Reāls mākslīgais gravitācija SpaceX's Starship

Neskatoties uz daudzajām un dažādajām problēmām, ar kurām mēs šodien sastopamies pasaulē, joprojām ir aizraujošs laiks dzīvot! Kā mēs runājam, misiju plānotāji un inženieri izstrādā koncepcijas, kuras drīz astronauti dosies reisos ārpus Zemes orbītas (LEO) pirmo reizi gandrīz piecdesmit gadu laikā. Papildus atgriešanai Mēness, mēs skatāmies arī tālāk uz Marsu un citām tālām Saules sistēmas vietām.

Tas rada virkni izaicinājumu, no kuriem vismaz viens ir ilgstošas ​​starojuma un mikrogravitācijas iedarbība. Un, lai gan ir daudz reālu iespēju apkalpes aizsardzībai pret radiāciju, smaguma pakāpe joprojām ir nedaudz klupšanas akmens. Lai to risinātu, Youtuber smallstars ir ierosinājis koncepciju, kuru viņš sauc par Gravitācijas saites zvaigzne (GLS), SpaceX variantu Zvaigžņu kuģis kas spēs nodrošināt savu mākslīgo gravitāciju.

Ideju daļēji iedvesmojusi zinātniskā fantastika. Atkarībā no tā, cik reālistiska ir franšīze, zvaigznes kuģi ģenerēs savu smagumu, izmantojot kādu īpašu ierīci, vai arī izmantojot rotējošas sekcijas. Lai gan pirmais jēdziens ir līdzīgs hiperspēkam (t. I., Tajā brīdī tiek izmantota pilnīgi fiktīva vai teorētiska fizika), pēdējais ir pilnīgi iespējams.

Koncepcija meklējama vairāk nekā gadsimtā ar pirmo reģistrēto piemēru, ko sniedza Konstantīns Tsiolkovskis (1857 - 1935), kurš ir viens no rokmūzikas un aeronautikas “dibinātājiem”. 1903. gadā viņš publicēja pētījumu ar nosaukumu “Kosmosa raķešu ierīču izpēte”, kurā viņš ierosināja izmantot rotācijas spēku, lai kosmosā izveidotu mākslīgo gravitāciju.

Kopš tā laika kosmosa stacijām un dzīvotnēm ir ierosināti daudzi šīs idejas varianti, piemēram, fon Brauna ritenis, O’Neill cilindrs un Stenforda toris. Dažas koncepcijas pat tiek apsvērtas izstrādei, piemēram, NASA kosmosa stacija Nautilus-X (kas mākslīgā gravitācijas nodrošināšanai izmantotu rotējošu toru) vai Gateway Foundation priekšlikums par komerciālu kosmosa staciju.

Pēc pētījumu veikšanas par centripetālo spēku, smallstars ieradās pie idejas par GLS. Kā viņš paskaidro savā videoklipā (parādīts iepriekš), GLS būtībā ir “rumbas kuģis” (ti, kā riteņa rumbas), kur kravas kravas nodalījums ir piepildīts ar kopni, kas izplešas un izliekas robotizēti, tādējādi “kalpojot par riteņa spieķi ”. Tas būtu novietots starp diviem pasažieru zvaigznes kuģiem un savienotos ar tiem 6 un vairāk mēnešus ilgā brauciena laikā uz Marsu.

Kad tie ir savienoti, pasažieru kuģi grozās, lai pārorientētu sevi un apšaudītu savus dzinējspēkus, lai piešķirtu impulsu ritenim. Tiklīdz tika izveidots pietiekams ātrums, lai simulētu Zemes normālo gravitāciju (9,8 m / s²vai 1 g), pasažieru kuģi atkal pārorientētos, lai saskatītos uz iekšu kuģa “rumbas” virzienā.

Atlikušajā brauciena laikā tie, kas atradās uz pasažieru kuģiem, piedzīvos sajūtu, ka tiek novilkti, pateicoties centripetālajam spēkam, ko rada riteņa griešanās. Kā smallstars izklāsta sistēmu:

“Gravity Link Starship koncepcija nodrošina griešanās gravitāciju, kas atkārtoti izmanto galvenos motorus, krānus, kas palikuši pāri degvielai, un ļauj izvairīties no nepraktiskas kosmosa konstrukcijas un kosmosa celiņiem. GLS būtībā ir rumbas kuģis, tāpat kā riteņa rumbas. Cilvēku un kravas vietā GLS kravas nodalījums ir piepildīts ar kopnēm, kuras var robotiski izlocīt un nofiksēt vietā, kas kalpo kā riteņa spieķi. ”

Pašlaik daudz ir zināms par mikrogravitācijas iedarbības ilgtermiņa efektiem, lielā mērā pateicoties pētījumiem, ko astronauti veikuši Starptautiskajā kosmosa stacijā (ISS). Tie ietver muskuļu zudumu, kaulu blīvuma samazināšanos, samazinātu orgānu darbību, redzi, sirds un asinsvadu spēka izmaiņas un pat ģenētiskas izmaiņas.

Šīs ir lietas, par kurām astronauts Skots Kelijs noteikti var apliecināt! Pēc gada pavadīšanas kosmosā, kas bija daļa no NASA Dvīņu pētījuma, viņš uzskatīja, ka pielāgošanās dzīvībai uz Zemes ir satraucoša (kā aprakstīts viņa grāmatā Izturība). Lai novērstu šādu ietekmi uz veselību, pirms apkalpes nonāk pat tādos dziļās kosmosa galamērķos kā Mēness vai Marss (kur zemug joprojām nav zināmi), būs vajadzīgas seku mazināšanas stratēģijas.

Papildus sistēmas detalizēšanai smallstars veica arī nepieciešamos aprēķinus, lai noteiktu kopnes struktūru un nepieciešamo ātrumu Zemes normāla gravitācijas simulēšanai. Izmantojot SpinCalculator, viņš noteica, ka rotācijas ātrums 31 m / s darbosies sistēmai, kuras rādiuss ir aptuveni 100 metri (precīzi 97,99 m; vai ~ 321,5 pēdas), nodrošinot 1 g un veicot aptuveni 3 rotācijas minūtē.

Pašlaik smallstars šī priekšlikuma otrajā atkārtojumā, kas ietvēra atjauninātus rotācijas aprēķinus, jaunu kopnes formu un kabeļu ieviešanu, lai pastiprinātu kopnes stiepes izturību. Viņš plāno atbrīvot trešais Tuvākajā nākotnē versija, kurā būs aprēķini par slodzēm un kopnes izvietojuma un funkcijas animācija.

Interesenti tiek aicināti abonēt viņa Youtube kanālu, lai saņemtu atjauninājumus. Pa to laiku paliek tikai redzēt, vai SpaceX būs ieinteresēts šajā koncepcijā. Kas zina? Varbūt Muskam un viņa ļaudīm ir savas idejas darbos, un mēs drīz varēsim nedaudz salīdzināt un salīdzināt!