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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?/ Q5 {& n- z$ L$ N+ g% [9 x* `
* N9 L. C5 ]  Z! j' V( Q
《极乐空间》中开放式大气层的空间站4 L; p- O: d/ K4 K# y
) e8 T. f% c3 h; |$ i$ ^4 n
赫尔姆斯号的环形生活起居舱段  p( q2 E3 x! e! k8 E0 }5 C
3 t3 ~, a# s+ z
《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!% n# a; z% M; Y
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?/ R: }" L+ E' ~$ g
3 G! L0 O' r- E! S1 L+ {: g
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!
+ F$ n8 t& m- L& m3 b+ H2 i0.5G即可4.9M/S^2
+ g, a9 l3 k; n  r; {, qw要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒
% }) f1 X' x: Q7 p4 c- Y那么R=111.7M
$ X  ?* o) }3 i2 B0 g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!
/ M/ k2 h1 R% q  b6 v3 F
0 m" t& U( u. b6 C4 z8 ?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:
& ^% [# g$ i! ~8 h) Q- g# Y一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!
# P8 ^7 u' l  s* [  h# D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!
- Z- w8 I! [4 m, ]# k三、现阶段空间站要求人工重力非必须6 g) a' q5 d, g  x
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!# I8 n2 c  {+ G. ^+ Q
% m4 h% e2 Q* m, l8 H* _. P. `
来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/% X1 ^% \. |' e- u! b
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