Космосът е изпълнен с много мистерии и току-що започнахме да го изучаваме. И един от проблемите, които трябва да се решат в бъдеще, е гравитацията.
Какво става с нея, питаш? Но тя не е! Или по-скоро не е така. Гравитацията е винаги там, ние я преживяваме от Земята, Луната, Слънцето, други звезди и дори центъра на нашата галактика. Но силата на гравитацията, която ни подхожда, съществува само на Земята. И когато летим към други планети или изолираме пространството, какво ще кажем за гравитацията? Трябва да го създадете изкуствено.
Защо имаме нужда от определено количество гравитация?
На Земята всички организми са се приспособили към силата на гравитация, равна на 9,8 m / s ^ 2. Ако тя е по-голяма, тогава растенията няма да могат да растат и ние постоянно ще изпитваме натиск, поради което костите ни ще се счупят и органите ни ще се разпаднат. И ако е по-малко, тогава ще имаме проблеми с доставката на хранителни вещества в кръвта, мускулния растеж и т.н.
Когато развиваме колонии на Марс и Луната, ще се сблъскаме с проблема с намалената гравитация. Нашите мускули частично атрофират, приспособявайки се към локалната гравитация. Но след като се върнем на Земята, ще започнем да имаме проблеми с ходенето, влаченето на предмети и дори с дишането. Ето как всичко зависи от гравитацията.
И вече имаме пример как се случва това - Международната космическа станция.
Промоционално видео:
Астронавти на МКС и защо няма гравитация
Тези, които посещават МКС, трябва да се упражняват на бягащи пътеки и симулатори всеки ден. Това е така, защото по време на престоя си мускулите губят „хватката“си. При нулева гравитация няма нужда да повдигате тялото си, можете да се отпуснете. Така мисли тялото. Гравитация няма на МКС, не защото е в космоса.
Разстоянието от нея до Земята е само 400 километра, а силата на гравитацията на това разстояние е само малко по-малка, отколкото на повърхността на планетата. Но МКС не стои неподвижно - той се върти в земната орбита. Той буквално постоянно пада на Земята, но скоростта му е толкова висока, че не позволява тя да пада.
Ето защо астронавтите са в състояние на безтегловност. Но все пак. Защо гравитацията не може да бъде създадена на МКС? Това би улеснило понякога живота на астронавтите. В крайна сметка те са принудени да отделят по няколко часа на ден за физически упражнения, само за да поддържат форма.
Как да създадете изкуствена гравитация?
В научната фантастика концепцията за такъв космически кораб отдавна е създадена. Това е огромен пръстен, който трябва постоянно да се върти около оста си. В резултат центробежната сила „изтласква“астронавта далеч от центъра на въртене и той ще го възприема като гравитация. Но проблеми възникват, когато се сблъскаме с това на практика.
Първо, трябва да вземете предвид Кориолисовата сила - силата, която възниква при движение в кръг. Без това нашият астронавт непрекъснато ще се люлее, а това не е много забавно. В този случай е необходимо да се ускори въртенето на пръстена на космическия кораб до 2 оборота в секунда и това е много, астронавтът ще бъде много зле. За да разрешите този проблем, трябва да увеличите радиуса на пръстена до 224 метра.
Корабът е с размери половин километър! Не сме далеч от Междузвездни войни. Вместо да създадем гравитацията на Земята, първо ще създадем кораб с ниска гравитация, който ще държи симулаторите. И само тогава ще изградим кораби с огромни пръстени, за да запазим гравитацията. Между другото, ISS тъкмо ще изгради модули за създаване на гравитация.
Днес учени от Роскосмос и НАСА се подготвят да изпратят центрофуги на МКС, които са необходими за създаването на изкуствена гравитация там. Астронавтите вече не трябва да отделят много време за упражнения!
Проблемът с гравитацията при високи ускорения
Ако искаме да летим до звездите, тогава ще отнеме 4,2 години, за да пътуваме до най-близкия Alpha Centauri A със скорост 99% от скоростта на светлината. Но за да се ускори до тази скорост, ще е необходимо огромно ускорение. Това означава и огромни претоварвания, около 1000-4000 хиляди пъти повече от земната гравитация. Никой не може да издържи това и космически кораб с въртящ се пръстен трябва да бъде просто гигантски, на стотици километри. Можете да изградите това, но необходимо ли е?
За съжаление, ние все още не разбираме напълно как действа гравитацията. И досега не са измислили как да избегнат ефекта от подобни претоварвания. Ще изследваме, проверяваме, изучаваме.
