Почему космические станции вращаются только в научной фантастике?

В основе идеи искусственной гравитации, вызванной вращением, лежит реакция на центростремительную силу, заменяющая силу тяжести.

Для имитации силы тяжести, космическому кораблю необходимо вращаться, заставляя содержимое стягиваться к внешнему краю, создавая ощущение веса.

В данном случае сила выражается формулой:

F = mω²r = mg

Получается, что на космической станции устанавливается угловая скорость (ω). При этом, на расстоянии (r) от центра корабля возникнет сила, эквивалентная воздействию mg (вес).

Из представленного выше уравнения ясно, что есть два варианта влияния
на величину имитированной гравитации:
• изменение скорости вращения (ω)
• изменение радиуса окружности (r)

Проблема заключается в том, что для человека, который стоит на "полу" такой космической станции, значения r для головы и ног различаются.

Ноги и голова испытывают воздействия различных скоростей
и ускорений. В лучшем случае, это может привести к недомоганию.
В худшем, полностью истощить.

Чтобы избежать это, необходимо очень большое значение r. Чем больше эта величина, тем меньшие отклонения между воздействиями на голову
и ноги (градиент).

Эти факторы необходимо учитывать при планировании подобной системы. Для минимизации градиента необходимо ограничить угловую скорость 2 оборотами в минуту.

Если перевести это число в радианы и подставить в исходную формулу,
то получится определить минимальный радиус космической станции,
для имитации гравитации, эквивалентной земной.

g = ω²r

r = g/ω² = 9.8 (м/с²) / 0.209² (рад/с) = 224.3 метра

Почему космические станции вращаются только в научной фантастике?

Почему космические станции вращаются только в научной фантастике?

В общем космическая станция получается очень большой.
Для сравнения: размеры МКС составляют 109x73x27 метров.

Основная цель МКСобеспечение лаборатории для экспериментов,
без влияния гравитации. Проведение исследований в космосе даёт возможность наблюдать результаты, которые невозможно получить
на Земле.

Есть ещё одна причина, по которой в реальности нет подобных станций. Только в научной фантастике космические программы финансируют до уровня, достаточного для строительства столь впечатляющих кораблей.
Обязательно подписывайтесь, Вам также понравится:
Самый плотный элемент
Смог бы человек покорить Эверест, будь он на 3 километра выше?
Что произойдёт, если атом, летящий почти со скоростью света, столкнётся с человеком?

Источник

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Саморазвитие IQ
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: