Игорь Молд предлагает Вам запомнить сайт «Наука и техника»
Вы хотите запомнить сайт «Наука и техника»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Новейшие разработки, этапы развития техники. Достижения и история в науке и технике.

Читать

Почему космонавтам недоступна искусственная гравитация?

развернуть

Если поместить человека в космос, подальше от гравитационных воздействий, испытываемых им на поверхности Земли, он испытает невесомость. Хотя все массы Вселенной продолжат притягивать его, они продолжат притягивать и космический корабль, поэтому человек будет «плавать» внутри.

Почему космонавтам недоступна искусственная гравитация? гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

В сериалах и фильмах типа «Звёздный путь», «Звёздные войны», «Боевой крейсер „Галактика“ и множестве других нам всегда показывают, как члены команды стабильно стоят на полу корабля вне зависимости от прочих условий. Это потребовало бы возможности создания искусственной гравитации – но с учётом законов физики в том виде, в котором мы их знаем сегодня, это слишком трудная задача.

Почему космонавтам недоступна искусственная гравитация? гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

С гравитацией связан важный урок принципа эквивалентности: равномерно ускоряющаяся система отсчёта неотличима от гравитационного поля. Если вы находитесь в ракете и не можете выглянуть наружу, у вас не будет способа понять, что происходит: вас придавливает „вниз“ сила гравитации или равномерное ускорение ракеты в одном направлении? Эта идея привела к формулированию общей теории относительности, и, спустя более чем сто лет, это самое правильное из известных нам описание гравитации и ускорения.

Идентичное поведение мяча, падающего на пол, в ускоряющейся ракете и на Земле демонстрирует принцип эквивалентности Эйнштейна

Идентичное поведение мяча, падающего на пол, в ускоряющейся ракете и на Земле демонстрирует принцип эквивалентности Эйнштейна гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

Есть ещё один трюк, который мы могли бы использовать: заставить корабль вращаться. Вместо линейного ускорения (разгонной силы ракеты) можно получить центробежное, в котором человек на борту будет чувствовать, как его притягивает корпус корабля. Этим знаменит фильм „2001: космическая одиссея“, и эта сила при достаточно большом корабле была бы неотличима от гравитации.

Но это и всё. Три типа ускорения – гравитационное, линейное и вращательное – единственные в нашем распоряжении силы, оказывающие гравитационное воздействие. И для находящихся на борту космического корабля это большая, большая проблема.

Концепция космической станции 1969 года, которую предполагалось собирать на орбите из использованных ступеней программы „Аполло“. Станция должна была вращаться вокруг центральной оси и порождать искусственную гравитацию

Концепция космической станции 1969 года, которую предполагалось собирать на орбите из использованных ступеней программы „Аполло“. Станция должна была вращаться вокруг центральной оси и порождать искусственную гравитацию гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

Почему? Потому, что для путешествия в иную звёздную систему придётся ускорять корабль по пути туда, а по прибытию – замедлять. Если вы не сможете защититься от этих ускорений, вас ждёт фиаско. К примеру, чтобы разогнаться до „импульсной скорости“ „Звёздного пути“, до нескольких процентов от скорости света, пришлось бы выдержать ускорение в 4000 g в течение часа. Это в 100 раз больше ускорения, которое предотвратит ток крови в вашем теле – весьма неприятная ситуация, как ни крути.

Запуск шатла Колумбия в 1992 году показывает, что ускорение ракеты происходит не мгновенно, а длится достаточно долгое время, много минут. У космического корабля ускорение должно было быть гораздо большим, чем может выдержать человеческое тело

Запуск шатла Колумбия в 1992 году показывает, что ускорение ракеты происходит не мгновенно, а длится достаточно долгое время, много минут. У космического корабля ускорение должно было быть гораздо большим, чем может выдержать человеческое тело гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

Более того, если вы не хотите быть невесомым во время долгого пути, и подвергаться ужасным биологическим эффектам вроде потери костной массы и космической слепоты, необходимо, чтобы на ваше тело действовала постоянная сила. Для других сил, кроме гравитации, это не было бы проблемой. К примеру, для электромагнитного воздействия можно было бы поместить команду в проводящую оболочку и это устраняло бы все внешние электромагнитные поля. А потом внутри можно было бы устроить две параллельные пластины и организовать постоянное электрическое поле, заставлявшее бы заряды двигаться в определённом направлении.

