Bandia mvuto ni nini na jinsi ya kujenga

Hata watu si nia ya nafasi, umewahi kuona movie kuhusu usafiri nafasi au kusoma kuhusu mambo kama hayo katika vitabu. Karibu wote wa watu hawa kwenda kazi za meli, usingizi wa kawaida, hawana matatizo na kula. Hii ina maana kwamba hizi - uwongo - meli ina mvuto bandia. Zaidi ya watazamaji perceives kama kitu kawaida kabisa, na kwa kweli hii si kweli.

mvuto bandia

Hivyo tunatoa wito mabadiliko (katika mwelekeo ama) familiar kwetu mvuto kwa kutumia njia tofauti. Na hii hufanyika si tu katika kazi za uongo, lakini katika hali halisi duniani, mara nyingi, kwa majaribio.

Kwa nadharia, kuundwa kwa mvuto bandia haangalii kwamba ngumu. Kwa mfano, unaweza kuunda upya kwa kutumia Inertia, kwa usahihi, nguvu centrifugal. haja ya nguvu hii si kutokea jana - ilivyotokea mara tu watu wakaanza ndoto ya safari za ndege nafasi ya muda mrefu. Uumbaji wa mvuto bandia katika nafasi itawezesha kuzuia matatizo mengi ya kutokana na urefu wa muda katika weightlessness. wanaanga kukua misuli dhaifu, mifupa kuwa chini imara. Safari ya kwenda katika hizo miezi masharti, unaweza kupata baadhi ya misuli atrophy.

Hivyo, leo kuundwa mvuto bandia - jukumu la umuhimu mkubwa, nafasi ya utafutaji bila feat huu haiwezekani.

materiel

Hata wale wanaojua tu fizikia mtaala kiwango, kuelewa kwamba mvuto - moja ya sheria za msingi za dunia yetu: mwili wote maingiliano yao, kuzoea kuheshimiana kivutio / repulsion. kubwa mwili, nguvu kubwa yake ya mvuto.

Ardhi kwa ajili ya hali halisi wetu - kitu kikubwa sana. Hii ndiyo sababu kila mtu moja pembezoni kuvutia.

Kwa upande wetu hii ina maana kuongeza kasi ya mvuto, ambayo ni kawaida kipimo katika g, sawa na mita 9.8 kwa kila mraba ya pili. Hii ina maana kwamba kama underfoot hatukuwa na msaada, sisi ingekuwa na kuanguka kwa kiwango cha kuongezeka kila pili ya mita 9.8.

Hivyo, tu kwa mvuto, tunaweza kusimama, kuanguka, kula na kunywa kama kawaida, kuelewa ambapo juu, ambapo chini. Kama kivutio kutoweka - sisi itakuwa katika mvuto sifuri.

Hasa ukoo na jambo hili wanaanga kujikuta katika nafasi katika hali ya yaliyo - bure kuanguka.

Kinadharia, wanasayansi kujua jinsi ya kujenga mvuto bandia. Kuna mbinu kadhaa.

habari kubwa

zaidi mantiki chaguo - kufanya spacecraft kubwa hivyo kwamba akaondoka mvuto bandia. Katika meli, unaweza kujisikia vizuri, kwa sababu hakuna mwelekeo katika nafasi itakuwa waliopotea.

Kwa bahati mbaya, njia hii si ya kweli katika maendeleo ya sasa ya teknolojia. Kujenga kituo kama inahitaji rasilimali nyingi sana. Aidha, kiasi cha kushangaza ya nishati zinahitajika kwa ahueni yake.

kuongeza kasi

Inaonekana kwamba kama unataka kufikia g, sawa na ardhi, sisi tu haja ya kutoa meli gorofa (platformoobraznuyu) fomu na kuwa na hoja perpendicular ndege na kuongeza kasi ya taka. Kwa njia hii, mvuto bandia hupatikana, na - bora.

Hata hivyo, ukweli ni ngumu zaidi.

