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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?
1 w6 j* m; j% m3 I& n
2 T7 Y9 B: o: l《极乐空间》中开放式大气层的空间站
: k6 ]( d& I, V$ A6 }9 P2 U
/ Q! u+ b6 j# `$ [! J赫尔姆斯号的环形生活起居舱段
) l# c7 {& G7 F
  s( u; A! [' f1 \! G) |《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!
# `1 O4 Q, Y1 U7 }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?
& P5 G# i# p+ k1 d( z7 Z, ^3 ~+ w9 Y
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!
$ w- E; E3 `( g% a. F' f; t, r# N0.5G即可4.9M/S^2
1 P6 n& f1 p! K7 h' y' j8 b6 ]w要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒
. G: X3 ?! Q$ v  P, ~% w7 `' H那么R=111.7M8 {& I$ X* W0 O/ R# j& {1 u- v- K
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 K. z; {8 ?- p& ]
8 D- h" g5 C/ u3 e
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:
0 C; @1 H8 ]8 h" M; r  r* m! G7 \一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!
4 v7 }4 ]5 `2 `' B9 u6 O2 E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!  ]+ J0 h( Z: h* f- O. _
三、现阶段空间站要求人工重力非必须9 V; v) Q. @9 |) \
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!- z4 K* Q4 {, E  T
2 b( C( J1 R# s6 h" o
来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/
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