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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?
7 N2 B( H! R- p: V% }& ]
0 ?  X& p5 C5 G: l% ]3 P2 G《极乐空间》中开放式大气层的空间站# O' u: c  Q( W. d) w6 p! ?4 N

4 e$ K, w3 i! p% w) y, M0 ]赫尔姆斯号的环形生活起居舱段
; a# z. i2 u1 p8 O! Y
+ z$ N7 I9 L* |《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!, H" Y6 Z0 }' Y9 I% e9 H
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?' Z) `- b) o; O. @

* I0 v4 W+ `0 ?1 O( H* h  S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!
9 X, n- W& h+ c: I$ F5 B- k0.5G即可4.9M/S^2) H( w5 T: W8 Q/ X+ q# _4 r
w要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒7 P. Y( \1 n0 i: [. @
那么R=111.7M7 l' I) @% \- Y% b3 D
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!/ X) {! v' T* D

& Y. C; n5 D% F3 e$ B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:  Z1 ^9 v4 k. b. C- e
一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!2 M1 c. @7 }. I- Y
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!
) W+ \6 t8 G9 @- g" T8 S8 c$ A三、现阶段空间站要求人工重力非必须. x/ f+ L2 U' \0 I6 T
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!
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来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/7 Z/ t6 J& O$ F1 N/ V5 ?
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