Kwanza kabisa ni thamani ya kuzingatia suala mafuta. Kwa kituo ni daima kuharakisha, lazima uwe na umeme usiokatika. Hata kama injini ghafla inaonekana, wala kuondoa jambo hilo, sheria ya uhifadhi wa nishati bado katika nguvu.

Tatizo la pili ni wazo la kuongeza kasi ya mara kwa mara. Kwa mujibu wa elimu yetu na sheria za fizikia, huwezi kuongeza kasi kwa muda usiojulikana.

Aidha, usafiri huu si mzuri kwa ajili ya ujumbe wa utafiti, kwani lazima kila kuwa na kasi - kuruka. Hawezi kuacha kuchunguza sayari, yeye hata polepole kuruka pembezoni hauwezi - ni muhimu kwenda kwa haraka.

Hivyo, ni wazi kwamba hii mvuto bandia bado haipatikani kwetu.

jukwa

Kila mtu anajua jinsi ya jukwa mzunguko huathiri mwili. Kwa hiyo, bandia mvuto kifaa kulingana na kanuni hii inaonekana kuwa kweli zaidi.

Yote ni katika mkanda mduara, inaelekea kuanguka nje ya hiyo kwa kiwango karibu sawa na kasi mzunguko. Ni zinageuka kuwa katika mwili nguvu kuelekezwa pamoja Radius ya kitu kupokezana. Hii ni sawa na mvuto.

Hivyo, inachukua meli, baada ya sura cylindrical. Katika hali hii, ni lazima mzunguko karibu mhimili wake. Kwa bahati mbaya, mvuto bandia juu ya spaceship, iliyoundwa kwa mujibu wa kanuni hii ni alionyesha mara nyingi ya kutosha katika sinema sayansi ya uongo.

meli pipa-umbo, inayohusu mhimili longitudinal, nguvu centrifugal, mwelekeo wa ambayo sambamba na Radius ya kitu. Mahesabu ya kuongeza kasi na kusababisha inahitajika kugawanya nguvu juu ya ardhi.

Kujua fizikia watu kupata hii si vigumu: a = ω²R.

Katika utaratibu huu, matokeo ya hesabu - kuongeza kasi, kwanza variable - kasi nodi (kipimo katika kipenyo kwa pili), ya pili - radius.

Kwa mujibu wa hii, kwa sisi ni kutumika kwa g, lazima usahihi kuchanganya kasi angular na Radius ya usafiri angani.

Tatizo hili mwanga katika filamu kama vile "Intersol" "Babeli 5," "2001: Nafasi Odyssey" na kadhalika. Katika kesi hizi zote, mvuto bandia karibu na mvuto kuongeza kasi ya dunia.

Hakuna jambo jinsi nzuri wazo, ni vigumu kabisa kutekeleza.

njia ya tatizo la "jukwa lililokuwa"

Tatizo wazi zaidi ni yalionyesha katika "Nafasi Odyssey". Radius "nafasi carrier" ni kuhusu 8 mita. Ili kupata kuongeza kasi katika 9.8, mzunguko inapaswa kufanyika kwa kiwango cha juu 10.5 kila dakika ya mauzo.

Wakati maadili haya kuonyesha "Coriolis madhara," ambayo ni kwamba katika umbali tofauti na athari sakafu ya nguvu tofauti. Inategemea kasi angular.

Ni zinageuka kuwa mvuto bandia katika nafasi ya kuundwa, lakini pia kwa kasi mzunguko wa mwili itasababisha matatizo na sikio la ndani. Hii, kwa upande, sababu usawa, matatizo na mfumo vestibuli na wengine - sawa - changamoto.

kuibuka kwa kizuizi hii inaonyesha kwamba mtindo huu ni bahati mbaya sana.

Unaweza kujaribu kwenda kinyume, kama tulivyofanya katika riwaya "World-Ring". Hapa meli ni katika mfumo wa pete ambaye Radius takriban kwa Radius ya obiti yetu (kuhusu milioni 150 kilomita). Wakati ukubwa huu, kasi ya mzunguko ni wa kutosha kupuuza Coriolis athari.

