Gravitația artificială fictivă nu va funcționa; Să vorbim despre forțele G

Gravitatea este dură. L-a luat mult timp lui Newton să-l spargă și o mulțime de fizicieni newtonieni o sută de ani pentru a confirma teoriile gravitaționale ale lui Einstein. Și asta e chestia naturală. Gravitatea artificială este mult mai confuză.

Ministrul sci-fi - care este surprinzător de fructuos pentru rezolvarea problemelor futuriste - este aici fără speranță. Considera Razboiul Stelelor lore, care a blocat degetul în fiecare gaură de dimensiuni midichloriene. Gravitatea artificială pe Millennium Falcon și fiecare altă bucată de junk spațiu? Este generat de un generator de gravitate artificială. Wookieepedia, care are zece mii de cuvinte gnarly pe Darth Maul, are toate cele două propoziții asupra logicii Lucas învingând zero- g:

Generatoarele de gravitație artificială au fost folosite pentru a crea un câmp stabil de gravitate în afara puțului de gravitație natural al planetei, ajutând astfel viața în spațiu. Ele au fost, de asemenea, utilizate pentru a comprima obiecte - în scopuri de depozitare cu mărfuri gazoase, și, uneori, pentru a crea pietre sintetice.

Chiar Star Trek, care ar trebui să fie Razboiul Stelelor pentru copiii modelului U.N., nu este mai bun. Dar nu este corect să alegeți știința-ficțiune. Greutatea sintetică, ca și în gravitatea creată de oameni, este în prezent dincolo de înțelegerea noastră.

Problema

Problema este că, în comparație cu celelalte forțe, gravitatea este slabă - magneții piddly îi pot învinge. Ce înseamnă în practică că cel mai simplu mod de a construi o navă spațială cu gravitație artificială egală cu gravitația terestră ar fi să-i dați masa Pământului. Stingerea unor materiale ciudate de nonsens super-dense sau a unui studiu nerecuperabil care brusc se replică, nu se pune problema.

Asta nu înseamnă însă că nu există soluții mai complicate. Impunerea artificială a gravitației normale nu va fi una dintre ele.

Soluția probabilă

Dacă accelerați doar cantitatea potrivită - fie într-o linie, fie într-un cerc - puteți crea forțe g egale cu cele ale gravitației. Problema cu accelerarea într-o singură direcție este că combustibilul dvs. va fi în cele din urmă epuizat. Din fericire, spațiul este un vid, așa că, odată ce accelerația rotativă își desfășoară activitatea, nu există nimic care să încetinească rotirea unei stații spațioase. Ați văzut asta pe ecrane Elizeu, Martianul, și Aura - și permează conceptele NASA mai ciudate. (Nu numai vechi concepte cum ar fi navele spațiale de mai sus din 1969 se află pe foaia de parcurs a viitorului NASA pentru 2015).

Ca toate forțele, conceptul se reduce la accelerația de masă. În acest caz, accelerația circulară este ω ^ 2 ori R (unde ω este viteza unghiulară și R este raza navei). Deoarece masa rămâne aceeași oriunde v-ați afla, crearea unui echivalent gravitational fals corect devine un exercițiu de a face nava ta la dimensiunea potrivită și de a o roti cu viteza corectă.

Problema cu probabil soluția

Dar construirea navei de învârtire a lui Goldilocks nu este ușoară. Dacă raza este prea mică, faceți clic pe efectul Coriolis. Atunci când cadrul dvs. intern se rotește rapid, acțiunile simple iau proprietăți ciudate. S-ar putea să vă simțiți confortabil ca niște forțe gemene care stau în picioare, dar chiar și înclinarea capului ar putea să vă arunce sunetele din interior. De aceea nu puteți arunca un baschet direct pe un carusel, subliniază seria PBS "YouTube Space Time:

Dacă faceți nava suficient de mare, nu trebuie să o rotiți atât de repede - dar obțineți stresuri mecanice incredibile asupra navei dumneavoastră dacă o faceți imens. Scena sci-fi dulce, PBS Space Time spune, este aproape de inelul lui Halo. Având în vedere că este vorba de zeci de mii de dolari per kilogram pentru a obține materiale de pe planetă, "astronomice", așa cum a spus astronomul Universității Cornell, ar trebui să construim chestia în spațiu. Având un Kickstarter suficient de mare, ai putea să faci acest zero-g în cifre unice.