπορούσες να το νιώσεις «στην αφή», αλλά τα πράγματα σιγά-σιγά στάθηκαν στο κάτω μέρος της κάψουλας. Στις 14:42, μετά από τρεις ώρες περιστροφής, ο πείρος εκτοξεύτηκε και ο Δίδυμος απομακρύνθηκε από τον πύραυλο.

Μπορεί να μην σας ενδιαφέρει το διάστημα, αλλά πιθανότατα έχετε διαβάσει για αυτό σε βιβλία, έχετε δει σε ταινίες και παιχνίδια. Στα περισσότερα έργα, κατά κανόνα, είναι παρούσα η βαρύτητα - δεν της δίνουμε σημασία και τη θεωρούμε δεδομένη. Μόνο που αυτό δεν είναι αλήθεια.

Οι ογκώδεις προσελκύουν ισχυρότερους, οι μικρότεροι πιο αδύναμοι.

Υλικό

Η Γη είναι ακριβώς ένα τόσο τεράστιο αντικείμενο. Επομένως, άνθρωποι, ζώα, κτίρια, δέντρα, λεπίδες χόρτου, ένα smartphone ή ένας υπολογιστής - τα πάντα έλκονται από τη Γη. Έχουμε συνηθίσει σε αυτό και ποτέ δεν σκεφτόμαστε κάτι τόσο μικρό.

Η κύρια επίδραση της βαρύτητας της Γης σε εμάς είναι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας, γνωστή και ως g. Είναι ίσο με 9,8 m/s². Οποιοδήποτε σώμα απουσία στήριξης θα επιταχύνει εξίσου προς το κέντρο της Γης, κερδίζοντας 9,8 μέτρα ταχύτητας κάθε δευτερόλεπτο.

Χάρη σε αυτό το εφέ, στεκόμαστε ίσια στα πόδια μας, διακρίνουμε μεταξύ «πάνω» και «κάτω», ρίχνουμε πράγματα κ.λπ. Αφαιρέστε τη βαρύτητα της Γης και όλες οι συνήθεις ενέργειες θα ανατραπούν.

Αυτό είναι περισσότερο γνωστό στους αστροναύτες που περνούν σημαντικό μέρος της ζωής τους στον ISS. Ξαναμάθουν πώς να πίνουν, να περπατούν και να αντιμετωπίζουν βασικές ανάγκες.

Να μερικά παραδείγματα.

Ταυτόχρονα, στις αναφερόμενες ταινίες, τηλεοπτικές σειρές, παιχνίδια και άλλες επιστημονικές φαντασίες, η βαρύτητα στα διαστημόπλοια «απλώς υπάρχει». Οι δημιουργοί δεν εξηγούν καν από πού προήλθε - και αν το κάνουν, δεν είναι πειστικό. Κάποιο είδος «γεννήτριων βαρύτητας», η αρχή λειτουργίας των οποίων είναι άγνωστη. Αυτό δεν διαφέρει από το "απλώς είναι" - είναι καλύτερα να μην το εξηγήσετε καθόλου σε αυτήν την περίπτωση. Είναι πιο ειλικρινές.

Θεωρητικά μοντέλα τεχνητής βαρύτητας

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι δημιουργίας τεχνητής βαρύτητας.

Πολλή μάζα

Η πρώτη (και πιο «σωστή») επιλογή είναι να μεγεθύνετε το πλοίο, να το κάνετε πολύ ογκώδες. Τότε η βαρυτική αλληλεπίδραση θα δώσει το απαιτούμενο αποτέλεσμα.

Αλλά η μη πραγματικότητα αυτής της μεθόδου είναι προφανής: ένα τέτοιο πλοίο απαιτεί πολλή ύλη. Και κάτι πρέπει να γίνει για την ομοιόμορφη κατανομή του βαρυτικού πεδίου.

Σταθερή επιτάχυνση

Εφόσον χρειάζεται να επιτύχουμε μια σταθερή βαρυτική επιτάχυνση 9,8 m/s², γιατί να μην κάνουμε το διαστημόπλοιο με τη μορφή μιας πλατφόρμας που θα επιταχύνει κάθετα στο επίπεδό του με αυτό το ίδιο g;

Με αυτόν τον τρόπο θα επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα - αλλά υπάρχουν αρκετά προβλήματα.

Πρώτα, πρέπει να πάρετε καύσιμο από κάπου για να εξασφαλίσετε σταθερή επιτάχυνση. Και ακόμα κι αν κάποιος έρθει ξαφνικά με έναν κινητήρα που δεν απαιτεί την εκπομπή ύλης, ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας δεν θα εξαφανιστεί πουθενά.

Δεύτερον, το πρόβλημα έγκειται στην ίδια τη φύση της σταθερής επιτάχυνσης. Οι φυσικοί μας νόμοι λένε: δεν μπορείς να επιταχύνεις για πάντα. Η θεωρία της σχετικότητας λέει το αντίθετο.

Ακόμα κι αν το πλοίο αλλάζει περιοδικά κατεύθυνση, για να παρέχει τεχνητή βαρύτητα πρέπει να πετάει συνεχώς κάπου. Δεν κρέμεται κοντά σε πλανήτες. Εάν το πλοίο σταματήσει, η βαρύτητα θα εξαφανιστεί.

Άρα ούτε αυτή η επιλογή μας ταιριάζει.

Καρουζέλ καρουζέλ

Και εδώ αρχίζει η διασκέδαση. Όλοι γνωρίζουν πώς λειτουργεί το καρουζέλ - και τι επιπτώσεις βιώνει ένα άτομο σε αυτό.

Ό,τι βρίσκεται πάνω του τείνει να ξεπηδά ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής. Από την πλευρά του καρουζέλ, αποδεικνύεται ότι όλα επηρεάζονται από μια δύναμη που κατευθύνεται κατά μήκος της ακτίνας. Κάτι αρκετά «βαρύτητα».

Χρειαζόμαστε λοιπόν ένα πλοίο σε σχήμα βαρελιού που θα περιστρέφεται γύρω από τον διαμήκη άξονά του. Τέτοιες επιλογές είναι αρκετά συνηθισμένες στην επιστημονική φαντασία.

Όταν περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα, δημιουργείται μια φυγόκεντρη δύναμη που κατευθύνεται κατά μήκος της ακτίνας. Διαιρώντας τη δύναμη με τη μάζα, παίρνουμε την επιθυμητή επιτάχυνση.

Όλα αυτά υπολογίζονται χρησιμοποιώντας έναν απλό τύπο:

A=ω²R,

όπου a είναι η επιτάχυνση, R είναι η ακτίνα περιστροφής και ω είναι η γωνιακή ταχύτητα που μετράται σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο (ένα ακτίνιο είναι περίπου 57,3 μοίρες).

Τι χρειαζόμαστε για μια κανονική ζωή σε ένα φανταστικό διαστημικό καταδρομικό; Ένας συνδυασμός της ακτίνας του πλοίου και της γωνιακής ταχύτητας, του οποίου η παράγωγος θα δώσει τελικά 9,8 m/s².

Κάτι παρόμοιο έχουμε δει σε πολλά έργα: «2001: A Space Odyssey» του Stanley Kubrick, η σειρά «Babylon 5», «Interstellar» του Nolan, το μυθιστόρημα «Ringworld» του Larry Niven, το σύμπαν των παιχνιδιών Halo .

Σε όλα αυτά, η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι περίπου ίση με g - όλα είναι λογικά. Ωστόσο, και αυτά τα μοντέλα έχουν προβλήματα.

Προβλήματα καρουζέλ

Το πιο προφανές πρόβλημα είναι ίσως πιο εύκολο να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της Οδύσσειας του Διαστήματος. Η ακτίνα του πλοίου είναι περίπου 8 μέτρα - για να επιτευχθεί επιτάχυνση ίση με g, απαιτείται γωνιακή ταχύτητα περίπου 1,1 rad/s. Αυτό είναι περίπου 10,5 στροφές ανά λεπτό.

Με τέτοιες παραμέτρους, το "φαινόμενο Coriolis" τίθεται σε ισχύ - σε διαφορετικά "ύψη" από το πάτωμα, διαφορετικές δυνάμεις ενεργούν σε κινούμενα σώματα. Και εξαρτάται από τη γωνιακή ταχύτητα.

Έτσι στον εικονικό μας σχεδιασμό δεν μπορούμε να περιστρέψουμε το πλοίο πολύ γρήγορα γιατί θα προκαλέσει ξαφνικές πτώσεις και προβλήματα αιθουσαίας οδού. Και λαμβάνοντας υπόψη τον τύπο της επιτάχυνσης, δεν μπορούμε να αντέξουμε οικονομικά μια μικρή ακτίνα του πλοίου.

Επομένως, το μοντέλο «Οδύσσεια του Διαστήματος» δεν είναι πλέον απαραίτητο. Το πρόβλημα είναι περίπου το ίδιο με τα πλοία στο Interstellar, αν και εκεί δεν είναι όλα τόσο εμφανή με τους αριθμούς.

Το δεύτερο πρόβλημα βρίσκεται στην άλλη πλευρά του φάσματος. Στο μυθιστόρημα Ringworld του Larry Niven, το πλοίο είναι ένας γιγάντιος δακτύλιος με ακτίνα περίπου ίση με την ακτίνα της τροχιάς της Γης (1 AU ≈ 149 εκατομμύρια km). Έτσι, περιστρέφεται με αρκετά ικανοποιητική ταχύτητα, ώστε ένα άτομο να μην παρατηρήσει το φαινόμενο Coriolis.

Φαίνεται ότι όλα ταιριάζουν μεταξύ τους, αλλά υπάρχει ένα πρόβλημα και εδώ. Μια περιστροφή θα διαρκέσει 9 ημέρες, γεγονός που θα δημιουργήσει τεράστιες υπερφορτώσεις με τέτοια διάμετρο δακτυλίου. Αυτό απαιτεί πολύ ισχυρό υλικό. Αυτή τη στιγμή, η ανθρωπότητα δεν μπορεί να δημιουργήσει μια τόσο ισχυρή δομή - για να μην αναφέρουμε το γεγονός ότι κάπου χρειάζεται να πάρεις τόση ύλη και να χτίσεις τα πάντα.