Tunaweza kudhani kwamba tatizo ni kutatuliwa, lakini si hivyo. ukweli kwamba mauzo ya jumla ya muundo karibu mhimili wake inachukua siku 9. Hii inaonyesha kwamba mzigo ni kubwa mno. Ili kubuni yao endelevu, inahitaji nyenzo nguvu sana, ambayo leo hazipatikani. Zaidi ya hayo, tatizo ni kiasi cha vifaa na moja kwa moja kujenga mchakato.

Katika michezo ya masomo sawa, kama katika movie "Babeli 5", matatizo haya kwa namna fulani kutatuliwa: ni inatosha rotational kasi, Coriolis athari ni ya maana, hypothetically inawezekana kuunda meli hiyo.

Hata hivyo, hata dunia hizi na drawback. Jina lake - kasi.

meli, yanazunguka karibu mhimili wake, ni kugeuza gyroscope kubwa. Kama unavyojua, kufanya gyro off mhimili ni vigumu mno kwa sababu ya kasi angular. Ni muhimu kiasi gani kuondoka mfumo. Hii ina maana kwamba kuweka mwelekeo wa kitu itakuwa vigumu sana. Hata hivyo, tatizo kama yanaweza kutatuliwa.

Akihutubia

Bandia mvuto katika kituo cha nafasi itakapopatikana wakati misaada inakuja "O'Neill Silinda." Kujenga hii kujenga inahitaji vyombo silinda kufanana zinazounganisha pamoja mhimili. Wanapaswa kuzungushwa katika mwelekeo tofauti. Kutokana na mkutano huu ni zero angular, hivyo kuna haja ya kuwa na matatizo na kutoa meli mwelekeo muhimu.

Kama inawezekana, kufanya meli Radius ya kuhusu mita 500, basi ni kazi hasa kama ni lazima. Katika hali hii, mvuto bandia katika nafasi ni vizuri kabisa na yanafaa kwa ajili ya ndege za muda mrefu katika meli au vituo utafiti.

Nafasi Wahandisi

Jinsi ya kuunda mvuto bandia, inajulikana wabunifu wa mchezo. Hata hivyo, katika dunia hii fantasy ya mvuto - si kivutio kuheshimiana ya miili, lakini nguvu linear, iliyoundwa na kuongeza kasi ya vitu katika mwelekeo huo. kivutio hapa si kamili, ni kubadilishwa wakati kuelekeza chanzo.

Bandia mvuto katika kituo cha nafasi ni kuundwa kwa kutumia jenereta maalum. Yeye ushirikiano rotational sare na ukanda generator. Kwa hiyo, katika ulimwengu halisi, hawakupata katika gari ambayo jenereta, ungekuwa kuvutiwa kwa mwili. Hata hivyo, shujaa wa mchezo kuanguka kwa muda mrefu kama hatua haina kuondoka kifaa eneo.

Hadi sasa, mvuto bandia katika nafasi, iliyoundwa kifaa kama haipatikani kwa watu wote. Hata hivyo, hata mvi watengenezaji hawaachi ndoto kuhusu hilo.

spherical jenereta

Hii ni kweli zaidi ya toleo la vifaa. Wakati kufunga mvuto mwelekeo wa generator. Hii inafanya kuwa inawezekana kuunda kituo, uzito wa ambayo itakuwa sawa na dunia.

centrifuge

Leo bandia mvuto duniani hupatikana katika aina ya vifaa. wao ni msingi, wengi wao wakiwa, juu ya hali, tangu nguvu hii ni waliona kwa sisi sawa na madhara mvuto - mwili haitofautishi kati ya kile ni sababu ya kuongeza kasi. Kama mfano: mtu kupanda katika lifti, kuhisi madhara ya hali. Fizikia: lifti kupanda inaongeza kwa kuongeza kasi ya kuanguka bure kuongeza kasi ya teksi. Baada ya kurudi kwa cockpit kipimo harakati "faida" uzito hutoweka, kurudi akili ya kawaida.

