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空间站为什么不建成科幻片中的环形,用离心力模拟重力?

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发表于 2019-5-3 17:26:17 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国
科学家非常想将空间站建造成能用离心作用模拟出重力来的环形,比如《极乐空间》中那庞大的空间站,当然那个太大,还是《火星救援》中的赫尔姆斯号飞船或者《星际穿越》中的永恒号,都非常不错,人类在0.4-0.8G模拟重力下工作与生活,对于身体健康和到地面的恢复时间都可以大大缩短,既然有那么多优势,那么我们为什么不制造环形空间站呢?2 F: ?8 A1 T9 u3 K3 E1 {$ q
3 K6 A/ p4 q5 Y9 U( K4 E
《极乐空间》中开放式大气层的空间站
, {( a1 \: J9 j' [3 Z6 c/ q+ s
& R4 `8 ^7 k' K+ B2 c赫尔姆斯号的环形生活起居舱段& a, R/ Q1 W: a0 _- B

1 O( x* m( A$ L0 B) B《星际穿越》中的飞行器则比较有趣,整就是一个环状,个功能舱环形排开,中间的则是驾驶舱,用旋转舱段隔离!3 q' _( {& z4 j$ m, ]
无疑几个途中的离心作用模拟重力都是非常舒适的,当然这有一些要求,因为人类前庭器官对旋转极为敏感,必须将旋转速度控制在1.5-2转/分以内,假如要达到0.5G的加速度的话,那么要多大直径的环形舱呢?
1 H( G% O! a( b& X
* f. Z2 o, H/ l0 _% b  w向心加速度计算公式,a为向心加速度,w为角速度,R为半径!; U  r9 K2 Q1 A. q' I  _) W
0.5G即可4.9M/S^2; o1 k; Z/ R* E- O' V
w要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒1 P; V+ {& L, g3 w# m8 z
那么R=111.7M+ H+ @$ Y0 u$ K" k0 A8 o
即在舒适度约为2转每分的情况下,如果要达到0.5G的重力加速度,那么这个环状结构的半径要达到112M左右!$ @! _9 z: W2 T& i: K6 Z  s: L6 [

' n! e. R* Y# t; F4 Z0 e国际空间站的尺寸为长108.5M,宽72.8M,但实际国际空间站真正的主桁架长度不超过90M,简单的说即可国际空间站整个尺寸连满足上述半径都无法满足!而国际空间站还是16个国家和地区花了二十几年的时间慢慢攒起来的,可想而知那个111M的半径的环状空间站有多难!更准确的说,是如下几点:
: D# O1 [# q: a* w2 i9 ^& K一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!( I: s  `2 }" y) n
二、运输能力,以当前的火箭技术,组装一个如此庞大的空间站几乎就不允许!9 S" M+ o' `8 J3 [1 I7 a
三、现阶段空间站要求人工重力非必须4 ~$ e  ~+ y3 K1 h
出于以上几点,空间站没有采用人工重力设计完全是可以理解的,我们必须有,然后才能考虑舒适性!因此即使在未来很长的时间内,也不太可能采用这种设计,除非我们的火箭技术出现突飞猛进的提升,否则还是看ISS这种经典结构吧!
7 q) h' u9 a( y3 e4 o" Q6 O  R: R( `: I; |
来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/5 u) V4 i3 q" h' d, X9 G% r3 E
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