Στην περίπτωση του Halo ή του Babylon 5, όλα τα προηγούμενα προβλήματα φαίνεται να απουσιάζουν: η ταχύτητα περιστροφής είναι επαρκής ώστε το φαινόμενο Coriolis να μην έχει αρνητικό αντίκτυπο και είναι δυνατό να κατασκευαστεί ένα τέτοιο πλοίο (υποθετικά).

Αλλά αυτοί οι κόσμοι έχουν και τα μειονεκτήματά τους. Το όνομά του είναι γωνιακή ορμή.

Περιστρέφοντας το πλοίο γύρω από τον άξονά του, το μετατρέπουμε σε ένα γιγάντιο γυροσκόπιο. Και είναι δύσκολο να εκτραπεί το γυροσκόπιο από τον άξονά του λόγω της γωνιακής ορμής, η ποσότητα της οποίας πρέπει να διατηρηθεί στο σύστημα. Αυτό σημαίνει ότι θα είναι δύσκολο να πετάξεις κάπου προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αλλά αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί.

Θα έπρεπε να είναι

Αυτή η λύση ονομάζεται "κύλινδρος O'Neill": παίρνουμε δύο πανομοιότυπα κυλινδρικά πλοία, συνδεδεμένα κατά μήκος ενός άξονα και το καθένα περιστρέφεται προς τη δική του κατεύθυνση. Ως αποτέλεσμα, έχουμε μηδενική συνολική γωνιακή ορμή και δεν θα πρέπει να υπάρχουν προβλήματα με την κατεύθυνση του πλοίου στη σωστή κατεύθυνση.

Με ακτίνα πλοίου 500 μέτρα ή περισσότερο (όπως στο Babylon 5), όλα θα πρέπει να λειτουργούν όπως θα έπρεπε.

Συμπέρασμα

Ποια συμπεράσματα μπορούμε να βγάλουμε για την εφαρμογή της τεχνητής βαρύτητας στα διαστημόπλοια;

Από όλες τις επιλογές, η πιο ρεαλιστική είναι η περιστρεφόμενη δομή, στην οποία η «προς τα κάτω» δύναμη παρέχεται από την κεντρομόλο επιτάχυνση. Είναι αδύνατο να δημιουργηθεί τεχνητή βαρύτητα σε ένα πλοίο με επίπεδες παράλληλες δομές όπως καταστρώματα, δεδομένης της σύγχρονης κατανόησης των νόμων της φυσικής.

Η ακτίνα του περιστρεφόμενου πλοίου πρέπει να είναι επαρκής ώστε το φαινόμενο Coriolis να είναι αμελητέα για τον άνθρωπο. Καλά παραδείγματα από φανταστικούς κόσμους είναι τα ήδη αναφερθέντα Halo και Babylon 5.

Για να ελέγξετε τέτοια πλοία, πρέπει να κατασκευάσετε έναν κύλινδρο O'Neill - δύο "βαρέλια" που περιστρέφονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις για να εξασφαλίσετε μηδενική συνολική γωνιακή ορμή για το σύστημα. Αυτό θα επιτρέψει τον επαρκή έλεγχο του διαστημικού σκάφους - μια πολύ ρεαλιστική συνταγή για την παροχή άνετων συνθηκών βαρύτητας στους αστροναύτες.

Και μέχρι να καταφέρουμε να φτιάξουμε κάτι τέτοιο, θα ήθελα οι συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας να δίνουν μεγαλύτερη προσοχή στον φυσικό ρεαλισμό στα έργα τους.

Τοποθετήστε ένα άτομο στο διάστημα, μακριά από τους βαρυτικούς δεσμούς της επιφάνειας της γης, και θα βιώσει έλλειψη βαρύτητας. Κι όμως μας έδειξαν στην τηλεόραση ότι το πλήρωμα ενός διαστημόπλοιου περπατάει αρκετά επιτυχημένα με τα πόδια στο πάτωμα. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται τεχνητή βαρύτητα, που δημιουργήθηκε από εγκαταστάσεις σε ένα φανταστικό πλοίο. Πόσο κοντά είναι αυτό στην πραγματική επιστήμη;


Ο καπετάνιος Γκάμπριελ Λόρκα στη γέφυρα του Discovery κατά τη διάρκεια μιας εικονικής μάχης με τους Κλίνγκον. Ολόκληρο το πλήρωμα έλκεται από την τεχνητή βαρύτητα, και αυτό είναι, σαν να λέγαμε, ήδη κανόνας.

Σχετικά με τη βαρύτητα. Η μεγάλη ανακάλυψη του Αϊνστάιν ήταν η αρχή της ισοδυναμίας: με ομοιόμορφη επιτάχυνση, το πλαίσιο αναφοράς δεν διακρίνεται από το βαρυτικό πεδίο. Εάν βρισκόσασταν σε έναν πύραυλο και δεν μπορούσατε να δείτε το σύμπαν από το παράθυρο, δεν θα είχατε ιδέα τι συνέβαινε: σας τραβούσε η βαρύτητα προς τα κάτω ή ο πύραυλος επιτάχυνε προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση; Αυτή ήταν η ιδέα που οδήγησε στη γενική θεωρία της σχετικότητας. Μετά από 100 χρόνια, αυτή είναι η πιο ακριβής περιγραφή της βαρύτητας και της επιτάχυνσης που γνωρίζουμε.


Η πανομοιότυπη συμπεριφορά μιας μπάλας που πέφτει στο πάτωμα σε έναν πύραυλο κατά την πτήση (αριστερά) και στη Γη (δεξιά) καταδεικνύει την αρχή της ισοδυναμίας του Αϊνστάιν.

Υπάρχει ένα άλλο κόλπο, όπως γράφει ο Ethan Siegel, που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αν θέλουμε: μπορούμε να κάνουμε το διαστημόπλοιο να περιστρέφεται. Αντί για γραμμική επιτάχυνση (όπως η ώθηση ενός πυραύλου), η κεντρομόλος επιτάχυνση μπορεί να λειτουργήσει έτσι ώστε το άτομο που βρίσκεται στο σκάφος να αισθάνεται το εξωτερικό σώμα του διαστημικού σκάφους να τον σπρώχνει προς το κέντρο. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιήθηκε το 2001: A Space Odyssey, και αν το διαστημόπλοιό σας ήταν αρκετά μεγάλο, η τεχνητή βαρύτητα δεν θα μπορούσε να διακριθεί από την πραγματική βαρύτητα.
Υπάρχει μόνο ένα πράγμα. Αυτοί οι τρεις τύποι επιτάχυνσης - βαρυτική, γραμμική και περιστροφική - είναι οι μόνοι που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να προσομοιώσουμε τα αποτελέσματα της βαρύτητας. Και αυτό είναι ένα τεράστιο πρόβλημα για ένα διαστημόπλοιο.


Η ιδέα του 1969 του σταθμού, που υποτίθεται ότι θα συναρμολογηθεί σε τροχιά από τα ολοκληρωμένα στάδια του προγράμματος Apollo. Ο σταθμός έπρεπε να περιστρέφεται γύρω από τον κεντρικό άξονά του για να δημιουργήσει τεχνητή βαρύτητα.

Γιατί; Γιατί αν θέλετε να πάτε σε άλλο σύστημα αστέρων, θα πρέπει να επιταχύνετε το πλοίο σας για να φτάσετε εκεί και στη συνέχεια να το επιβραδύνετε μόλις φτάσετε. Εάν δεν μπορείτε να προστατευθείτε από αυτές τις επιταχύνσεις, σας περιμένει καταστροφή. Για παράδειγμα, για να επιταχυνθεί σε πλήρη ορμή στο Star Trek, σε ένα ποσοστό μερικών τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός, θα πρέπει να βιώσει μια επιτάχυνση 4000 g. Αυτή είναι 100 φορές η επιτάχυνση, η οποία αρχίζει να εμποδίζει τη ροή του αίματος στο σώμα.


Η εκτόξευση του διαστημικού λεωφορείου Columbia το 1992 έδειξε ότι η επιτάχυνση συμβαίνει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η επιτάχυνση του διαστημικού σκάφους θα είναι πολλές φορές μεγαλύτερη και το ανθρώπινο σώμα δεν θα μπορεί να το αντιμετωπίσει.

Εκτός αν θέλετε να είστε χωρίς βάρος κατά τη διάρκεια ενός μεγάλου ταξιδιού - για να μην υποβάλλετε τον εαυτό σας σε τρομερή βιολογική φθορά όπως η απώλεια μυών και οστικής μάζας - πρέπει να υπάρχει μια συνεχής δύναμη στο σώμα. Για οποιαδήποτε άλλη δύναμη αυτό είναι αρκετά εύκολο να γίνει. Στον ηλεκτρομαγνητισμό, για παράδειγμα, θα μπορούσε κανείς να τοποθετήσει ένα πλήρωμα σε μια αγώγιμη καμπίνα και πολλά εξωτερικά ηλεκτρικά πεδία απλώς θα εξαφανίζονταν. Θα ήταν δυνατό να τοποθετηθούν δύο παράλληλες πλάκες μέσα και να δημιουργηθεί ένα σταθερό ηλεκτρικό πεδίο που ωθεί τα φορτία προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.
Αν η βαρύτητα λειτουργούσε με τον ίδιο τρόπο.
Απλώς δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως αγωγός βαρύτητας, ούτε είναι δυνατόν να προστατευτείτε από τη βαρυτική δύναμη. Είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένα ομοιόμορφο βαρυτικό πεδίο σε μια περιοχή του χώρου, για παράδειγμα μεταξύ δύο πλακών. Γιατί; Διότι σε αντίθεση με την ηλεκτρική δύναμη που παράγεται από θετικά και αρνητικά φορτία, υπάρχει μόνο ένας τύπος βαρυτικού φορτίου, και αυτός είναι η μάζα-ενέργεια. Η βαρυτική δύναμη πάντα έλκει, και δεν υπάρχει διαφυγή από αυτήν. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μόνο τρεις τύπους επιτάχυνσης - βαρυτική, γραμμική και περιστροφική.