Wanasayansi kwa muda mrefu imekuwa nia ya mvuto bandia. centrifuge mara nyingi hutumika kwa madhumuni haya. Njia hii ni mzuri si tu kwa ajili ya spacecraft, lakini pia kwa vituo ardhi, ambayo yanahitaji kujifunza madhara ya mvuto juu ya mwili wa binadamu.

Vumbua dunia, kutumika katika ...

Ingawa utafiti wa gravitation ilianza kutoka nafasi, ni sana duniani sayansi. Hata leo mafanikio katika uwanja huu kuwa kutumika, kwa mfano, katika dawa. Kujua kama kuna uwezekano wa kujenga mvuto bandia katika dunia, unaweza kutumia kutibu matatizo ya locomotion au mfumo wa neva. Aidha, utafiti wa majeshi ya kushiriki katika nafasi ya kwanza duniani. Hii inaruhusu wanaanga kwa kufanya majaribio kama bado ni lengo la madaktari. Jambo lingine ni mvuto badala kwa nafasi, hakuna watu uwezo wa kumsaidia wanaanga katika tukio la dharura.

Kuweka akilini na Uzito kamili, haiwezekani kuzingatia satellite katika obiti dunia. Vitu hivi, angalau kwa kiasi kidogo, kuathiri mvuto. nguvu ya mvuto, katika hali kama hiyo, iitwayo microgravity. Real mvuto ni tu majaribio mashine, kuruka kwa kasi ya mara kwa mara katika anga za juu. Hata hivyo, mwili wa binadamu haina kuhisi tofauti.

Uzoefu na Uzito inaweza kuwa ya muda mrefu kuruka (kabla ya mwavuli itafungua) au wakati wa kushuka ndege kimfano. majaribio kama hayo mara nyingi kuweka katika Marekani, lakini kwenye ndege hiyo hisia huchukua sekunde 40 tu - ni ndogo mno kwa ajili ya uchunguzi kamili.

Katika USSR mwaka 1973 kujua kama kuna uwezekano wa kujenga mvuto bandia. Na si tu kuundwa, lakini pia kwa njia fulani iliyopita. mfano wakijipiga ya bandia kupunguza ya mvuto - kavu dipping, kuzamisha. Kufikia athari taka wanatakiwa kuweka filamu zenye juu ya uso wa maji. Man ni kuwekwa juu yake. Chini ya uzito wa mwili mwili ni immersed katika maji, tu kichwa bado juu. Mtindo huu inaonyesha haikubaliki kwa heshima ya chini, ambayo ni tabia ya bahari.

Hakuna haja ya kwenda katika nafasi kuathirika kutokana na Uzito vikosi kinyume - hypergravity. Wakati wa takeoff na kutua wa spacecraft, centrifuge overload Huwezi tu kuhisi, lakini pia kuchunguza.

matibabu ya mvuto

fizikia masomo mvuto ikiwa ni pamoja na madhara ya weightlessness kwenye mwili wa binadamu katika jitihada za kupunguza matokeo. Hata hivyo, idadi kubwa ya mafanikio ya sayansi hii ni uwezo wa kuwa na manufaa na ya kawaida wakazi wa dunia.

Great Expectations madaktari nitawakabidhi uchunguzi wa tabia ya vimeng'enya misuli katika miopathi. Ni ugonjwa mbaya inayoongoza kwa kifo cha mapema.

Wakati shughuli ya kazi ya kimwili katika damu ya mtu mwenye afya anapata kiasi kikubwa cha enzyme kreatinofosfokinazy. Sababu ya hali hii si wazi, inawezekana, ujazo wa vitendo juu ya utando wa seli kwa njia ambayo ni "Leaky". Wagonjwa na miopathi kupata athari sawa bila mizigo. Uchunguzi kwa wanaanga zinaonyesha kuwa katika mvuto sifuri utoaji wa kazi enzyme katika damu kwa kiasi kikubwa. Utafiti huu unaonyesha kuwa matumizi ya kuzamishwa itapunguza madhara hasi ya mambo na kusababisha miopathi. Kwa sasa uliofanywa majaribio juu ya wanyama.

