人工重力如何產生?國際空間站為何不採用?

2020-12-20 星辰大海路上的種花家

到現在為止,所有在太空中產生人工重力的想法都僅僅停留在紙面上,或者科幻片中!但事實上人工重力是可以實現的,也許需要一定結構與技術,比如有如下幾種:

請注意「創業之星好」上旋轉的那個艙室,這就是人工重力產生的太空人生活起居模塊,產生的也並非是真正的重力,而是離心力模擬的重力,與重力向心相反,離心力是有旋轉中心放射性向外的!

火星救援中的赫爾姆斯號也是如此,只是相對於「創業之星號」它的直徑明顯偏小,因此如果要產生足夠的離心力來模擬重力的話,其比較高的轉速應該會非常令人不舒服!因為模擬重力下人體比較適合的轉速是每分鐘1-2圈,如果超過3圈則會眩暈,更高則非常危險!

「永恆號」也是通過離心力來模擬重力,與「赫爾姆斯號」相反,似乎「永恆號」整個結構就是環狀的,但請注意中間的駕駛艙是固定不動的,因此它有一套旋轉結構來避免駕駛艙轉動!

除了離心力之外,其他比如直接暴力加速的方式就距離我們太遠了,因為以我們現在的技術,也就只能在脫離大氣層之前享受下!因為我們發動機的比衝不夠,這種加速是不可持續的,因此希望破滅!

另外比如像星際迷航中的先進科技的重力式就更遙遠了,連怎麼實現都不知道,更不可能著手去模擬了!

當然咱都不要想多了,因為我們連實現最最基本的離心力式的模擬重力都無法實現(主要還是結構太大,以現在的技術成本上實在難以承擔)!因此在國際空間站上採用就別想了,都快退役了還折騰個啥呢?還是寄希望於下次天宮空間站吧........