Η συντριπτική πλειονότητα των κουάρκ και των λεπτονίων στο Σύμπαν αποτελείται από ύλη, αλλά καθένα από αυτά έχει επίσης αντισωματίδια από αντιύλη, η βαρυτική μάζα των οποίων δεν έχει προσδιοριστεί.

Ο μόνος τρόπος που θα μπορούσε να δημιουργηθεί τεχνητή βαρύτητα που θα σας προστατεύσει από τις επιπτώσεις της επιτάχυνσης του πλοίου σας και θα σας παρείχε συνεχή "προς τα κάτω" ώθηση χωρίς επιτάχυνση θα ήταν αν ξεκλειδώνατε σωματίδια μάζας αρνητικής βαρύτητας. Όλα τα σωματίδια και τα αντισωματίδια που έχουμε βρει μέχρι τώρα έχουν θετική μάζα, αλλά αυτές οι μάζες είναι αδρανειακές, που σημαίνει ότι μπορούν να κριθούν μόνο όταν το σωματίδιο δημιουργηθεί ή επιταχυνθεί. Η αδρανειακή μάζα και η βαρυτική μάζα είναι ίδιες για όλα τα σωματίδια που γνωρίζουμε, αλλά δεν έχουμε δοκιμάσει ποτέ την ιδέα μας σε αντιύλη ή αντισωματίδια.
Επί του παρόντος, διεξάγονται πειράματα σε αυτόν τον τομέα. Το πείραμα ALPHA στο CERN δημιούργησε αντιυδρογόνο: μια σταθερή μορφή ουδέτερης αντιύλης και εργάζεται για να την απομονώσει από όλα τα άλλα σωματίδια. Εάν το πείραμα είναι αρκετά ευαίσθητο, θα είμαστε σε θέση να μετρήσουμε πώς ένα αντισωματίδιο εισέρχεται σε ένα βαρυτικό πεδίο. Εάν πέσει κάτω, όπως η συνηθισμένη ύλη, τότε έχει θετική βαρυτική μάζα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ενός αγωγού βαρύτητας. Αν πέσει προς τα πάνω σε ένα βαρυτικό πεδίο, αλλάζει τα πάντα. Μόνο ένα αποτέλεσμα και η τεχνητή βαρύτητα θα μπορούσε ξαφνικά να γίνει δυνατή.


Η δυνατότητα απόκτησης τεχνητής βαρύτητας είναι απίστευτα ελκυστική για εμάς, αλλά βασίζεται στην ύπαρξη αρνητικής βαρυτικής μάζας. Η αντιύλη μπορεί να είναι μια τέτοια μάζα, αλλά δεν το έχουμε αποδείξει ακόμα.

Εάν η αντιύλη έχει αρνητική βαρυτική μάζα, τότε δημιουργώντας ένα πεδίο κανονικής ύλης και ένα ανώτατο όριο αντιύλης, θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε ένα τεχνητό πεδίο βαρύτητας που θα σας τραβούσε πάντα προς τα κάτω. Δημιουργώντας ένα βαρυτικά αγώγιμο κέλυφος με τη μορφή του κύτους του διαστημικού μας σκάφους, θα προστατεύαμε το πλήρωμα από τις δυνάμεις της εξαιρετικά γρήγορης επιτάχυνσης που διαφορετικά θα ήταν θανατηφόρα. Και το καλύτερο από όλα, οι άνθρωποι στο διάστημα δεν θα βίωναν πλέον τις αρνητικές φυσιολογικές επιπτώσεις που μαστίζουν τους αστροναύτες σήμερα. Αλλά μέχρι να βρούμε ένα σωματίδιο με αρνητική βαρυτική μάζα, η τεχνητή βαρύτητα θα λαμβάνεται μόνο λόγω της επιτάχυνσης.

Το κείμενο της εργασίας αναρτάται χωρίς εικόνες και τύπους.
Η πλήρης έκδοση του έργου είναι διαθέσιμη στην καρτέλα «Αρχεία εργασίας» σε μορφή PDF

Στόχοι και στόχοι της μελέτης

Σκοπός της ερευνητικής μου εργασίας είναι να εξετάσω μια τέτοια θεμελιώδη αλληλεπίδραση όπως η βαρύτητα, τα φαινόμενα της και το πρόβλημα των διαστημικών οικισμών με τεχνητή βαρύτητα, να εξετάσω τα χαρακτηριστικά της χρήσης διαφόρων τύπων κινητήρων για τη δημιουργία τεχνητής βαρύτητας, να αναπτύξω ιδέες για τη ζωή στο διάστημα σε συνθήκες τεχνητής βαρύτητας και για την επίλυση προβλημάτων που προκύπτουν κατά τη δημιουργία αυτού του έργου, η ενσωμάτωση διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας προηγμένων τεχνολογιών για την επίλυση των προβλημάτων της τεχνητής βαρύτητας.

Η συνάφεια της έρευνας.

Οι διαστημικοί οικισμοί είναι ένας τύπος διαστημικού σταθμού όπου ένα άτομο θα μπορούσε να ζήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα ή ακόμα και μια ζωή. Για να δημιουργήσετε τέτοιους οικισμούς, πρέπει να σκεφτείτε όλες τις απαραίτητες συνθήκες για βέλτιστη δραστηριότητα ζωής - ένα σύστημα υποστήριξης ζωής, τεχνητή βαρύτητα, προστασία από διαστημικές επιρροές κ.λπ. Και παρόλο που είναι αρκετά δύσκολο να υλοποιηθούν όλες οι προϋποθέσεις, αρκετοί συγγραφείς και μηχανικοί επιστημονικής φαντασίας έχουν ήδη δημιουργήσει αρκετά έργα που, ίσως, θα δημιουργήσουν καταπληκτικούς διαστημικούς οικισμούς στο μέλλον.

Σημασία και καινοτομία της έρευνας.

Η τεχνητή βαρύτητα είναι ένας πολλά υποσχόμενος τομέας για έρευνα, γιατί θα παρέχει μακροχρόνια παραμονή στο διάστημα και τη δυνατότητα πτήσεων στο διάστημα μεγάλων αποστάσεων. Η κατασκευή διαστημικών οικισμών θα μπορούσε να προσφέρει κεφάλαια για περαιτέρω εξερεύνηση. Εάν ξεκινήσουμε ένα πρόγραμμα διαστημικού τουρισμού, το οποίο θα είναι πολύ ακριβή απόλαυση, οι διαστημικές εταιρείες θα λάβουν μια πρόσθετη ροή χρηματοδότησης και η έρευνα μπορεί να πραγματοποιηθεί προς όλες τις κατευθύνσεις, χωρίς να περιορίζεται από δυνατότητες.

Βαρύτητα. Βαρυτικά φαινόμενα. Βαρύτητα.

Η βαρύτητα είναι ένας από τους τέσσερις τύπους θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων, ή με άλλα λόγια - μια τέτοια ελκτική δύναμη που κατευθύνεται προς το κέντρο μάζας οποιουδήποτε αντικειμένου και προς το κέντρο μάζας ενός συμπλέγματος αντικειμένων. όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα, τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρύτητα. Καθώς απομακρύνεστε από ένα αντικείμενο, η δύναμη έλξης προς αυτό τείνει στο μηδέν, αλλά υπό ιδανικές συνθήκες δεν εξαφανίζεται ποτέ καθόλου. Δηλαδή, αν φανταστούμε ένα απόλυτο κενό χωρίς ούτε ένα επιπλέον σωματίδιο οποιασδήποτε προέλευσης, τότε σε αυτόν τον χώρο οποιαδήποτε αντικείμενα που έχουν έστω και μια απειροελάχιστη μάζα, απουσία άλλων εξωτερικών δυνάμεων, θα έλκονται μεταξύ τους σε οποιαδήποτε απείρως απόσταση. απόσταση.

Στις χαμηλές ταχύτητες, η βαρύτητα περιγράφεται από τη Νευτώνεια μηχανική. Και σε ταχύτητες συγκρίσιμες με την ταχύτητα του φωτός, τα βαρυτικά φαινόμενα περιγράφονται από το SRT

Α. Αϊνστάιν.

Στο πλαίσιο της Νευτώνειας μηχανικής, η βαρύτητα περιγράφεται από τον νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας, ο οποίος δηλώνει ότι δύο σημειακά (ή σφαιρικά) σώματα έλκονται μεταξύ τους με δύναμη ευθέως ανάλογη με το γινόμενο των μαζών αυτών των σωμάτων, αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους και ενεργώντας κατά μήκος της ευθείας που συνδέει αυτά τα σώματα.

Στην προσέγγιση της υψηλής ταχύτητας, η βαρύτητα εξηγείται από την ειδική σχετικότητα, η οποία έχει δύο αξιώματα:

Η αρχή της σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία δηλώνει ότι τα φυσικά φαινόμενα συμβαίνουν εξίσου σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς.

Η αρχή της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός, η οποία δηλώνει ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή (αντίθετα με τον νόμο της πρόσθεσης ταχυτήτων).

Για την περιγραφή της βαρύτητας, έχει αναπτυχθεί μια ειδική επέκταση της θεωρίας της σχετικότητας, η οποία επιτρέπει την καμπυλότητα του χωροχρόνου. Ωστόσο, η δυναμική ακόμη και στο πλαίσιο του STR μπορεί να περιλαμβάνει βαρυτική αλληλεπίδραση, εφόσον το δυναμικό βαρυτικού πεδίου είναι πολύ μικρότερο. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι το STR παύει να λειτουργεί στην κλίμακα ολόκληρου του Σύμπαντος, απαιτώντας αντικατάσταση από GTR.

Βαρυτικά φαινόμενα.

Το πιο εντυπωσιακό βαρυτικό φαινόμενο είναι η έλξη. Υπάρχει επίσης ένα άλλο φαινόμενο που σχετίζεται με τη βαρύτητα - η έλλειψη βαρύτητας.

Χάρη στις βαρυτικές δυνάμεις, περπατάμε στη γη και ο πλανήτης μας υπάρχει, όπως ολόκληρο το Σύμπαν. Τι θα συμβεί όμως αν φύγουμε από τον πλανήτη; Θα ζήσουμε ένα από τα πιο φωτεινά βαρυτικά φαινόμενα - την έλλειψη βαρύτητας. Η έλλειψη βαρύτητας είναι μια κατάσταση του σώματος κατά την οποία δεν ασκούνται άλλες δυνάμεις εκτός από τις βαρυτικές δυνάμεις ή οι δυνάμεις αυτές αντισταθμίζονται.

