Hogyan lehet létrehozni a mesterséges gravitációs színtudományt
futurizmus 2018. november 07., szerda, Timo van Neerden
Az űrben, függetlenül attól, hogy csillag keringője van-e, vagy messze van egy csillagtól, a gravitáció már nem: a súlyérzet nem létezik. A nemzetközi űrállomáson, az ISS-ben az űrhajósok lebegnek és beköltöznek súlytalanság.
Az ISS egy laboratórium a gravitációtól való mentesség hatásainak kutatására, ezért ez a helyzet nagyon hasznos. Egy több hónapos bolygóközi utazás hipotézisében viszont egy bolygó gravitációs erejét valami mással kell helyettesíteni: mesterséges gravitációt.
Miért van szükség mesterséges gravitációra ?
Mondtam: az ISS-ben az állandó "0-g" helyzetet a célok érdekében akarják elérni Tudományos kutatás (és kis mértékben turista).
Az élet és az emberi lény a Földön alakult ki, egy jól meghatározott gravitációs mezőben. A test megszokta és kihasználja. Gravitáció nélkül a működése megváltozik, és nem mindig a megfelelő irányba.
Például gravitáció nélkül a lábaknak már nem kell napi szinten viselniük a test súlyát: az izmokat már nem használják, és a csontokat sem. Ennek eredményeként sorvadnak és gyengülnek. A szárazföldre való visszatérés akkor nehéz. Azok az űrhajósok, akiknek több hétig zéró gravitációban kell maradniuk, rengeteg testmozgást végeznek ennek elkerülése érdekében: a Föld vonzáserejét, amely egyébként a földhöz tartja őket, ezeken a gyakorlatokon gumiszalagok váltják fel.
Egyéb hatások között említhetjük a koponya és a szem, tehát a látás deformációját. Sok űrhajós, akinek tökéletes a látása, mielőtt az űrbe utazna, visszatér a Földre, és szemüveget kell viselnie.
A NASA orvosi technikákat tudott kifejleszteni a csonttömeg csökkenésének és a szemgolyó deformációjának kezelésére (olyan megoldások, amelyek rendkívül hasznosak azoknak az embereknek, akiknek kórosan vannak ilyen problémáik, ami természetesen az egyik előnye a többi között. Az űrkutatásnak). Ez jó, de nem oldja meg az egész problémát, és hosszú távon sem életképes megoldás, például egy bolygóközi utazás hipotézisében.
Ezért elkerülhetetlen a gravitáció mesterséges újrateremtése. Ennek elérésére többféle megoldás létezik, ezeket itt fogjuk megvizsgálni.
Mesterséges gravitáció
A gravitáció gyorsulása a Földön olyan erő, amely a földön tart minket.
Egy hajóban tehát olyan erőt kell találnunk, amely a hajó talaján tart minket. Használhatnánk a gravitációs erőnek megfelelő merevségű gumiszalagokat, de ez nem lenne praktikus a mozgáshoz. Fizikailag is lehetséges lenne egy mágnesöv, de ez sem ideális, tekintve, hogy a mágneses mezők befolyásolhatják a fedélzeti berendezéseket.
Egy másik megoldás, amely lehetővé tenné az összes tárgy újbóli földhöz való tapadását, egy lamináris légáramlás lenne felfelé és lefelé: elég szélirányú szél ahhoz, hogy a földhöz szoruljunk. Az erő erő, tehát elvileg működne ... ha kizárjuk a levegőben fellépő turbulenciát és egyéb magával a széllel kapcsolatos kellemetlenségeket.
Két további gyakorlati megoldás létezik, amelyeket néha már alkalmaznak a tudományos-fantasztikus irodalomban.
1. megoldás: forgó hajó
Akár a 2001-es filmekben, akár az 1969-es Űr Odüsszeiában, akár a 2014-es Csillagokban, a hajók, amelyekben a szereplők mozognak, forgásban vannak. Ekkor a centrifugális gyorsulás tartja az űrhajósokat a hajó talaján.
Newton törvényei szerint azonban a test által végrehajtott gyorsulás erőt fejt ki a testre. Ez vonatkozik a gyorsításra, mint a derivált sebességre (vagy a változásra), valamint a gravitáció gyorsítására. A kettő egyenértékű, és ezért nem teljesen helytelen "centrifugális erőről" beszélni, ahogyan azt néha halljuk: csak meg kell látni, honnan származik ez az erő, és mindent meg kell tudnia, amit tudnia kell.
A mesterséges gravitáció ilyen módon történő létrehozása kivitelezhető, sőt nagyon praktikus: többé-kevésbé növelheti ezt az erőt, egyszerűen azzal, hogy a hajót többé-kevésbé gyorsan megpörgeti önmagán.