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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?
) ]2 M4 R, w  k: ]+ Z! }. u2 c5 a2 T& E; N% h# c" N- ~- p- N
《极乐空间》中开放式大气层的空间站; c: _, ?( q* z/ Y

1 u% e/ H. C+ r赫尔姆斯号的环形生活起居舱段  N- |/ @, ^' @7 N+ {4 ~9 A7 ^
* x) R' }, q- u; i0 V
《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!
4 P# y7 A! I, N, t! {7 y2 S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?
% C" T6 v- S( w* r& v: g7 m/ G, S3 ?+ b6 F7 m
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  w' v& ~  U% i
0.5G即可4.9M/S^2
* P' R+ ?7 R+ y: w" \, @/ y, lw要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒' k* n3 t6 n# C% C
那么R=111.7M
* ~2 x& l7 U  a! r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!: K# V0 i' b# b) M) M' R

5 Z. y, r! s8 F/ _+ j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:% `+ C0 C3 v7 C1 J7 e0 X( v$ I
一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!0 t# m. i/ c0 X. `" z
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!& M* W' L8 W' V$ v
三、现阶段空间站要求人工重力非必须( {) R) W6 f- B) k( O& T, N5 B" G
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!
# i, ?( ^  |9 Z( l+ j, M
" s  ^' b# t0 v/ K来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/; U/ C' p! n1 P: ]# _  @
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