Question

Возможно ли создание искусственной гравитации на космической станции?

Answer 1

Конечно, и способ этот известен уже давно, ещё со времён Циолковского: центробежная сила.

Если станцию закрутить вокруг своей оси, то в ней начнёт действтвать центробежная сила, прижимающая все предметы к внешней стенке станции. Именно поэтому так часто и встречаются разного рода "фантастические картинки" с орбитальными станциями тороидальной формы (хотя практичнее была бы флома цилиндра, а не тора). "Полом" в такой станции будет внешняя поверхность тора, наиболее удалённая от очи вращения.

Другой вопрос - надо ли. Вращающася станция создаёт дополнительные сложности - например, к ней будет крайне сложно пристыковаться. Если станция небольшого размера, то для получения нормальной силы тяжести она должна будет вращаться с изрядной скоростью. Скажем, для получения ускорения порядка g на радиусе в 20 метров (то есть размер - 40 метров, по диаметру) скорость вращения должны быть 0,7 рад/с, или несколько оборотов в минуту. можете сами оценить, насколко комфортным будет вид в иллюминаторе... Напряжённость создаваемого поля "силы тяжести" в небольшой станции будет сильно неоднородна, даже на расстоянии пары метров, по "вертикали", это может быть уже десяток-другой процентов. А если учесть, что станция намного больше, чем размер обитаемого модуля, то периферийные внешние элементы окажутся в условиях перегрузки в несколько g. Становится сложным переход от одной части станции к другой, расположенной на другом её конце.

В общем, на фиг надо...

Answer 2

"Это элементарно Ватсон!" - говаривал сыщик Щерлок Холмс.

А точнее об искусственной гравитации еще говорил основатель космонавтики Эдуард Константинович Циолковский. Он даже придумал как сделать околоземную орбитальную станцию с искусственной гравитацией. Он предложил создать на орбите огромное колесо-станцию, раскрутить ее как "чертово колесо" - есть такой атракцион и жить и работать внутри такого колеса.

При вращении такой станции центробежная сила будет отбрасывать все тела от центра на периферию, на внешнюю сторону колеса - там и будет пол.

Современная космическая станция выглядит вот так

Ну или вот так

Если состыковать несколько таких станций и замкнуть в колесо - получим станцию КЭЦ.

А в будущем можно создавать даже орбитальные города типа вот такого города КЭЦ.

А надо ли на орбите делать искусственную гравитацию? Да надо.Дело в том что от длительного пребывания в невесомости у людей вымывается кальций из костей и кости становятся тоньше и ломкими. Но на орбитальных космических станциях нужна и невесомость - в лабораториях и космических заводах. Допустим в невесомости жидкость

принимает форму сферы - пустотелого шара. Если на заводе в космосе расплавить металл и вылить его в емкость в невесомости - металл застынет в виде пустотелых шариков - представляешь себе шарикоподшипник из таких шариков - легкий и сверхпрочный. И еще много чего можно делать в невесомости - для этого надо цеха разместить на оси колеса - там будет невесомость. Там же можно сделать склады с грузами, где будут разгружаться транспортные корабли. Представляешь себе космического грузчика-такелажника, который одной рукой(даже мизинцем) толкает многотонный груз, ящики, контейнеры ... Если все делать с умом - то все легко!

Вот к чему может привести вроде глупый и смешной атракцион "чертово колесо", "колесо смеха", или "сундук смеха" ...

Answer 3

Пока наука еще не поняла что такое гравитация, а о том что бы создать ее искусственно даже речи не может быть, другое дело что можно имитировать ее подобие при помощи центробежной силы, но это не будет гравитацией - в некоторых аспектах центробежная сила не может заменить гравитационное поле.

Answer 4

Центробежная сила является полной заменой гравитации только на взгляд дилетанта. Есть ещё сила Кориолиса, которая не действует на неподвижные тела, и величина которой равна 2*pi*f*v, где f - частота вращения, а v - скорость тела. Причём сила Кориолиса направлена перпендикулярно скорости тела, что очень неудобно для практических действий. Если поставить условие, чтобы сила Кориолиса была пренебрежимо мала, то, опуская выкладки, получим v << sqrt(Rg), где R - радиус вращающейся системы, а g - ускорение свободного падения на поверхности Земли.

Любопытно, что при R приблизительно 10 м получаем v << 10 м/с, что вполне допустимо.

Как вы думаете, уважаемые знатоки, является ли вышесказанное достойной темой для публикации?

Answer 5

Общая теория относительности утверждает, что сила гравитации и сила инерции (она же при вращении — центробежная сила) принципиально неразличимы. Перегрузка, которая возникает при торможении автомобиля, разгоне самолета или даже просто на карусели — это как раз искусственная сила гравитации. На Карусели такая центробежная искусственная гравитация может поддерживаться Сколь угодно долго. Поэтому если сделать космическую станцию в форме карусели и заставить его вращаться, то на ней возникнет искусственная сила тяжести. Именно так представляли себе космические города будущего на заре космонавтики. Такая вращающаяся космическая станция изображена в фильме Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001». Однако пока создание подобных станции упирается в многочисленные технические проблемы. Что же до прочих «генераторов гравитации», то это чистой воды фантастика.