Эх, если бы гравитация работала так же.

Схематическая диаграмма конденсатора, две параллельные проводящие пластины которого имеют одинаковые по величине и разные по знаку заряды, что создаёт между ними электрическое поле

Схематическая диаграмма конденсатора, две параллельные проводящие пластины которого имеют одинаковые по величине и разные по знаку заряды, что создаёт между ними электрическое поле гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

Никаких „гравитационных проводников“ не существует, и от гравитации нельзя защититься. Невозможно создать равномерное гравитационное поле между какими-нибудь пластинами в определённом участке пространства. Причина в том, что в отличие от электричества, создаваемого положительными и отрицательными зарядами, гравитационный „заряд“ бывает одного типа, масса-энергия. Сила гравитации всегда притягивает, и с этим ничего нельзя поделать. Придётся делать всё возможное с тремя доступными типами ускорения – гравитационным, линейным и вращательным.

Подавляющее большинство кварков и лептонов Вселенной состоят из материи, но для каждого из них существуют и частицы антиматерии, гравитационные массы которых не определены

Подавляющее большинство кварков и лептонов Вселенной состоят из материи, но для каждого из них существуют и частицы антиматерии, гравитационные массы которых не определены гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

Единственным способом создать искусственную гравитацию, способную защитить вас от эффектов ускорения корабля и придать вам постоянное притяжение „вниз“ без ускорения, было бы открыть новый тип отрицательной гравитационной массы. У всех открытых нами частиц и античастиц масса положительна, но это инерциальные массы, то есть, массы, имеющие отношение к ускорению или созданию частиц (то есть, это m из уравнений F = ma и E = mc2). Мы показали, что инерциальная и гравитационная массы для всех известных частиц совпадают, но пока не проводили достаточно тщательных проверок для антиматерии и античастиц.

Коллаборация ALPHA ближе других экспериментов подошла к измерению поведения нейтральной антиматерии в гравитационном поле

Коллаборация ALPHA ближе других экспериментов подошла к измерению поведения нейтральной антиматерии в гравитационном поле гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

И в этой области эксперименты идут прямо сейчас! В эксперименте ALPHA на ЦЕРН получили антиводород — стабильную форму нейтральной антиматерии — и сейчас работают над изоляцией её от всех других частиц на низких скоростях. Если он окажется достаточно чувствительным, мы сможем измерить, в какую сторону антиматерия будет двигаться в гравитационном поле. Если она будет падать вниз, как и обычная, тогда её гравитационная масса больше нуля, и её нельзя использовать для создания гравитационного проводника. Но если она будет падать вверх, это изменит всё. Единственный экспериментальный результат внезапно сделает искусственную гравитацию физически возможной.

Возможность получить искусственную гравитацию соблазнительна, но она требует существования отрицательной гравитационной массы. Такой массой может стать антиматерия, но это пока неизвестно

Возможность получить искусственную гравитацию соблазнительна, но она требует существования отрицательной гравитационной массы. Такой массой может стать антиматерия, но это пока неизвестно гравитация, интересно, космонавты, космос, факты

Источник: habrastorage.org

Если у антиматерии будет отрицательная гравитационная масса, тогда сделав потолок комнаты из антиматерии, а пол из материи, мы сможем создать искусственное гравитационное поле, постоянно притягивающее вас „вниз“. Построив оболочку корабля из гравитационного проводника, мы защитим всех внутри него от сил сверхвысокого ускорения, которое иначе было бы смертельным. И, что самое прекрасное, люди в космосе больше не будут страдать от отрицательных физиологических эффектов, от нарушения вестибулярного аппарата до атрофии сердечной мышцы, досаждающих современным космонавтам. Но пока мы не откроем частицу (или набор частиц) с отрицательной гравитационной массой, искусственную гравитацию можно будет получить только через ускорение.

