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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?9 H, e# ]8 |+ y3 P8 Q7 i" o; d
2 }  J, ?9 T8 ~8 e( v$ W6 ~1 ~
《极乐空间》中开放式大气层的空间站6 }" y9 V( v2 P
( T4 J+ D: z2 e$ {  `2 D
赫尔姆斯号的环形生活起居舱段
) v6 a6 T3 f5 J; h: n
" g  a7 {; J" P《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!
) c+ N; _; ^, ^0 d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?. h% W. y1 V- K- [1 c5 ~$ `
! e1 b7 R/ S% m8 |! j8 E7 @
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!" H, T) W9 Q7 U: n8 F
0.5G即可4.9M/S^2, f7 @8 ?2 t; g7 Z
w要求为2转/分,约0.2094395弧度/秒" w1 e$ C2 m2 X3 k* k
那么R=111.7M( n) ~) g# i! L, K$ o  \: A: 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!
' z' \: ^. T% e% b1 m
; p  N8 ]! K6 s0 [/ U% h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:
) ^: ^4 ?5 I+ a, }# w一、成本,这个庞大的结构成本无疑是极高的!- L, o* H% t. T
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!
, @3 r0 ^6 f2 c# F) H+ k- x* j三、现阶段空间站要求人工重力非必须. |/ N5 v6 {# F; U# e; a. 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!7 c+ u/ R% q  z' z

6 ~; M$ M4 e, X4 x- F: \- r2 s来源:https://www.toutiao.com/a6663424971986960903/3 z) C1 K* I' i6 c* W8 W- r; _
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