Οι αστροναύτες που μένουν στον ISS βρίσκονται σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας, γεγονός που επηρεάζει αρνητικά την υγεία τους. Κατά τη μετάβαση από τις συνθήκες της βαρύτητας της γης σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας (κυρίως, όταν ένα διαστημόπλοιο μπαίνει σε τροχιά), οι περισσότεροι αστροναύτες βιώνουν μια αντίδραση οργανισμού που ονομάζεται σύνδρομο προσαρμογής στο διάστημα. Όταν ένα άτομο μένει στο διάστημα για μεγάλο χρονικό διάστημα (πάνω από μια εβδομάδα), η έλλειψη βαρύτητας αρχίζει να προκαλεί ορισμένες αλλαγές στο σώμα που είναι αρνητικές. Η πρώτη και πιο προφανής συνέπεια της έλλειψης βαρύτητας είναι η ταχεία ατροφία των μυών: οι μύες στην πραγματικότητα αποκλείονται από την ανθρώπινη δραστηριότητα, με αποτέλεσμα όλα τα φυσικά χαρακτηριστικά του σώματος να επιδεινώνονται. Επιπλέον, η συνέπεια μιας απότομης μείωσης της δραστηριότητας του μυϊκού ιστού είναι η μείωση της κατανάλωσης οξυγόνου του σώματος και λόγω της προκύπτουσας περίσσειας αιμοσφαιρίνης, η δραστηριότητα του μυελού των οστών, που τη συνθέτει, μπορεί να μειωθεί. Υπάρχει επίσης λόγος να πιστεύουμε ότι η περιορισμένη κινητικότητα διαταράσσει τον μεταβολισμό του φωσφόρου στα οστά, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της αντοχής τους.

Για να απαλλαγούμε από τις αρνητικές επιπτώσεις της έλλειψης βαρύτητας είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί τεχνητή βαρύτητα στο διάστημα.

Τεχνητή βαρύτητα και διαστημικοί οικισμοί. Πρώιμες έρευνες του 20ου αιώνα.

Ο Tsiolkovsky πρότεινε τη θεωρία των αιθερικών οικισμών, που ήταν ένας τόρος που περιστρέφεται αργά γύρω από τον άξονά του. Αλλά εκείνη την εποχή τέτοιες ιδέες ήταν ουτοπία και όλα τα έργα του έμειναν σε σκίτσα.

Το πρώτο έργο που αναπτύχθηκε προτάθηκε από τον Αυστριακό επιστήμονα Hermann Nordrung το 1928. Ήταν επίσης ένας σταθμός σε σχήμα τόρου, που περιελάμβανε μονάδες κατοίκησης, μια γεννήτρια ισχύος και μια μονάδα αστρονομικού παρατηρητηρίου.

Το επόμενο έργο προτάθηκε από τον Wernher von Braun, έναν κορυφαίο ειδικό στο αμερικανικό διαστημικό πρόγραμμα· ήταν επίσης ένας σταθμός σε σχήμα τόρου όπου οι άνθρωποι θα ζούσαν και θα εργάζονταν σε δωμάτια που συνδέονται σε έναν μεγάλο διάδρομο. Το έργο του Werner ήταν μια από τις προτεραιότητες της NASA μέχρι την εμφάνιση του έργου Skylab στη δεκαετία του '60.

Το Skylab, ο πρώτος και μοναδικός εθνικός τροχιακός σταθμός των ΗΠΑ, προοριζόταν για τεχνολογική, αστροφυσική, ιατρική και βιολογική έρευνα, καθώς και για παρατήρηση της Γης. Εκτοξεύτηκε στις 14 Μαΐου 1973, φιλοξένησε τρεις αποστολές Apollo από τον Μάιο του 1973 έως τον Φεβρουάριο του 1974, τέθηκε εκτός τροχιάς και κατέρρευσε στις 11 Ιουλίου 1979.

Περαιτέρω, το 1965, η Αμερικανική Εταιρεία Διαστήματος πρότεινε ότι το ιδανικό σχήμα για διαστημικούς οικισμούς θα ήταν ένας τόρος, καθώς όλες οι μονάδες βρίσκονται μαζί, η δύναμη βαρύτητας θα έχει μια μέγιστη τιμή. Το πρόβλημα της τεχνητής βαρύτητας φαινόταν σε μεγάλο βαθμό λυμένο.

Το επόμενο έργο προτάθηκε από τον Gerard O'Neill, οραματίστηκε τη δημιουργία αποικιών, για τις οποίες προτείνεται η χρήση δύο γιγάντιων κυλίνδρων, που περικλείονται σε ένα πλαίσιο και περιστρέφονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Αυτοί οι κύλινδροι περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους με ταχύτητα περίπου 0,53 στροφών ανά λεπτό, εξαιτίας της οποίας δημιουργείται στην αποικία η δύναμη της βαρύτητας που είναι γνωστή στους ανθρώπους.

Το 1975, ο Parker παρουσίασε ένα έργο για τη δημιουργία μιας αποικίας με διάμετρο 100 m και μήκος 1 km, που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 400.000 km από τη Γη και τη Σελήνη και έχει σχεδιαστεί για 10.000 άτομα. Η περιστροφή γύρω από τον διαμήκη άξονα με ταχύτητα 1 περιστροφής ανά 21 δευτερόλεπτα θα δημιουργήσει μια βαρύτητα κοντά σε αυτή της Γης.

Το 1977, ο ερευνητής του Ερευνητικού Κέντρου Έιμς της NASA, Richard Johnson, και ο καθηγητής Charles Holbrow του Πανεπιστημίου Colgate, δημοσίευσαν την εργασία Space Settlements, η οποία εξέταζε μια πολλά υποσχόμενη έρευνα σε οικισμούς σε σχήμα torus.

Το 1994, υπό τη διεύθυνση του Δρ. Rodney Galloway, με τη συμμετοχή επιστημόνων και επιστημόνων εργαστηρίου στο Phillips Laboratory και στο Sandia Laboratories, καθώς και σε άλλα ερευνητικά κέντρα της Πολεμικής Αεροπορίας των Ηνωμένων Πολιτειών και του Κέντρου Διαστημικής Έρευνας του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, μια ογκώδης εγχειρίδιο συντάχθηκε για το σχεδιασμό διαστημικών οικισμών σε σχήμα τόρου.

Σύγχρονη έρευνα.

Ένα από τα σύγχρονα έργα στον τομέα των διαστημικών οικισμών είναι το Stanford Torus, το οποίο είναι άμεσος απόγονος των ιδεών του Wernher von Braun.

Το Stanford Torus προτάθηκε στη NASA το καλοκαίρι του 1975 από φοιτητές του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ για να συλλάβει τον σχεδιασμό μελλοντικών διαστημικών αποικιών. Ο Gerard O'Neill αργότερα εισήγαγε το "Island One" ή "Bernal Sphere" του ως εναλλακτική λύση στον τόρο. Το "Stanford Torus", μόνο σε μια πιο λεπτομερή έκδοση, που αντιπροσωπεύει την έννοια ενός περιστρεφόμενου διαστημικού σταθμού σε σχήμα δακτυλίου, παρουσιάστηκε από τον Wernher von Braun, καθώς και από τον Σλοβενικής καταγωγής Αυστριακό μηχανικό Hermann Potocnik.

Είναι ένας τόρος με διάμετρο περίπου 1,8 χιλιομέτρων (για κατοίκηση 10 χιλιάδων ατόμων, όπως περιγράφεται στο έργο του 1975) και περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του (στροφές ανά λεπτό), δημιουργώντας μια τεχνητή βαρύτητα 0,9 - 1 g στο δακτύλιο λόγω της φυγόκεντρης ισχύος.

Το φως του ήλιου εισέρχεται μέσω ενός συστήματος καθρεφτών. Ο δακτύλιος συνδέεται με την πλήμνη μέσω "ακτίνων" - διαδρόμων για τη μετακίνηση ανθρώπων και εμπορευμάτων στον άξονα και την πλάτη. Ο κόμβος, ο άξονας περιστροφής του σταθμού, είναι ο καταλληλότερος για τον σταθμό σύνδεσης για τη λήψη διαστημικών σκαφών, καθώς η τεχνητή βαρύτητα είναι αμελητέα εδώ: υπάρχει μια σταθερή μονάδα αγκυροβολημένη στον άξονα του σταθμού.

Το εσωτερικό του torus είναι κατοικήσιμο, αρκετά μεγάλο για να δημιουργήσει ένα τεχνητό οικοσύστημα, ένα φυσικό περιβάλλον και στο εσωτερικό του μοιάζει με μια μακρόστενη παγετώδη κοιλάδα της οποίας τα άκρα τελικά καμπυλώνονται προς τα πάνω για να σχηματίσουν έναν κύκλο. Ο πληθυσμός ζει εδώ σε συνθήκες παρόμοιες με ένα πυκνοκατοικημένο προάστιο και μέσα στον δακτύλιο υπάρχουν κλαδιά για τη γεωργία και ένα οικιστικό τμήμα. (Παράρτημα 1)

Διαστημικοί οικισμοί και τεχνητή βαρύτητα στον πολιτισμό. Elysium

Οι κόσμοι των δαχτυλιδιών, όπως αυτοί που απεικονίζονται στην ταινία δράσης επιστημονικής φαντασίας Elysium ή στο βιντεοπαιχνίδι Halo, είναι ίσως μερικές από τις πιο ενδιαφέρουσες ιδέες για μελλοντικούς διαστημικούς σταθμούς. Στο Elysium, ο σταθμός είναι κοντά στη Γη και, αν αγνοήσετε το μέγεθός του, έχει έναν ορισμένο βαθμό ρεαλισμού. Ωστόσο, το μεγαλύτερο πρόβλημα εδώ είναι το «ανοιχτό» του, το οποίο είναι καθαρή φαντασία και μόνο στην εμφάνιση.