Источник: geektimes.ru



Источник: https://fishki.net/2564627-pochemu-kosmonavtam-nedostupna-iskusstvennaja-gravitacija.html © Fishki.net


Ключевые слова: главная, новость
Опубликовал Игорь Молд , 09.04.2018 в 19:12

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Владимир Петров
Владимир Петров 10 апреля, в 11:49 Получается, что уже сегодня можно создать искусственную гравитацию для космонавтов. Хотя и в условиях поступательно неподвижной, но вращающейся  космической станции большого диаметра.
А сторонники надуманно-придуманной материи пусть и дальше создают что-нибудь надуманно-придуманное!
Текст скрыт развернуть
-1
Владимир Клюкин
Владимир Клюкин Владимир Петров 10 апреля, в 12:15 Эта статейка, тупо и криво переведенная из заокеанского журнала - ярчайший пример того, куда нас тащат идолопоклонники всего американского. Дикая галиматья, помойка из обрывков фраз, терминов и абзацев, надерганых по разным источникам физики. Поаытка наукообразнсти лишь обнажила полный дебилизм автора статьи журнала Forbes Текст скрыт развернуть
2
Владимир Петров
Владимир Петров Владимир Клюкин 10 апреля, в 13:50 Согласен!!! Текст скрыт развернуть
1
Некто ВК
Некто ВК 10 апреля, в 14:13 В статье, хотя и написанной абракадабрским языком, отчасти просматривается желание представить, возможно ли движение с ускорениями, превышающими нормы, которые может выдержать человек и возможно ли создание гравитации при движении по инерции  (то есть такого, каким сейчас и передвигаются космические аппараты), только без применения центробежных сил. Думаю, что ответить можно только предположительно. Да, возможно, но нам пока это не доступно. Только в рассуждениях изначально заложена громадная ошибка. Высказано предположение, что может быть создана антимасса (или, иначе говоря, масса отрицательного потенциала). Кстати, примерно такое предположение красочно описал еще Герберт Уэллс в своем рассказе "Первые люди на Луне". Веществом под названием каворит была покрыта капсула, с помощью которой и перелетели исследователи на сателлит Земли. Только там вещество просто дезавуировало силы гравитации. Так вот, вовсе не обязательно создавать анти массу. Можно "создать" и обычную массу, которая может отнять негативное воздействие высокого ускорения. Скажем так, допустим, что придуман гравитатор, который может создавать гравитационное поле регулируемой величины. Если его установить на носу ракеты, движущейся с ускорением 2g и включить его на генерацию поля величиной в 1g, то космонавт, находящийся в ракете, двигаясь со скоростью 2g, будет испытывать ускорение 1g. Так как гравитатор нейтрализует излишнее притяжение ровно на 1g. Или, скажем, ракета ускоряется на величину 10g. А гравитатор, естественно, летящий вместе с ракетой, вырабатывает поле в 11g. Тогда космонавту останется привычное 1g, но притягиваться он будет уже не к корме, а к носу корабля. Нужны примеры? Пожалуйста, только для этого нужно выйти за грань обыденного. Можете верить или не верить в НЛО, но именно они являют собой те устройства, которые показывают, что летать они могут с ускорениями многократно превышающими допустимые для живых организмов нормы. Что и является основной причиной, по которой люди не могут принять их существование в реальности. Есть, правда и еще один механизм, объясняющий необычное поведение этих объектов. Но это выходит даже за рамки вышеприведенного, непривычного нам объяснения. Чтобы не перегружать читателя (а также и по некоторым другим соображениям) я пока умолчу о нем.
Текст скрыт развернуть
1
Некто ВК