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  • 空間站為什麼不建成科幻片中的環形,用離心力模擬重力?
    科學家非常想將空間站建造成能用離心作用模擬出重力來的環形,比如《極樂空間》中那龐大的空間站,當然那個太大,還是《火星救援》中的赫爾姆斯號飛船或者《星際穿越》中的永恆號,都非常不錯,人類在0.4-0.8G模擬重力下工作與生活,對於身體健康和到地面的恢復時間都可以大大縮短,既然有那麼多優勢
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    這個空間站其實非常強大,因為它可以通過輪子的滾動進而產生向心力來抵抗重力,即便沒有經過特殊訓練的人都可以藉助它到達外太空。因為無重力的環境在這個空間站內起不到任何影響。現實中,我們的宇宙空間站不管是國際的還是中國的,都呈現出T型。車輪型的空間站可以擺脫向心力的束縛,為何就不製造成這樣的呢?
  • 若將空間站設計成環形,離心力將代替重力,科學家為什麼不這麼做
    而且,這種礦建站還能利用輪子轉動的向心力來抵抗重力,這也就讓上到天空的人即使不用經過大量的訓練也能適應外天空的無重力環境了。而事實上,我們現在所看到的國際空間站,包括未來將要建成的中國新空間站,它們都不是環形的,尤其是我國的新空間站,它的外形和一個立體的「T」相似。
  • 為什麼我們需要人工重力來執行長期的太空任務?
    什麼是人工重力?諸如此類的旋轉會產生非常具有真實感的重力——更確切地說是人工重力。這能為你的身體提供重量。換句話說,你的骨骼和肌肉無法將其與地球或其他行星所提供的重量區分開來,儘管後者的來源純粹是行星的巨大質量。
  • 太空時代即將來臨,如果人類長期駐留太空,如何生成人工重力
    而通過諸多的太空類科幻作品,很多人可能都對人工重力這個概念有過一定的了解。那麼在未來,我們到底能通過何種方式在長期駐留太空的飛船、空間站甚至太空殖民地上來產生人工重力呢?雖然在科幻作品中為了呈現更好的觀看效果,我們看到的都是對於人工重力的效果做過一定的優化,並不完全符合科學規律。
  • 國際空間站噴墨印表機:惠普如何完成任務?
    【中關村在線原創】4月2日,馬斯克的SpaceX發射了一枚Falcon9火箭,此次任務是向國際空間站運輸貨物,總重量為5800磅。這個任務當中,有個特殊的產品也被送到了國際空間站ISS,那就是一臺惠普的ENVY噴墨印表機,以取代過去的產品。
  • 若將空間站設計成環形,便能用離心力取代重力,科學家為什麼不做
    而且環形空間站能夠利用離心力來代替重力,從而讓太空人省去失重的煩惱,可為什麼現實中不存在這樣的設備呢?今天春節檔的一部《流浪地球》讓國人重新看到了國產科幻片的希望,該電影以精彩的故事情節和逼真的特效製作贏得了觀眾的口碑。
  • 為什麼太空中沒有人造重力?那要如何才能產生人造重力?
    這需要某種形式的人工重力物理上的可能,但這對於我們目前了解的科學規律來說是一個艱巨的任務。船長加布裡埃爾·洛爾卡(Gabriel Lorca)在這一發現的橋梁上,用克林貢人模擬作戰任務,全體船員被人工重力所束縛,這是今天的科學幻想的技術。
  • 空間站為什麼不建成像科幻片裡的圓形,靠離心力模擬重力?
    人造重力系統,是未來星際探測的必須實現的技術。人造重力系統技術上基本沒有問題,重要是投入產出比不划算,而且也不需要!就目前來說,人造重力技術不在理論層面,而在於實踐層面。人造重力最簡單的方式就是依靠愛因斯坦在1911年提出來的等效原理概念。按照等效原理,密閉的房子內的人不能分辨自己是站在地面上,還是以9.8m/s的加速度在宇宙深空飛行。那麼按照這種思路,我們完全可以讓宇宙飛船的加速度保持在9.8m/s的加速度飛行。
  • 環形結構的太空飛行器旋轉可以產生重力,為什麼人們不這樣製造?
    在太空中工作生活,面臨的其中一個大問題就是無重力。無重力環境下對人體血液循環、骨骼、肌肉等都產生不利影響,因此要長期在太空生活,人造重力是很有必要的。 太空中實現人造重力最簡單也是最可行的方法就是旋轉,用離心力代替重力。
  • 國際空間站裡奇妙的小實驗
    他是一個經驗豐富的、參加過3次太空飛行的航天員:第一次是在2002年,作為國際空間站第6宇航組的飛行工程師,太空停留了176多天中,在此期間他進行過13多小時的艙外活動,參與國際空間站的組裝工作,同時還完成了很多美國和俄羅斯的科學實驗。第二次是參加了2008年的太空梭任務,主要的任務是為國際空間站提供了新的浴室、廚房、兩間臥室、運動器械和水循環系統。
  • 人造重力離現實有多遠?
    我們目前顯然還沒有遇到如此強大的蟲族,那麼在目前的技術條件下,人類是否可以在空間站產生人造重力呢?粗放的實現方法:住在「圓筒」裡從理論上來講,最直接的一種方案當屬通過旋轉空間站來實現:我們可以讓一個圓筒狀的空間站沿著軸線轉動,從而使得在居住在圈桶內壁的人員感受到一種人工重力效應,這就是著名的離心效應或者向心力作用。
  • 帶著重力上太空
    通過旋轉產生離心力來模擬重力,也是最早由他提出的。早在1883年,這位航天先驅就在手稿《自由太空》中探討了使太空飛行器旋轉以產生人工重力的可能性。在太空飛行器內製造人工重力的途徑有兩種:一是由整個太空飛行器不斷旋轉而產生「全時人工重力」,或稱「連續性人工重力」;二是由短臂離心機定時旋轉產生「間斷性人工重力」。
  • 第五種物質狀態在國際空間站誕生
    英國《自然》雜誌10日發表一篇量子物理研究,加州理工學院科學家團隊報告成功在國際空間站上產生第五種物質狀態——玻色-愛因斯坦凝聚,並測量了相關特性。太空中的微重力環境,讓人類得以在這種奇異物質狀態中探索基礎物理學,同時為未來人類在太空執行更宏大的任務奠定了基礎。
  • 建造產生和地球一樣重力的環形太空飛行器,它的旋轉速度要多快?
    赫爾墨斯號既然人造重力這麼容易製造,那麼問題來了,現在的太空空間站不搞成旋轉環形呢?假設我們要製造的太空飛行器半徑為100米,要產生和地球上一樣的重力,那麼環形太空飛行器旋轉線速度應該為:也就是說,我們100米半徑的環形太空飛行器,只要每分鐘旋轉3圈,就可以對物體產生和地球上一樣的重力。三、為什麼現在不製造環形太空飛行器1、人員原因:雖然說太空飛行器旋轉可以產生重力,可是這還有一個人員適應問題,如果環形太空飛行器半徑過小,那麼人在上面就會頭暈,各種不適應。要讓人住的舒適,跟地球上差不多的,這個環形器就不能太小,要大到離心力梯度基本可以忽略時候就可以了。
  • 國際空間站上的第五種物質狀態
    加州理工學院噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)在國際空間站上完成了玻色-愛因斯坦凝聚態的製備和觀測,《自然》雜誌6月11日刊發了這一研究的論文。
  • 不再是科幻小說中的場景了,人造重力或將實現!
    長期以來,人造引力一直是科幻小說的內容,想像一下《2001太空漫遊》和《火星人》等影片中出現的輪狀飛船,它們在太空中旋轉,產生自身的重力。現在,來自科羅拉多大學博爾德分校的一個團隊正在努力使這些技術成為現實。
  • 國際空間站的氧氣是怎麼來的,為何一直用不完?這裡告訴你答案
    ,可是國際空間站的氧氣是怎麼來的?去年國際空間站上駐留的9名太空人合影其實原因很簡單,我們知道水是由水分子和氧分子構成的,如果把水電解的話,就可以產生氧氣,國際空間站上的氧氣就來源於電解水,那大量的電能又來自哪裡呢?這個很好解決,我們看見國際空間站不是攜帶有很多面積很大的帆板嗎?
  • 國際空間站上種出蘿蔔,失重狀態下蔬菜怎麼長?
    這不,據美媒報導,國際空間站上已經收穫了人類在太空中種植的第一批蘿蔔,共有20根。據美國有線電視新聞網(CNN)報導,美國宇航局(NASA)派遣在國際空間站上的太空人近日收穫了在站內高級植物培養環境中種植的20根蘿蔔,看上去這些蘿蔔和在地球土地上種出的蘿蔔沒什麼兩樣。