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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?
) T$ a( S# P& O! J/ A! I1 `' P: _& `
《极乐空间》中开放式大气层的空间站1 _5 P5 R- L5 O3 @5 i  U
' k+ ~; T, L* A4 L6 a4 R, d( P
赫尔姆斯号的环形生活起居舱段
' `# M% V# E/ S: h; ^' O% d, c3 S  z( Y. h3 p- D, h; ~
《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!
0 i0 p+ O% `) }- `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?, o% I: W2 s7 ]  t- Z2 v" J# H% @

% {" T% V7 o1 i) h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!0 W5 [/ r8 p& @; G7 {9 ^
0.5G即可4.9M/S^2: n; n3 R' j( u  d! `9 M
w要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒2 p% l. [- S& \* X$ I3 n& T
那么R=111.7M
' N0 c( S8 |' u/ A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 s) F+ _$ w& B1 T/ A
- D% ~; l8 |; M& N
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:
9 t8 _2 k1 x8 G: \# J一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!  X. I& d2 O6 o" R0 B
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!: E; k+ r$ E# T  }' F+ u3 g
三、现阶段空间站要求人工重力非必须
7 O$ [  q3 W" m1 S. G4 k( B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 Y! G: C  |/ m$ T; q- L7 @7 i6 _8 \
来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/; o, v% V' W+ Z- y+ q3 r7 ^+ d
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