Некто ВК 10 апреля, в 14:47 Но позвольте продолжить. Возможно ли построить такой гравитатор-антигравитатор? Или, говоря иначе, мобильный гравитатор. Думаю, что это возможно и более реально, чем создать массу антиматерии размером с целую планету. А вот в какой области искать способы осуществления таких проектов, позвольте умолчать. Думаю, некоторые оптимисты могут сюда притянуть современные понятия о квантовой теории. Ну, что же, флаг им в руки, барабан на шею и поезд навстречу. Могу только напомнить один эффект из области теории относительности - при приближении скорости объекта к скорости света, масса его растет. Правда, последнее время я прихожу к выводу, что это не совсем верное толкование этого эффекта на умозрительном уровне. То есть, масса-то не растет, а увеличивается вложенная в нее энергия. Но стороннему наблюдателю это будет казаться увеличением массы. Грубо говоря, если пуля врежется в преграду, то вдвое быстрая пуля произведет удар, как вдвое более тяжелая пуля. Потому, предположение, что создавая поле гравитации добавлением энергии телу разгоном его и увеличивая тем его массу выглядит несколько несостоятельным. Но есть и другие соображения на этот счет, которые могут обнаружить некоторые другие побочные эффекты, основательно меняющие результат. Текст скрыт развернуть
0
Простой Обыватель
Простой Обыватель 10 апреля, в 18:15 У антиматерии не может быть отрицательной гравитации.  Она нормальная материя, только заряд у нее противоположный. Не теште себя глупыми надеждами. Текст скрыт развернуть
0
пламен ангелов
пламен ангелов 10 апреля, в 21:21 Будем летать в замороженном состояний Текст скрыт развернуть
1
Сергей Филипенков
Сергей Филипенков 11 апреля, в 12:43 Коллеги в СССР в Лётно-исследовательском институте  в 1965-1974 годах велись работы  по изучению эффектов искусственной силе тяжести для марсианских кораблей-была сделана трёхместная кабина центрифужного стенда "Орбита" в которой испытатели-добровольцы вращались от нескольких суток до месяца-непрерывно под действием центробежной силы испытывая серьёзный стресс-смотрите монографии одного из основателей экспериментального исследования на себе воздействия ИСТ в нашей стране Леонида Александровича Китаева-Смыка. Для тех, кто плохо перенесёт условия космического полёта проектировался аварийно-спасательный отсек, в котором должны были консервировать еле теплющуюся жизнь человеческого организма с помощью медикаментозного введения в гипобиоз, когда человек находится в совершенно бессознательном состоянии и почти не потребляет кислород, но лучше переносит ионизирующую радиацию, недостаток кислорода в атмосфере, ударные и длительнодействующие перегрузки читайте об этом труды Николая Николаевича Тимофеева, изданные в виде автореферата докторской диссертации в 1972, в виде монографий в 1983 и 2006 годах Текст скрыт развернуть
0
Показать новые комментарии
Показаны все комментарии: 8
Комментарии Facebook
Свежее
Ученые нашли на дне океана то, что разрушит все древние мифы
Игорь Молд 5 дек 17, 14:56
+87 29
Обнаружен невидимый щит, окружающий Землю, но исследователи не понимают, как он появился
Белка Затейница (Шелл) 19 авг 17, 12:55
+85 83
О советском космонавте, ставшем "робинзоном", починившем американский Шаттл и попавшем в кино
Игорь Молд 4 фев 17, 18:40
+68 15
Загадочный текст, скрытый в ДНК человека
Игорь Молд 19 янв 17, 11:32
+78 103
Очередной невероятный прорыв в области хранения информации. Русские изобретения
Игорь Молд 22 ноя 16, 13:01
+61 25
Удивительное открытие русских ученых объясняет многие «паранормальные» явления
Игорь Молд 19 ноя 16, 18:24
+134 59
Плавучие АЭС — цена оправдана! Россия готовит «сюрприз» для мирового рынка
Игорь Молд 5 ноя 16, 20:26
+112 31
Энергия будущего: что придет на смену нефти - изобретатель из России создал уникальный ветряк
Игорь Молд 16 окт 16, 15:51
+116 75
Всё, что вам говорили о динозаврах, было неправдой
Игорь Молд 11 окт 16, 15:34
+76 61
Синоптики предупреждают о наступлении самой холодной зимы за последние 100 лет
Игорь Молд 8 окт 16, 11:52
+94 82

Последние комментарии

Артур4ик .
Показывай.
Артур4ик . Физики создали прибор, извлекающий воду из сухого воздуха
ВЛАДИМИР КУНИЦКИЙ
Окно в космос "прорубят" , для списания  "распиленного бабла".
ВЛАДИМИР КУНИЦКИЙ Россия готовит миссию на Марс
Александр Галяутдинов Фетцер
Анатолий Шашин