Cum să generați gravitatea artificială Culoare-Știință
futurism miercuri 07 noiembrie 2018 de Timo van Neerden
În spațiu, indiferent dacă se află pe orbita unei stele sau departe de orice stea, gravitația nu mai este: senzația de greutate nu există. În stația spațială internațională, ISS, astronauții plutesc și se mută imponderabilitate.
ISS este un laborator pentru cercetarea efectelor libertății de gravitație, astfel încât această situație este destul de utilă. În ipoteza unei călătorii interplanetare de câteva luni, pe de altă parte, forța gravitațională a unei planete trebuie înlocuită cu altceva: gravitația artificială.
De ce ai nevoie de gravitație artificială ?
Am spus-o: în ISS, situația permanentă „0-g” este căutată în scopul Cercetare științifică (și într-o mică măsură, turistic).
Viața și ființa umană au evoluat pe Pământ, într-un câmp gravitațional bine definit. Corpul s-a obișnuit și profită de el. Fără gravitație, funcționarea sa este modificată și nu întotdeauna în direcția corectă.
De exemplu, fără gravitație picioarele nu mai trebuie să susțină greutatea corpului zilnic: mușchii nu mai sunt folosiți și nici oasele. Drept urmare, se atrofiază și slăbesc. Revenirea la uscat este atunci dificilă. De asemenea, astronauții care trebuie să rămână câteva săptămâni în gravitație zero fac mult exercițiu pentru a evita acest lucru: forța de atracție a Pământului care altfel îi ține la sol este apoi înlocuită cu benzi de cauciuc în timpul acestor exerciții.
Printre alte efecte, putem menționa deformarea craniului și a ochiului și, prin urmare, a vederii. Mulți astronauți cu o vedere perfectă înainte de călătoria lor în spațiu se întorc pe Pământ și trebuie să poarte ochelari.
NASA a reușit să dezvolte tehnici medicale pentru a trata pierderea masei osoase și deformarea globului ocular (soluții care sunt de mare beneficiu pentru persoanele care au aceste probleme patologic, ceea ce este, desigur, un avantaj, printre altele. Al cercetării spațiale). Acest lucru este bun, dar nu rezolvă întreaga problemă și nu este o soluție viabilă pe termen lung, de exemplu în ipoteza unei călătorii interplanetare.
Așadar, posibilitatea de a recrea în mod artificial gravitația este inevitabilă. Există mai multe soluții pentru a realiza acest lucru și le vom explora aici.
Gravitația artificială
Accelerarea gravitației pe Pământ este o forță care ne ține pe pământ.
Prin urmare, într-o navă trebuie să găsim o forță care să ne țină pe solul navei. Am putea folosi benzi de cauciuc cu o rigiditate echivalentă cu forța gravitațională, dar nu ar fi practic să ne deplasăm. De asemenea, ar fi posibil din punct de vedere fizic să aveți o centură de magneți, dar nici nu este ideal, având în vedere că câmpurile magnetice pot afecta echipamentul de la bord.
O altă soluție, care ar permite ca toate obiectele să fie abordate din nou la pământ, ar fi un flux de aer laminar în sus și în jos: suficient vânt în direcția vântului care să ne țină fixați de pământ. O forță este o forță, deci, în principiu, ar funcționa ... dacă excludem turbulența în aer și alte inconveniente legate de vântul însuși.
Există alte două soluții mai practice, care sunt uneori deja utilizate în science fiction.
Soluția 1: o navă rotativă
Fie în filmele din 2001, Odiseea spațială din 1969 sau Interstelarul din 2014, navele în care se mișcă personajele sunt în rotație. Apoi accelerația centrifugă este cea care ține astronauții pe solul navei.
Cu toate acestea, conform legilor lui Newton, accelerația suferită de un corp are ca rezultat o forță exercitată asupra acelui corp. Acest lucru este valabil pentru accelerație ca derivată (sau variație) a vitezei, precum și pentru accelerația gravitației. Cele două sunt echivalente și de aceea nu este total greșit să vorbim despre „forța centrifugă”, așa cum o auzim uneori: trebuie doar să vezi de unde vine această forță și să ai tot ce trebuie să știi.
Crearea gravitației artificiale în acest mod este realizabilă și este chiar foarte practică: puteți crește această forță mai mult sau mai puțin, pur și simplu făcând nava să se învârtă mai mult sau mai puțin rapid pe sine.