Vai pastāvīgu paātrinājumu var izmantot mākslīgās gravitācijas radīšanai kosmosā?

Treisijas Kaldvelas Dyson ISS NASA

Katru nedēļu mūsu kosmosa biļetena The Airlock lasītāji nosūta savus jautājumus, lai kosmosa reportieris Nīls V. Patels atbildētu. Šonedēļ: kā radīt mākslīgu Zemei līdzīgu gravitāciju, izmantojot paātrinājumu kosmosā.

Jūsu skaņdarbs pirms dažām nedēļām par to, kā gravitācija vienmēr darbojas zinātniskās fantastikas filmās, man radīja jautājumu: atceries to nabaga puisi 50. gados, kurš brauca ar raķešu ragaviņām, lai redzētu, cik daudz g var izturēt cilvēks? Filma no šiem testiem parādīja, kā viņa seja tika izspiesta un sagriezta, kad viņš uzņēma arvien lielākas slodzes. Bija acīmredzams, ka cilvēki nevar uzreiz pāriet no nulles uz relatīvistisku ātrumu, nekļūstot par biopastu. Tātad, pieņemot, ka cilvēks pēc orbītas sasniegšanas vēlējās ērti paātrināties par 1 g līdz gaismas ātrumam, cik ilgs laiks būtu nepieciešams?

Vai tikmēr viņi baudītu parastu gravitācijai līdzīgu eksistenci, braucot līdzi, kosmosa kuģa aizmugurējai sienai darbojoties kā grīdai? Varbūt tad kosmosa ceļotāji brokastīs varētu apēst graudaugu bļodu, kā to paredzējusi daba. — Kleitons

Tiem, kas nav pazīstami, Kleitons atsaucas uz Eli Beeding Jr., Gaisa spēku kapteini, kurš 1958. gadā militārās programmas ietvaros brauca ar raķešu darbināmām ragavām atpakaļgaitā, lai uzzinātu vairāk par g-spēku ietekmi uz ķermeni. . Akselerometrs uz viņa krūtīm sasniedza 82,6 g, kad ragavas paātrinājās līdz aptuveni 34 jūdzēm stundā 0,1 sekundē. Beedings aptumšojās, bet par laimi necieta neko vairāk kā dažus zilumus mugurā.

G spēki var izpostīt cilvēka ķermeni. (TV seriāls Izplatība diezgan labi ilustrē cik mokošs var būt šis process .) Ja g-spēki tiek piedzīvoti vertikāli, no galvas līdz kājām (kā astronauti tos pieredzētu ceļā uz kosmosu), asinis izplūst no galvas uz ekstremitātēm, izraisot redzes vai pat samaņas zudumu. Pats fiziskais spēks rada milzīgu spiedienu uz jūsu ādu, muskuļiem un kauliem, un tas var būt postošs ilgākā laika periodā.

Fiziskā sajūta, ka g-spēki iedarbojas uz jūsu ķermeni, nav ātruma, bet gan paātrinājuma efekts. Braucot ar automašīnu vai lidojot ar komerciālu aviokompāniju, jūs jūtat g-spēku spiedienu uz ķermeni tikai tad, kad transportlīdzeklis paātrina. Kad esat sasniedzis vienmērīgu kreisēšanas ātrumu, viss sāk justies normāli.

Ja jūs paātrināsit pietiekami ātri, lai radītu nemainīgu 1 g, tad noteikti varēsit radīt mākslīgu, Zemei līdzīgu gravitāciju. No Zemes atskaites sistēmas, ja jūs paātrināsit ar nemainīgu ātrumu 1 g, tad jūs sasniegtu gandrīz gaismas ātrumu apmēram gada laikā , aptverot apmēram 0,5 gaismas gadus. (Atcerieties, ja esat pasažieris kosmosa kuģī, laiks ritēs savādāk, kā aprakstīts a Iepriekšējais The Airlock numurs .) Palielinoties gandrīz gaismas ātrumam, teorētiski jūs varētu ēst savas čempionu brokastis tāpat kā uz Zemes.

No otras puses, jums ir jābūt gatavam pareizi samazināt ātrumu, tuvojoties galamērķim. Tas var ilgt mēnešus vai pat gadus — tas ir atkarīgs no tā, kas ir pieļaujams ceļotājiem kosmosa kuģī. Ja atkal mēģināt atdarināt 1 g vidi, tad būtībā jums ir jāplāno gada palēninājums ceļā uz galamērķi.

Un patiesība ir tāda, ka, ja jūs spējat paātrināties pietiekami ātri, lai aptuveni gada laikā sasniegtu gandrīz gaismas ātrumu, tad ir saprātīgi domāt, ka jūs, iespējams, varētu sasniegt šo ātrumu ātrāk, pieņemot vēl lielākus g spēkus. Tā ir vilinoša izredze, taču atkal — cilvēki nav īsti paredzēti, lai ar to visu tiktu galā. Brūss Tompsons no NASA Quest reiz teica Gizmodo : Iedomājieties, ka ceļojat uz Marsu, paātrinot visu ceļu ar 3 gravitācijām. Ceļojuma laikā tu nosvērtu trīs reizes savu parasto svaru un tik tikko spētu kustēties [..]. Sadalās audi, saplīst kapilāri, un sirdij ir daudzkārt jādara savs pareizais darbs. Jūs nevarējāt paļauties uz to, ka ierodoties būsi labā formā. Noteikti ne tā, kā to paredzējusi daba.

paslēpties