"Ίσως το πιο αμφιλεγόμενο ζήτημα σχετικά με τον σταθμό Elysium είναι το άνοιγμα του στο διαστημικό περιβάλλον."

«Η ταινία δείχνει ένα διαστημόπλοιο που μόλις προσγειώνεται σε ένα γρασίδι μετά την άφιξή του από το διάστημα. Δεν υπάρχουν πύλες σύνδεσης ή κάτι τέτοιο. Αλλά ένας τέτοιος σταθμός πρέπει να είναι εντελώς απομονωμένος από το εξωτερικό περιβάλλον. Διαφορετικά, η ατμόσφαιρα εδώ δεν θα διαρκέσει πολύ. Ίσως οι ανοιχτοί χώροι του σταθμού θα μπορούσαν να προστατευθούν από κάποιο είδος αόρατου χωραφιού που θα επέτρεπε στο ηλιακό φως να διεισδύσει στο εσωτερικό και να υποστηρίξει τη ζωή στα φυτά και τα δέντρα που φυτεύτηκαν εκεί. Αλλά προς το παρόν αυτό είναι απλώς φαντασία. Δεν υπάρχουν τέτοιες τεχνολογίες».

Η ίδια η ιδέα ενός σταθμού σε σχήμα δαχτυλιδιών είναι υπέροχη, αλλά μέχρι στιγμής απραγματοποίητη.

Πόλεμος των άστρων

Σχεδόν κάθε λάτρης ταινιών επιστημονικής φαντασίας ξέρει τι είναι το αστέρι του θανάτου. Αυτός είναι ένας τόσο μεγάλος γκρίζος και στρογγυλός διαστημικός σταθμός από το έπος της ταινίας Star Wars, που μοιάζει πολύ με τη Σελήνη. Πρόκειται για έναν διαγαλαξιακό καταστροφέα πλανητών, ο οποίος είναι ουσιαστικά ένας τεχνητός πλανήτης κατασκευασμένος από χάλυβα και κατοικείται από θύελλα.

Μπορούμε πραγματικά να φτιάξουμε έναν τέτοιο τεχνητό πλανήτη και να περιπλανηθούμε στις εκτάσεις του γαλαξία σε αυτόν; Θεωρητικά - ναι. Αυτό και μόνο θα απαιτήσει ένα απίστευτο ποσό ανθρώπινων και οικονομικών πόρων.

Το θέμα της κατασκευής του Αστέρι του Θανάτου τέθηκε ακόμη και από τον αμερικανικό Λευκό Οίκο, αφού η κοινωνία έστειλε αντίστοιχη αναφορά προς εξέταση. Η επίσημη απάντηση από τις αρχές ήταν ότι 852.000.000.000.000.000 δολάρια θα απαιτούνταν μόνο για τον χάλυβα κατασκευής.

Αλλά ακόμα κι αν το θέμα των οικονομικών δεν ήταν προτεραιότητα, τότε η ανθρωπότητα δεν έχει την τεχνολογία για να αναδημιουργήσει το Άστρο του Θανάτου, αφού χρειάζεται τεράστια ποσότητα ενέργειας για να το μετακινήσει.

(Παράρτημα 2)

Προβλήματα στην υλοποίηση του έργου διαστημικών οικισμών.

Οι διαστημικοί οικισμοί είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση στη διαστημική βιομηχανία του μέλλοντος, αλλά όπως πάντα υπάρχουν δυσκολίες που πρέπει να ξεπεραστούν για να ολοκληρωθεί αυτό το έργο.

Αρχικό κόστος κεφαλαίου.

Συστήματα υποστήριξης εσωτερικής ζωής.

Δημιουργία τεχνητής βαρύτητας;

Προστασία από εχθρικές εξωτερικές συνθήκες:

1. από ακτινοβολία?

   παροχή θερμότητας?

   από ξένα αντικείμενα?

Επίλυση προβλημάτων τεχνητής βαρύτητας και διαστημικών οικισμών.

Αρχικό κόστος κεφαλαίου - αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί από κοινού εάν οι άνθρωποι αφήσουν στην άκρη τις προσωπικές τους φιλοδοξίες και εργαστούν για το ευρύτερο καλό. Εξάλλου, το μέλλον της ανθρωπότητας εξαρτάται μόνο από εμάς.

Εσωτερικά συστήματα υποστήριξης της ζωής - ήδη τώρα στον ISS υπάρχουν συστήματα για την επαναχρησιμοποίηση του νερού, αλλά αυτό δεν είναι αρκετό· εφόσον υπάρχει αρκετός χώρος στον τροχιακό σταθμό, μπορείτε να βρείτε ένα μέρος για ένα θερμοκήπιο στο οποίο θα αναπτυχθούν φυτά που απελευθερώνουν το μέγιστο οξυγόνο Υπάρχει επίσης η δημιουργία υδροπονικών εργαστηρίων για την καλλιέργεια ΓΤΟ που θα μπορούν να παρέχουν τρόφιμα σε όλο τον πληθυσμό του σταθμού.

Η δημιουργία τεχνητής βαρύτητας δεν είναι τόσο δύσκολη υπόθεση όσο η παροχή της τεράστιας ποσότητας καυσίμου που απαιτείται για την περιστροφή του σταθμού.

1. 1. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι επίλυσης του προβλήματος.

      1. 1. Όταν πρόκειται για σύγκριση της απόδοσης διαφορετικών τύπων κινητήρων, οι μηχανικοί συνήθως μιλούν για συγκεκριμένη ώθηση. Ως ειδική ώθηση ορίζεται η μεταβολή της ώθησης ανά μονάδα μάζας καυσίμου που καταναλώνεται. Έτσι, όσο πιο αποδοτικός είναι ο κινητήρας, τόσο λιγότερο καύσιμο απαιτείται για την εκτόξευση του πυραύλου στο διάστημα. Η ώθηση, με τη σειρά της, είναι το αποτέλεσμα της δράσης μιας δύναμης σε ορισμένο χρόνο. Οι χημικοί πύραυλοι, αν και έχουν πολύ υψηλή ώθηση, λειτουργούν μόνο για λίγα λεπτά και επομένως έχουν πολύ χαμηλή ειδική ώθηση. Οι κινητήρες ιόντων, ικανοί να λειτουργούν για χρόνια, μπορούν να έχουν υψηλή ειδική ώθηση με πολύ χαμηλή ώθηση.

Χρησιμοποιήστε μια τυπική προσέγγιση και εφαρμόστε κινητήρες τζετ στο πρόβλημα. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι η χρήση οποιουδήποτε γνωστού κινητήρα τζετ θα απαιτούσε τεράστιες ποσότητες καυσίμου για να λειτουργήσει ο σταθμός για τουλάχιστον ένα χρόνο.

Ειδική ώθηση I (LPRE) = 4,6

Ειδική ώθηση I (πυραυλοκινητήρας στερεού προωθητικού) = 2,65

Ειδική ώθηση I (EP) = 10

Specific Impulse I (Plasma Engine) = 290

Αυτή είναι η κατανάλωση καυσίμου για 1 έτος, επομένως, δεν είναι συνετό να χρησιμοποιείτε κινητήρες τζετ.

1. 1. 1. 1. Η ιδέα μου είναι αυτή.

Ας εξετάσουμε μια στοιχειώδη περίπτωση.

Ας έχουμε ένα καρουζέλ ακίνητο. Στη συνέχεια, αν καθορίσουμε n αριθμό μονοπολικών ηλεκτρομαγνητών κατά μήκος της άκρης του καρουζέλ έτσι ώστε η δύναμη της αλληλεπίδρασής τους να είναι μέγιστη, παίρνουμε το εξής: εάν ενεργοποιήσουμε τον ηλεκτρομαγνήτη Νο. 1 ώστε να ενεργεί στον ηλεκτρομαγνήτη Νο. 2 με ένα Η δύναμη x φορές μεγαλύτερη από τη δεύτερη δρα στην πρώτη και, στη συνέχεια, σύμφωνα με τον νόμο III του Νεύτωνα, η δύναμη δράσης του ηλεκτρομαγνήτη Νο. 1 στο Νο. 2 από την πλευρά του Νο. 2 θα αντισταθμιστεί από τη δύναμη αντίδρασης του στηρίγματος καρουζέλ , που θα βγάλει το καρουζέλ από το υπόλοιπο. Τώρα απενεργοποιήστε το No. στροβιλοδρόμιο. Εφαρμόζοντας αυτή τη μέθοδο στον διαστημικό σταθμό, θα λάβουμε μια λύση στο πρόβλημα της τεχνητής βαρύτητας.

(Παράρτημα 3).

Προστασία από εχθρικές περιβαλλοντικές συνθήκες

1. Πατέντα ακτινοπροστασίας № 2406661

κάτοχος διπλώματος ευρεσιτεχνίας Alexey Gennadievich Rebeko

Η εφεύρεση αναφέρεται σε μεθόδους και μέσα προστασίας του πληρώματος και του εξοπλισμού από την ιονίζουσα ακτινοβολία (φορτισμένα σωματίδια υψηλής ενέργειας) κατά τις διαστημικές πτήσεις. Σύμφωνα με την εφεύρεση, δημιουργείται ένα προστατευτικό στατικό ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο γύρω από το διαστημόπλοιο, το οποίο εντοπίζεται στο χώρο μεταξύ δύο κλειστών επιφανειών που δεν έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. Ο προστατευμένος χώρος του διαστημικού σκάφους περιορίζεται από την εσωτερική επιφάνεια και η εξωτερική επιφάνεια απομονώνει το διαστημόπλοιο και τον προστατευμένο χώρο από το διαπλανητικό πλάσμα. Το σχήμα των επιφανειών μπορεί να είναι αυθαίρετο. Όταν χρησιμοποιείται ηλεκτρικό προστατευτικό πεδίο, δημιουργούνται φορτία ίδιου μεγέθους και αντίθετου πρόσημου σε αυτές τις επιφάνειες. Σε έναν τέτοιο πυκνωτή, το ηλεκτρικό πεδίο συγκεντρώνεται στο χώρο μεταξύ των επιφανειών της πλάκας. Στην περίπτωση ενός μαγνητικού πεδίου, ρεύματα αντίθετης κατεύθυνσης διέρχονται από τις επιφάνειες και η αναλογία των εντάσεων του ρεύματος επιλέγεται έτσι ώστε να ελαχιστοποιείται η τιμή του υπολειπόμενου πεδίου έξω. Το επιθυμητό σχήμα των επιφανειών σε αυτή την περίπτωση είναι δακτυλιοειδές, για εξασφάλιση συνεχούς προστασίας. Υπό την επίδραση της δύναμης Lorentz, τα φορτισμένα σωματίδια θα κινούνται κατά μήκος καμπυλωτών τροχιών εκτροπής ή κλειστών τροχιών μεταξύ των επιφανειών. Είναι δυνατή η ταυτόχρονη εφαρμογή ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων μεταξύ των επιφανειών. Σε αυτή την περίπτωση, ένα κατάλληλο υλικό μπορεί να τοποθετηθεί στο χώρο μεταξύ των επιφανειών για να απορροφήσει φορτισμένα σωματίδια: για παράδειγμα, υγρό υδρογόνο, νερό ή πολυαιθυλένιο. Το τεχνικό αποτέλεσμα της εφεύρεσης στοχεύει στη δημιουργία αξιόπιστης, συνεχούς (γεωμετρικά συνεχούς) προστασίας από την κοσμική ακτινοβολία, στην απλοποίηση του σχεδιασμού του προστατευτικού εξοπλισμού και στη μείωση του ενεργειακού κόστους για τη διατήρηση του προστατευτικού πεδίου.

1. Παροχή διπλώματος ευρεσιτεχνίας θερμότητας №2148540

Κάτοχος διπλώματος ευρεσιτεχνίας Open Joint Stock Company "Rocket and Space Corporation "Energia" με το όνομα S.P. Korolev"

Σύστημα θερμικού ελέγχου διαστημικού σκάφους και τροχιακού σταθμού, που περιέχει κλειστά κυκλώματα ψύξης και θέρμανσης συνδεδεμένα μέσω τουλάχιστον ενός ενδιάμεσου εναλλάκτη θερμότητας υγρού-υγρού, συστήματα ελέγχου και μέτρησης, εξαρτήματα διανομής βαλβίδων και πλήρωσης αποστράγγισης, ενώ το κύκλωμα θέρμανσης περιέχει διεγέρτη κυκλοφορίας , εναλλάκτες θερμότητας αερίου-υγρού και πηνίου και θερμικές πλάκες, και στο κύκλωμα ψύξης, τουλάχιστον ένας διεγέρτης κυκλοφορίας, ένας ρυθμιστής ροής υγρού, η μία έξοδος του οποίου συνδέεται μέσω της πρώτης βαλβίδας ελέγχου στην είσοδο του αναμικτήρα ροής ψυκτικού και το άλλο μέσω της δεύτερης βαλβίδας ελέγχου στον εναλλάκτη θερμότητας ακτινοβολίας εισόδου, η έξοδος του οποίου συνδέεται με τη δεύτερη είσοδο του αναμικτήρα ροής, η έξοδος του μίκτη ροής συνδέεται με έναν αγωγό σύνδεσης στην κοιλότητα λήψης θερμότητας του ενδιάμεσου εναλλάκτης θερμότητας υγρού-υγρού, η έξοδος του οποίου συνδέεται με τον διεγέρτη κυκλοφορίας, τοποθετούνται αισθητήρες θερμοκρασίας στον αγωγό σύνδεσης, ηλεκτρικά συνδεδεμένοι μέσω συστήματος ελέγχου στο υγρό ρυθμιστή ροής, που χαρακτηρίζεται από το ότι εισάγονται επιπλέον δύο μονάδες ηλεκτρικής αντλίας στο κύκλωμα ψύξης και η είσοδος της πρώτης μονάδας ηλεκτρικής αντλίας συνδέεται μέσω ενός φίλτρου στην έξοδο ψυκτικού από την κοιλότητα λήψης θερμότητας του ενδιάμεσου εναλλάκτη θερμότητας υγρού-υγρού και η έξοδός του συνδέεται στη δεύτερη βαλβίδα αντεπιστροφής και παράλληλα, μέσω ένα φίλτρο στην είσοδο μια δεύτερη μονάδα ηλεκτρικής αντλίας, η έξοδος της οποίας συνδέεται με την πρώτη βαλβίδα αντεπιστροφής, κάθε μονάδα ηλεκτρικής αντλίας είναι εξοπλισμένη με έναν αισθητήρα διαφορικής πίεσης και ένας πρόσθετος αισθητήρας θερμοκρασίας είναι εγκατεστημένος στον αγωγό που συνδέει την έξοδο του μίκτη ροής με την κοιλότητα λήψης θερμότητας του εναλλάκτη θερμότητας υγρού-υγρού, ηλεκτρικά συνδεδεμένο μέσω του συστήματος ελέγχου στην πρώτη μονάδα ηλεκτρικής αντλίας.

1. Προστασία από ξένα αντικείμενα

Υπάρχουν πολλοί τρόποι προστασίας από ξένα σώματα.

Χρησιμοποιήστε μη τυποποιημένους κινητήρες, όπως ηλεκτρομαγνητικό επιταχυντή με μεταβλητή ειδική ώθηση.

Τυλίξτε έναν αστεροειδή σε ένα ανακλαστικό πλαστικό ηλιακό πανίχρησιμοποιώντας φιλμ PET με επίστρωση αλουμινίου.

«Βάψτε» ή πασπαλίστε ένα αντικείμενο με διοξείδιο του τιτανίου (λευκό) ή μαύρο άνθρακα (μαύρο) έτσι ώστε προκαλούν το φαινόμενο Yarkovskyκαι να αλλάξει την τροχιά του.

Ο πλανητολόγος Eugene Shoemaker έκανε πρόταση το 1996 απελευθερώστε ένα σύννεφο ατμού στη διαδρομή ενός αντικειμένουγια να το επιβραδύνει απαλά. Ο Nick Zabo σχεδίασε μια παρόμοια ιδέα το 1990, "αεροδυναμική πέδηση ενός κομήτη": Ένας κομήτης ή μια δομή πάγου στοχεύει έναν αστεροειδή, μετά τον οποίο πυρηνικές εκρήξεις εξατμίζουν τον πάγο και σχηματίζουν μια προσωρινή ατμόσφαιρα στο μονοπάτι του αστεροειδούς.

Συνδέστε βαρύ έρμα στον αστεροειδή για να αλλάξετε την τροχιά του μετατοπίζοντας το κέντρο βάρους.

Χρησιμοποιήστε αφαίρεση με λέιζερ;

Χρησιμοποιήστε έναν πομπό κρουστικών κυμάτων;

Μια άλλη «ανεπαφική» μέθοδος προτάθηκε πρόσφατα από τους επιστήμονες C. Bombardelli και G. Pelez από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Μαδρίτης. Προσφέρει χρησιμοποιήστε κανόνι ιόντωνμε χαμηλή απόκλιση, με στόχο τον αστεροειδή από κοντινό πλοίο. Η κινητική ενέργεια που μεταδίδεται μέσω των ιόντων που φτάνουν στην επιφάνεια του αστεροειδούς, όπως στην περίπτωση ενός ρυμουλκού βαρύτητας, θα δημιουργήσει μια ασθενή αλλά σταθερή δύναμη ικανή να εκτρέψει τον αστεροειδή και θα χρησιμοποιηθεί ένα ελαφρύτερο πλοίο.

Έκρηξη πυρηνικής συσκευήςπάνω, πάνω ή κάτω από την επιφάνεια ενός αστεροειδούς είναι μια πιθανή επιλογή για την απόκρουση της απειλής. Το βέλτιστο ύψος έκρηξης εξαρτάται από τη σύνθεση και το μέγεθος του αντικειμένου. Σε περίπτωση απειλής από σωρό συντριμμιών, για να αποφευχθεί η διασπορά τους, προτείνεται η πραγματοποίηση έκρηξης ακτινοβολίας, δηλαδή έκρηξης πάνω από την επιφάνεια. Κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης, η απελευθερωμένη ενέργεια με τη μορφή νετρονίων και μαλακών ακτίνων Χ (που δεν διαπερνούν την ύλη) μετατρέπεται σε θερμότητα όταν φτάσει στην επιφάνεια του αντικειμένου. Η θερμότητα μετατρέπει την ουσία του αντικειμένου σε ξέσπασμα, και θα φύγει από την τροχιά, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, η έκρηξη θα πάει προς μία κατεύθυνση και το αντικείμενο προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Ηλεκτρομαγνητικός καταπέλτηςείναι ένα αυτόματο σύστημα που βρίσκεται σε έναν αστεροειδή που απελευθερώνει την ουσία της οποίας αποτελείται στο διάστημα. Έτσι, μετατοπίζεται αργά και χάνει μάζα. Ένας ηλεκτρομαγνητικός καταπέλτης πρέπει να λειτουργεί ως σύστημα χαμηλής ειδικής ώθησης: χρησιμοποιώντας πολύ καύσιμο αλλά λίγη ενέργεια.

Η ιδέα είναι ότι εάν χρησιμοποιείτε υλικό αστεροειδούς ως καύσιμο, η ποσότητα του καυσίμου δεν είναι τόσο σημαντική όσο η ποσότητα ενέργειας, η οποία πιθανότατα θα είναι περιορισμένη.

Μια άλλη πιθανή μέθοδος είναι να τοποθετηθεί ένας ηλεκτρομαγνητικός καταπέλτης στη Σελήνη, στοχεύοντάς τον σε ένα κοντά στη Γη αντικείμενο, προκειμένου να εκμεταλλευτεί την τροχιακή ταχύτητα του φυσικού δορυφόρου και την απεριόριστη παροχή «βραχικών σφαιρών».

Συμπέρασμα.

Μετά την ανάλυση των πληροφοριών που παρουσιάζονται, γίνεται σαφές ότι η τεχνητή βαρύτητα είναι ένα πολύ πραγματικό φαινόμενο που θα έχει ευρεία εφαρμογή στη διαστημική βιομηχανία μόλις ξεπεράσουμε όλες τις δυσκολίες που σχετίζονται με αυτό το έργο.

