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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?
# K5 _* K$ `* u8 f' n: F2 E6 L7 u8 n  T
《极乐空间》中开放式大气层的空间站
0 D7 m6 g4 p- a& a* |1 y: V8 Z0 ~+ {
赫尔姆斯号的环形生活起居舱段
4 F) ~+ b8 J( [1 v- a
' N/ f( N5 _- [7 v& A+ ~6 m《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!& f! W. B7 x, f5 f
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?& p" N. {: \7 p2 p  G6 p8 v* _
$ }) V+ z0 o7 f0 e7 ]( |$ E" m& i
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!
$ \# ~, Q" }( x2 `# {0.5G即可4.9M/S^2
; \) }2 y* D# fw要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒+ g/ y6 N& ?% {# W/ Q0 t: {. [
那么R=111.7M
3 \! E% Y: w$ `* j9 e/ }4 p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!4 ~& |8 P1 i9 M" _, K

; w! v5 ^+ h0 N! a% K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:8 A- Y9 n! U# b. i6 }8 L% X9 V
一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!
( [4 C3 w- h% g9 q* K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!- l" O4 h4 I, k8 e, s
三、现阶段空间站要求人工重力非必须
5 Q% {* m1 N) y1 b5 S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!/ q8 G2 e/ B4 _' I2 z
& E7 ]: G9 L* a( n; f5 ?7 S( X
来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/! @- C; N; S, }: Y; d& I$ x$ l
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