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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?
: ^' k$ k1 i. K1 d
3 f" p( J, ]$ q6 ]《极乐空间》中开放式大气层的空间站
" R; g/ }1 s0 M( l3 |  c0 R% y& P* W* y4 W8 U' o0 `& e/ Y! v- \
赫尔姆斯号的环形生活起居舱段. s0 G8 Y) t: Z' V- t( w
: [9 l& F1 ]) ?- L. ~$ ]& U
《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!
  m, R8 o! y* ?0 L9 G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?9 b7 Q5 P1 J  E- M  Y

/ v- `- W! f. ]2 N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!, e# i0 A! U  V3 N
0.5G即可4.9M/S^2
, }( a# w& S5 ]) Yw要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒" d8 i1 F+ ^( ^6 a  F9 z
那么R=111.7M5 P( l0 J0 H( Z1 t9 z
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!
! p3 g8 o  `- m& n
8 s' d0 ]( _3 b1 V3 E1 q7 }! H( r4 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:7 W& O% D9 Y7 F3 o' ~5 b: O
一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!* {0 o# \( L* {: H  Y
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!
7 L  l% p3 y) ~三、现阶段空间站要求人工重力非必须
, v% v* w) l* Q8 w% x6 O, C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!; O5 t9 i7 U" `4 z- Y% J$ M

4 Q1 @) J1 |7 F  p: U来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/. P6 C" A% A$ T* U
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