Veda Fiktívna umelá gravitácia nebude fungovať; Poďme hovoriť G-sily

Gravitácia je ťažká. Newtonovi trvalo dlho, kým sa to podarilo a mnoho Newtonovských fyzikov sto rokov potvrdilo Einsteinove gravitačné teórie. A to sú prirodzene sa vyskytujúce veci. Umelá gravitácia je oveľa viac mätúca.

Ťažba sci-fi - ktorá je prekvapivo plodná pre riešenie futuristických problémov - je beznádejná. zvážiť Hviezdne vojny lore, ktorá uviazla kučeravým prstom v každom stredne veľkom otvore. Umelá gravitácia na Millennium Falcon a každý iný kus vesmírneho odpadu? Je generovaný umelým gravitačným generátorom. Wookieepedia, ktorá má desať tisíc drsných slov na Darth Maul, má všetky dve vety o logike Lucas, ktorá poráža nulu g:

Generátory umelej gravitácie boli použité na vytvorenie stabilného gravitačného poľa mimo prirodzenej gravitácie planéty, čím sa napomohol životu vo vesmíre. Používali sa aj na komprimáciu objektov - na účely skladovania s plynnými komoditami a niekedy na vytvorenie syntetických drahokamov.

i Star Trek, ktorý má byť Hviezdne vojny pre model U.N., nie je lepšie. Nie je to však fér, aby sme si vybrali sci-fi. Syntetická gravitácia, tak ako v gravitácii vytvorenej ľuďmi, je v súčasnosti mimo nášho chápania.

Problém

Problém je v tom, že v porovnaní s ostatnými silami je gravitácia slabá - piddly magnety ju môžu poraziť. V praxi to znamená, že najjednoduchším spôsobom, ako vybudovať vesmírnu loď s umelou gravitáciou rovnou pozemskej gravitácii, je dať jej hmotnosť Zeme. Ak sa zamedzí nejakému podivnému superhustému materiálu nezmyselného alebo nerealizovateľnému štúdiu, zrazu sa to zopakuje.

To však neznamená, že neexistujú zložitejšie riešenia. Umelé uloženie normálnej gravitácie nebude jedným z nich.

Pravdepodobné riešenie

Ak zrýchľujete správne množstvo - buď v priamke alebo v kruhu - môžete vytvoriť g sily rovnaké ako gravitácia. Problém s urýchľovaním v jednom smere je, že vaše palivo bude nakoniec vyčerpané. Vesmír je našťastie vákuum, takže akonáhle rotačné zrýchlenie robí svoju prácu, nie je nič, čo by spomaľovalo rozbiehanie vesmírnej stanice. Toto ste videli na obrazovkách v elysium, Marťan a svätožiara - a prenikne do podivnejších konceptov NASA. (Nie je to len starý koncepty, ako napríklad umenie, ktoré sa objavilo v roku 1969, sa nachádzajú v pláne NASA na rok 2015 pre budúcnosť.)

Podobne ako všetky sily, koncepcia sa zmenšuje na hmotnostné zrýchlenie. V tomto prípade je kruhové zrýchlenie ω ^ 2 krát R (kde ω je uhlová rýchlosť a R je polomer lode). Vzhľadom k tomu, hmotnosť zostane rovnaká, nech ste kdekoľvek, vytvára pravý falošný gravitačný ekvivalent sa stáva cvičením, aby vaša loď správnu veľkosť a točí to správnou rýchlosťou.

Problém s pravdepodobne riešenie

Budovanie spriadacej lode Zlatovláska nie je jednoduché. Ak je polomer príliš malý, narazíte na Coriolisov efekt. Keď sa váš vnútorný rám rýchlo otáča, jednoduché úkony preberajú čudné vlastnosti. Môžete sa cítiť pohodlne, ale aj pri nakláňaní hlavy by sa vaše dve vnútorné uši mohli vymaniť zo synchronizácie. Preto nemôžete hádzať basketbal priamo cez karusel, poukazuje na čas Space Space:

Ak urobíte loď dostatočne veľkú, nemusíte ju otáčať tak rýchlo - ale máte obrovskú mechanickú záťaž na kozmickej lodi, ak ju urobíte obrovskú. Sci-fi sweet spot, PBS Space Time hovorí, že je blízko kruhu Halo. Ak vezmeme do úvahy, že desiatky tisíc dolárov za libru na získanie materiálov mimo planéty, „astronomické“, ako to uviedol astronom Cornell University, museli by sme túto vec vybudovať vo vesmíre. Vzhľadom na dostatočne veľký Kickstarter, môžete urobiť nulu-g do jednotlivých číslic.