Βλέπω διαστημικούς οικισμούς με τη μορφή που προτείνει ο φον Μπράουν: κόσμοι σε σχήμα τόρου με βέλτιστη χρήση του διαστήματος και χρήση προηγμένων τεχνολογιών για την εξασφάλιση μακροχρόνιας δραστηριότητας ζωής, συγκεκριμένα:

• Η περιστροφή του σταθμού θα γίνει σύμφωνα με την αρχή που περιέγραψα στην ενότητα Δημιουργία τεχνητής βαρύτητας. Αλλά λόγω του γεγονότος ότι εκτός από την περιστροφή θα υπάρχει κίνηση στο χώρο, είναι σκόπιμο να εγκαταστήσετε διορθωτικούς κινητήρες στο σταθμό.

Χρήση προηγμένων τεχνολογιών για την κάλυψη των αναγκών του σταθμού:

• Υδροπονική

  • Τα φυτά δεν χρειάζεται να ποτίζονται πολύ. Χρησιμοποιείται πολύ λιγότερο νερό από ό,τι όταν καλλιεργείται στο έδαφος σε έναν κήπο. Παρόλα αυτά, με τη σωστή επιλογή ορυκτών και συστατικών, τα φυτά δεν θα στεγνώσουν ή θα σαπίσουν. Αυτό συμβαίνει παίρνοντας αρκετό οξυγόνο.

    Το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι αυτή η μέθοδος σας επιτρέπει να προστατεύσετε τα φυτά από πολλές ασθένειες και παράσιτα. Τα ίδια τα φυτά δεν θα απορροφήσουν επιβλαβείς ουσίες από το έδαφος.

    Κατά συνέπεια, θα υπάρχει μέγιστη παραγωγικότητα, η οποία θα καλύπτει πλήρως τις ανάγκες των κατοίκων του σταθμού.

Αναγέννηση νερού

• Συμπύκνωση υγρασίας από τον αέρα.

  Καθαρισμός χρησιμοποιημένου νερού.

  Επεξεργασία ούρων και στερεών αποβλήτων.

Ένα σύμπλεγμα πυρηνικών αντιδραστήρων θα είναι υπεύθυνο για τον ενεργειακό εφοδιασμό, ο οποίος θα θωρακίζεται σύμφωνα με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αρ. 2406661 προσαρμοσμένο να εκτοπίζει ραδιενεργά σωματίδια έξω από το σταθμό.

Το έργο της δημιουργίας διαστημικών οικισμών είναι δύσκολο, αλλά εφικτό. Ελπίζω ότι στο εγγύς μέλλον, λόγω της ραγδαίας ανάπτυξης της επιστήμης και της τεχνολογίας, θα εκπληρωθούν όλες οι απαραίτητες προϋποθέσεις για τη δημιουργία και ανάπτυξη διαστημικών οικισμών με βάση την τεχνητή βαρύτητα. Η συμβολή μου σε αυτόν τον απαραίτητο σκοπό θα εκτιμηθεί. Το μέλλον της ανθρωπότητας έγκειται στην εξερεύνηση του διαστήματος και στη μετάβαση σε έναν νέο, πιο πολλά υποσχόμενο, φιλικό προς το περιβάλλον γύρο της σπείρας της ανθρώπινης ανάπτυξης.

Εφαρμογές

Παράρτημα 1. Stanford torus

Παράρτημα 2. Αστέρι του Θανάτου, Elysium.

Παράρτημα 3. Σχέδιο περιστροφικής κίνησης.

Προκύπτουσες δυνάμεις σε μια πρώτη προσέγγιση (μόνο αλληλεπίδραση μαγνητών). Ως αποτέλεσμα, ο σταθμός εκτελεί μια περιστροφική κίνηση. Αυτό χρειαζόμαστε.

Βιβλιογραφία

ΑΛΙΑΚΡΙΝΣΚΙ. Ο άνθρωπος ζει στο διάστημα. Χωρίς βαρύτητα: συν ή πλην;

Μπάρερ, Μ. Πυραυλοκινητήρες.

Ντομπροβολσκι, Μ. Υγροί πυραυλοκινητήρες. Βασικά στοιχεία σχεδίασης.

Dorofeev, A. Βασικές αρχές της θεωρίας των κινητήρων θερμικών πυραύλων.

Matveev. Μηχανική και θεωρία της σχετικότητας: Εγχειρίδιο για φοιτητές.

Myakishev. Μοριακή φυσική και θερμοδυναμική.

Myakishev. Η φυσικη. Μηχανική.

Myakishev. Η φυσικη. Ηλεκτροδυναμική.

Ράσελ, Δ. Υδροπονική.

Σάνκο. Αστρονομικό Λεξικό.

Σιβούχιν. Μάθημα γενικής φυσικής.

Φάινμαν. Ο Feynman κάνει διαλέξεις για τη βαρύτητα.

Τσιολκόφσκι. Πρακτικά για την τεχνολογία πυραύλων.

Σιλέικο. Σε έναν ωκεανό ενέργειας.

Golubev I.R. και Novikov Yu.V. Το περιβάλλον και η προστασία του

Zakhlebny A.N. Διαβάζοντας το βιβλίο για τη διατήρηση της φύσης

Zverev I. Προστασία της φύσης και περιβαλλοντική εκπαίδευση των μαθητών.

Ivanov A.F. Φυσικό πείραμα με περιβαλλοντικό περιεχόμενο.

Kiselev S.V. Επίδειξη του φαινομένου του θερμοκηπίου.

Πηγές Διαδικτύου:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Home_page

http://www.roscosmos.ru

http://allpatents.ru

— Είναι αλήθεια ότι δεν υπάρχει βαρύτητα στο διάστημα;

- ΟΧΙ, δεν είναι αλήθεια: ο νόμος της παγκόσμιας έλξης λειτουργεί παντού.

Γιατί τότε οι αστροναύτες «πετούν» μέσα στο σκάφος τους, δένονται στα κρεβάτια τους ενώ κοιμούνται και πιάνουν «ιπτάμενα τσιπ» σε όλη την καμπίνα;

Βιώνουν έλλειψη βαρύτητας γιατί κινούνται σε κύκλο(γύρω από τη Γη) με τεράστια ταχύτητα (7,9 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο). Αυτό μπορεί να αποδειχθεί χονδρικά ρίχνοντας νερό σε ένα μικρό κουβά και στροβιλίζοντάς το έντονα. Το νερό δεν θα χυθεί, θα πιεστεί προς τα κάτω με «φυγόκεντρη δύναμη», ή μάλλον από τη δύναμη της αδράνειας: αφού η αδράνεια δρα ευθύγραμμα και η «στρογγυλοποίηση» της τροχιάς της κίνησης αλλάζει συνεχώς την κατεύθυνση της κίνησης.

Είναι η αδράνεια της κίνησης σε μια κυκλική τροχιά γύρω από τη Γη που αντισταθμίζει τη δύναμη της βαρύτητας. Εάν το διαστημόπλοιο δεν πετούσε με αυτή την ταχύτητα - αλλά ήταν ακίνητο - θα είχε συντριβεί αμέσως στη Γη - δεν έχει σημασία ότι βρίσκεται σε απόσταση πολλών εκατοντάδων χιλιομέτρων από τη Γη: η βαρυτική του δύναμη είναι τεράστια και εκτείνεται σε πολύ μεγάλη (θεωρητικά - άπειρη) απόσταση. Αν υπήρχε ένας τεράστιος πύργος που προεξείχε από το έδαφος, ύψους 500 χιλιομέτρων (σε αυτό περίπου το ύψος κινείται συνεχώς ο ISS) και στεκόμασταν στην κορυφή αυτού του πύργου, δεν θα βιώναμε καμία έλλειψη βαρύτητας, αλλά τη συνηθισμένη βαρύτητα της Γης ( ίσως λίγο λιγότερο από ό,τι σε μια επιφάνεια).

Επομένως, το Διάστημα, από αυτή την άποψη, δεν διαφέρει. αλλά μόνο στο διάστημα, όπου δεν υπάρχει ατμόσφαιρα, μπορείτε να κινηθείτε με τέτοια τεράστια ταχύτητα που μπορείτε να αντισταθμίσετε τη βαρύτητα της γης. Είναι δυνατόν με κάποιο τρόπο να "πάρουμε" έλλειψη βαρύτητας στη Γη? Αυτό είναι ένα αρκετά ευχάριστο συναίσθημα όταν τίποτα δεν αναγκάζει τους μύες να τεντωθούν. Όταν μπορείτε να επιπλεύσετε χωρίς να αγγίξετε αντικείμενα, σπρώξτε με τα πόδια σας μια φορά - και πετάξτε μια τεράστια απόσταση - και γρήγορα, πιο γρήγορα από ένα άτομο που τρέχει! Θα ήταν ίσως υπέροχο να επισκεφτείτε κάποιο ειδικό σαλόνι που παρέχει υπηρεσίες «μηδενικής βαρύτητας»!

Αλλά στη Γη, αυτό είναι ένα πρόβλημα. Το νερό εξαφανίζεται: αν και ένα άτομο στο νερό μπορεί να μην "πέφτει στον πυθμένα" και κατ 'αρχήν μπορεί να μην επιπλέει - αλλά σαν να "αιωρείται" στη θέση του - αυτό εξακολουθεί να μην είναι καθόλου έλλειψη βαρύτητας. Εάν μείνετε ανάποδα κάτω από το νερό για πολλή ώρα, το αίμα θα ορμήσει στον εγκέφαλο όπως και στη στεριά. Οι μύες θα είναι το ίδιο τεντωμένοι όπως οπουδήποτε αλλού στη Γη: η ίδια δύναμη βαρύτητας δρα πάνω τους και τα όργανα του σώματος, συμπεριλαμβανομένων των εσωτερικών, θα έχουν το συνηθισμένο τους βάρος. Η μηδενική βαρύτητα είναι κάτι εντελώς διαφορετικό!

Ίσως ο μόνος δυνατός τρόπος δημιουργώντας συνολική απώλεια βάρους είναι εν πλωγρήγοραφθίνουσααεροπλάνο. Και τότε, η διάρκεια αυτού του αποτελέσματος δεν είναι μεγαλύτερη από μερικά λεπτά. Μπορείτε, φυσικά, απλώς να πηδήξετε - αλλά τότε το σώμα θα είναι σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας για λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Κατά τη διάρκεια μιας κατάδυσης με αλεξίπτωτο, αν και η έλλειψη βαρύτητας θα διαρκέσει περισσότερο, δεν θα είναι πλήρης, λόγω της πολύ αυξημένης τριβής με τον αέρα, ο οποίος σε κάποιο βαθμό θα γίνει «στερεός», σαν στήριξη και το σώμα θα αισθανθεί κάποιο βάρος.

