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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?
* O9 F" n3 \, y7 ]  t4 x8 u* e* a; G% f- i) }3 Y+ L$ y
《极乐空间》中开放式大气层的空间站
9 X, f( |; v- V" Y  @/ ]% P6 @8 Y# \/ R- ~  b6 |
赫尔姆斯号的环形生活起居舱段
, g: z/ e* ]; j( q1 B2 ]: c; R
  M. L& X# Z+ {- p, O《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!; @, Q" e5 d! x) S5 L$ P
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?) @# G/ l" D" p& @

2 g* a8 F- K- K9 E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!- O/ |0 \& A- x% m
0.5G即可4.9M/S^2
! y9 Z4 W9 G+ j# l6 `0 ?, P2 Rw要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒( A' n' ?  {* u% W9 I7 v
那么R=111.7M
: M5 Y( P2 w2 n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!' l. Y2 m& ^) G& t4 Z

8 z+ ~/ `* b7 j4 L: p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:
; q$ h: [6 `- K+ }, h一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!4 o0 u- e5 F2 _
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!. o. b4 R8 L8 }# a: I; h. d( h# h
三、现阶段空间站要求人工重力非必须. n; [( W. Q5 r9 y# p
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!. |1 O& j# K% h. y3 ]3 R! x/ {

! J7 A% @1 g4 _- \5 Z; H. i- s来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903// l4 c9 c2 ?/ s3 I* @
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