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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?, G' O2 q0 f5 V3 d' l
, P/ |0 Y& C$ v# ]4 g- X7 N
《极乐空间》中开放式大气层的空间站* i  |1 P+ G( z3 {3 A7 g
+ J% q' N- w2 u, l( K6 h
赫尔姆斯号的环形生活起居舱段/ q2 o1 i; L. J* H0 g
7 |$ y# P4 [- M: b+ R9 L# }8 K
《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!; A, g! r/ W/ ]4 O5 E
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?6 [6 J, Y) j, n, ^$ \! {
' o- _$ g6 l$ ^- x. u7 n  X6 H1 a0 j
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 H/ q7 ]; Q- `/ q$ K" H, A0.5G即可4.9M/S^2
& I" r( w6 t0 @/ q. D8 J/ Z, w  Iw要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒: x6 m5 @( v7 c. L" c9 m
那么R=111.7M# T% Y3 }# q# V
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!- r- W4 Y* }3 {* V+ ]/ A

0 h5 ]& j0 W" D* Z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:
, d7 B" A+ ^) O6 c+ g/ I一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!. Y1 p* e, ^! Q% r5 n5 U
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!
  M- I5 h1 F" J5 c7 e) P9 Y( ?3 c三、现阶段空间站要求人工重力非必须5 f5 c0 L5 Q5 W& H
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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- m+ @5 N" r; V* \; C( Y来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/8 O9 X/ z9 K7 A; l* f
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