Υπάρχει, τουλάχιστον θεωρητικά, τρόπος για να επιτευχθεί έλλειψη βαρύτητας χωρίς

την ανάγκη κίνησης ή πτώσης, σε ακίνητο εργαστήριο, ότανπαρά επ' αόριστον;

Ναι, αλλά καθαρά θεωρητικά: να χτιστεί μια τέτοια εγκατάστασηκέντρο της γης! Ναι, στο ίδιο το κέντρο του (κέντρο μάζας), στα έγκατα, στον πυρήνα: ολόκληρη η μάζα της υδρογείου θα βρίσκεται έξω και θα ασκεί βαρυτική επιρροή στον επισκέπτη ενός τέτοιου «κλαμπ» από όλες τις πλευρές ταυτόχρονα και εξίσου δύναμη. Η κατεύθυνση της βαρύτητας που προκύπτει θα είναι ΜΗΔΕΝ - άνθρωπος(ή οποιοδήποτε αντικείμενο) θα παγώσει και δεν θα πέσει πουθενά. Στην πραγματικότητα, αυτό φυσικά δεν είναι δυνατό (στα επόμενα δύο δισεκατομμύρια χρόνια) - λόγω του τεράστιου ρυθμούορμή και κολοσσιαία πίεση στα έγκατα της Γης, αλλά σε κάποιο άλλο ουράνιο σώμα, καταρχήν, πιθανώς.

Λοιπόν, τι γίνεται αν είναι ακόμα στη Γη, και με λίγο πιο ρεαλιστικό τρόπο από ό,τι στον πυρήνα της γης;

Ίσως είναι δυνατό, αλλά σε άλλους επίγειους κατοίκους δεν θα αρέσει πολύ: διασκορπιστείτε ταχύτητα περιστροφής πλανητώνπερίπου 17 φορές! Μια μέρα στη Γη θα διαρκέσει περίπου μιάμιση ώρα (40 λεπτά τη μέρα και περίπου το ίδιο τη νύχτα). Αλλά οπουδήποτε στον ισημερινό θα υπάρχει πραγματική έλλειψη βαρύτητας! Η επιφάνεια της Γης, στο ισημερινό τμήμα, θα κινείται με την ίδια ταχύτητα με την οποία περιστρέφονται οι δορυφόροι, δηλαδή με την πρώτη κοσμική ταχύτητα. η δύναμη της αδράνειας σε αυτό το γεωγραφικό πλάτος αντισταθμίζει πλήρως τη βαρύτητα και θα είναι δυνατή η πτήση! Αλλά δεν θα πετούν μόνο οι άνθρωποι, και αυτό είναι ένα πρόβλημα...

Όλα τα αντικείμενα: κλειδιά, αναπτήρες, καπέλα, καρέκλες, βαλίτσες, ποδήλατα, αυτοκίνητα - όλα δεν θα είναι στο έδαφος - αλλά όπου «παρακαλούν». Μικρές πέτρες, μεσαίες πέτρες, τεράστια λιθόστρωτα θα επιπλέουν στον αέρα, θα συγκρουστούν, θα πετάξουν, θα πετάξουν στο έδαφος, θα χτυπήσουν, μετά θα πηδήξουν, θα σηκωθούν πολύ ψηλά, θα επιστρέψουν - γενικά, αυτή είναι μια τέτοια ταραχή... Ολόκληρη η γη, γενικά, δεν είναι ένας μονολιθικός βράχος, αλλά πέτρες, κόκκοι άμμου, κηλίδες σκόνης και όλα αυτά, πάνω στο άλλο. Όλα αυτά δεν θα πιέζονται πλέον στο έδαφος και θα αρχίσουν να κινούνται τυχαία. Τίποτα δεν θα φαίνεται από τη σκόνη. Κτίρια, σε

που στέκονται σε ένα θεμέλιο υποστηρίζονται κατά 90 τοις εκατό από τη βαρύτητα της Γης, η οποία θα πάψει να λαμβάνει χώρα. Ολόκληρα βουνά που στηρίζονται από κάτω από τον μανδύα της γης θα γίνουνξεφύγω και πετάξω μακριά. Τι γίνεται με το νερό; Λοιπόν, φυσικά, το νερό θα κουλουριαστεί σε μικρές σταγόνες ή μεγάλες μπάλες και θα πετάξει γύρω, καλυμμένο με σκόνη. Επιπλέον, θα υπάρχει πολύ νερό - όλοι οι ωκεανοί θα σπεύσουν αμέσως εκεί όπου η δύναμη του βάρους είναι μικρότερη. Μαζί με τους ωκεανούς θα φτάσουν ό,τι μπορεί να ξεκολλήσει από όλο τον πλανήτη.εγώ: όλα θα καταλήξουν στον ισημερινό ή στον αέρα κοντά του. Ολόκληρος ο πλανήτης θα «φουσκώσει» στον ισημερινό - και θα μετατραπεί από μια μπάλα σε ένα εξαιρετικά πεπλατυσμένο ελλειψοειδές. Θα ανέβει και ο πύρινος υγρός μανδύας από τα βάθη, ακολουθώντας όλα τα άλλα. Τι γίνεται με τον αέρα; Ο αέρας θα πεταχτεί έξω σε ένα τεράστιο σιντριβάνι στο ισημερινό επίπεδο μακριά στο διάστημα, μερικοί θα επιστρέψουν στη συνέχεια στους πόλους - μετά θα ρέουν ξανά στον ισημερινό και θα εκραγούν. Ο τυφώνας θα είναι συνεχής, συνεχής και βάναυσα ισχυρός. Σε συνδυασμό με όλα τα ελαφριά, μεσαία και βαριά αντικείμενα που πετούν στον αέρα, μάλλον θα είναι σκέτη κόλαση...

Ναι, σε ένα τέτοιο σενάριο είναι καλύτερα να σκάβουμε προς τον πυρήνα... Μήπως υπάρχει ακόμα ένας «κανονικός» τρόπος να «παράγετε» έλλειψη βαρύτητας; Για να μην αγγίξετε ολόκληρο τον πλανήτη, αλλά για να σκάψετε ένα καταφύγιο κάτω από κάποιο βουνό: το βουνό είναι στην κορυφή, κοντά: έλκει προς τα πάνω. Και το κέντρο της Γης είναι μακριά - τραβάει προς τα κάτω. Είναι δυνατόν να επιτευχθεί «ισορροπία»;

Τότε θα πρέπει να «λαγούμιες» στο ένα τρίτο της ακτίνας της Γης, και το βουνό πρέπει να έχει το μέγεθος της Σελήνης... Αν και... Το βουνό πρέπει να είναι φτιαγμένο από τέτοιο υλικό που θα είναι εκατό χιλιάδες φορέςπιο πυκνό από χρυσό! Ένα συνηθισμένο βουνό, που ζύγιζε ένα δισεκατομμύριο τόνους, είχε μέγεθος αρκετά μέτρα. Τοποθετήστε ένα τέτοιο «κενό» στην οροφή του καταφυγίου - και θα υπάρχει η πρώτη πανσιόν στον κόσμο που προσφέρει ψυχαγωγία με μηδενική βαρύτητα! Είναι απαραίτητο μόνο να ενισχύσουμε καλά τη δομή της οροφής, γιατί ένα τόσο βαρύ σώμα τόσο μικρών διαστάσεων θα συντρίψει τα πάντα στον κόσμο και σταδιακά θα βυθιστεί στα ίδια τα βάθη της γης... Κι όμως... Πρέπει με κάποιο τρόπο αποκόψτε ένα δισεκατομμύριο τόνους τέτοιας ουσίας από τον πλησιέστερο εξαφανισμένο Λευκό Νάνο και φέρτε το...

Και όμως, πιο σοβαρά: δεν υπάρχει πραγματικά κανένας πραγματικός τρόπος; χρησιμοποιήστε αντι-βαρύτητα, ή θωρακίσετε ελαφρώς την έλξη από κάτω ή ενεργοποιήστε την τεχνητή βαρύτητα από πάνω; Χρειάζεται μόνο να σηκώσετε ένα ανθρώπινο σώμα, αρκετές δεκάδες κιλά, γιατί δεν χρειάζεστε τεράστια ενέργεια για αυτό; Το ασανσέρ σε σηκώνει, και τα πόδια σου σε ανεβάζουν σε τέτοιο ύψος κάθε μέρα... Μπορείς να αυξήσεις το δικό σου βάρος πολλές φορές σε μια φυγόκεντρο, ή ακόμα και σε ένα απλό καρουζέλ. Ίσως μπορείτε εξίσου εύκολα να το μειώσετε με κάποιο τρόπο; Αυτό, καταρχήν, δεν θα έρχεται σε αντίθεση με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας; Η αντιύλη έχει ληφθεί εδώ και πολύ καιρό, ίσως μπορεί να χρησιμοποιηθεί με κάποιο τρόπο;

Η αντιύλη δεν παρέχει αντιβαρύτητα: σε γενικές γραμμές, είναι το ίδιο θέμα, μόνο με το αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Σε μια κούνια καρουζέλ μπορείτε να έχετε έλλειψη βαρύτητας - αλλά μόνο για μικρό χρονικό διάστημα. γενικά, το ίδιο αποτέλεσμα με ένα κανονικό "άλμα": μισό δευτερόλεπτο απώλειας βάρους και στη συνέχεια το ίδιο ποσό υπερφόρτωσης. Μέθοδος δημιουργίας μακροπρόθεσμου έλλειψη βαρύτητας στη Γηδεν είναι ακόμη γνωστό. Αν και, πιθανότατα θα πρέπει να υπάρχει μια πιθανότητα.

Ίσως κάποιος το έχει ήδη σκεφτεί; Γράψτε ένα σχόλιο ή ρωτήστε τους φίλους σας στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης. δίκτυα: