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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?! X5 |7 ~% h* \

! q/ [; m; l( b5 p《极乐空间》中开放式大气层的空间站  w% v7 A# Y9 a  H$ U3 Y- u

* I* E+ i6 |0 l/ h赫尔姆斯号的环形生活起居舱段6 h: X0 f) F8 [8 w) Z) h
) L: _7 e' ]7 `
《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!
6 O& Q6 @2 |" G* d1 ?% 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?/ C/ b1 C4 W& f! {/ c& J

& k  V) ~% X9 C9 a1 M$ @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!8 i$ j' I: X6 n0 @& }( a0 _1 H7 a
0.5G即可4.9M/S^2% B% D1 i- d& @" }
w要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒
) Z* W$ Q! {: I' a3 Z' c, C那么R=111.7M3 Y, r* l5 b6 Y& y4 T$ q! d! 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!8 a: S9 n! G! k% J6 r6 z+ d1 x
; ~7 d4 ]9 L: {" r2 V
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:
6 Q. Y3 D/ W2 x) n一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!
3 y/ U, I0 \! |! `" q8 r' |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!
1 ~, n- d9 {7 [0 d2 v7 J三、现阶段空间站要求人工重力非必须3 \9 r1 O# o, ^% s6 I5 X2 f! @) F5 Z
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!
, o! u: D- Q! I
3 Z4 o7 {, t4 S4 r来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/% }& q9 X' _0 ~9 y4 }; g
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