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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?
1 ~# e3 z! d+ Z. Z5 n6 b3 ]6 m
9 C, r& ], Q+ q4 ]# P4 }' a, Q《极乐空间》中开放式大气层的空间站  X1 Q/ N; H; @# Y# O: V& o
1 E  F0 F2 d. T3 l9 T
赫尔姆斯号的环形生活起居舱段9 k% |) ], s' {3 s0 W

) M' J4 K* {2 e* E4 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!
" M5 }1 U  x) e) X; Y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?, L5 x* J+ S: v( O/ X; _" ^6 z

. T2 a) a/ H2 C( q+ ?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!
4 w8 b' Q. P+ {) C5 H4 P0.5G即可4.9M/S^25 C/ p  o5 Y0 A6 o8 a7 O+ p% s* n- _
w要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒5 a% r7 N2 d, T, y9 b, |
那么R=111.7M
$ P% x( G  G: Y* s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!6 o5 Y/ D; Q) c! R% @* A8 ?7 }
, g" g7 ]/ A; T  p+ T6 A/ X
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:; F" H1 x' O/ x: q
一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!
0 n6 e& [: s  D8 W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!
! }2 y$ S/ F$ q三、现阶段空间站要求人工重力非必须
1 X* e6 g. G' g" F& O' {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!. m6 |: l$ z9 n& ?1 F, U0 d
) Y- s  n8 ]& t) w& e  U3 ]. r* I1 X* i
来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/: s' D2 Z: ^: Y- q  H' c8 ]! U
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