Matibabu ya magonjwa leo uliofanywa kwa kutumia kupatikana katika utafiti wa data mvuto, ikiwa ni pamoja bandia. Kwa mfano, bila kutibiwa kupooza ubongo, kiharusi, suti Parkinson njia ya maombi ya kupakia. Karibu kukamilika utafiti wa madhara chanya ya msaada - nyumatiki viatu.

Kuruka juu ya Mars?

Maendeleo ya hivi karibuni wanaanga kutoa matumaini kwa hali halisi ya mradi. Ina uzoefu katika matibabu msaada mtu mwenye kukaa kwa muda mrefu mbali na Dunia. Umeleta faida nyingi na misioni utafiti ili Moon, nguvu ya mvuto ambayo ni mara 6 ndogo kuliko yetu wenyewe. Sasa wanaanga na wanasayansi wamejitia lengo mpya - kwa Mirihi.

Kabla kuamka katika, unapaswa kuwa na ufahamu wa yote kwa tiketi ya Red Planet, anatarajia mwili katika hatua ya kwanza ya kazi - barabarani. Kwa wastani, barabara ya sayari jangwa itachukua nusu ya mwaka - wapatao 500 siku. Kutegemea barabara tu nguvu zao wenyewe, kusubiri tu kwa ajili ya msaada kutoka mahali popote.

Kudhoofisha nguvu itakuwa sababu nyingi: stress, mionzi, kutokana na kukosekana kwa shamba sumaku. mtihani muhimu kwa viumbe - mabadiliko ya mvuto. Safari watu "kujifahamisha" na ngazi mbalimbali ya mvuto. Kimsingi hii overload takeoff. Basi - na Uzito wakati wa kukimbia. Baada ya hapo -. Hypogravity katika marudio, yaani, na uzito juu ya Mars angalau 40% ya ardhi ..

Jinsi ya kukabiliana na madhara ya weightlessness katika ndege muda mrefu? Inatarajiwa kuwa maendeleo katika uwanja wa mvuto bandia itasaidia kushughulikia suala hilo hivi karibuni. Majaribio ya panya, kusafiri na "Cosmos-936" kuonyesha kwamba njia hii haina kutatua matatizo yote.

Uzoefu OS umeonyesha kuwa ni muhimu zaidi kwa tu, anaweza kuleta matumizi ya simulators, na uwezo wa kuamua mzigo inahitajika kwa kila mwanaanga mtu binafsi.

Wakati ni kuamini kwamba Mars kuruka watafiti si tu, lakini pia kwa watalii ambao wanataka kuanzisha koloni kwenye Red Planet. Kwa ajili yao, angalau awali, hisia ya kuwa katika weightlessness outweigh sababu madaktari kuhusu hatari za kukaa muda mrefu katika hali hii. Hata hivyo, baada ya wiki chache na wanahitaji msaada kwao kwa nini ni muhimu sana kuwa na uwezo wa kutafuta njia ya kujenga juu ya spaceship bandia mvuto.

matokeo

Nini hitimisho yanaweza kufanywa juu ya kuundwa kwa mvuto badala kwa nafasi?

Miongoni mwa chaguzi zote kuchukuliwa kwa sasa kupokezana kubuni inaonekana kweli zaidi. Hata hivyo, chini ya ufahamu wa sasa wa nguvu za asili ni vigumu, kwa sababu meli - hii sio silinda tupu. Ndani yake mna yanagongana kuzuia utekelezaji wa mawazo.

Aidha, meli Radius lazima kubwa ya kutosha ili Coriolis athari ni athari kubwa.

Kusimamia kitu kama hicho, inachukua silinda O'Neill ilivyoelezwa hapo juu, ambayo itakuwa kufanya hivyo inawezekana kudhibiti meli. Katika hali hii, nafasi kuongeza kwa ajili ya matumizi ya muundo kama kwa ajili ya misioni interplanetary kuhakikisha timu cha starehe ya mvuto.

Kabla watu watakuwa na uwezo wa kutafsiri ndoto zao katika ukweli, tungependa kuona katika kazi za tetesi kidogo kweli zaidi na maarifa zaidi ya sheria za fizikia.