De kosmos is beladen met vele mysteries, en we zijn net begonnen haar te bestuderen. En een van de problemen die in de toekomst moeten worden opgelost, is de zwaartekracht.
Wat is er mis met haar, vraag je? Maar dat is ze niet! Of beter gezegd: niet zo. De zwaartekracht is er altijd, we ervaren het vanuit de aarde, de maan, de zon, andere sterren en zelfs het centrum van onze melkweg. Maar de zwaartekracht die bij ons past, bestaat alleen op aarde. En als we naar andere planeten vliegen of de ruimte ploegen, hoe zit het dan met de zwaartekracht? Je moet het kunstmatig maken.
Waarom hebben we een bepaalde hoeveelheid zwaartekracht nodig?
Op aarde hebben alle organismen zich aangepast aan de zwaartekracht gelijk aan 9,8 m / s ^ 2. Als het groter is, zullen de planten niet kunnen opgroeien en zullen we constant druk ervaren, waardoor onze botten zullen breken en onze organen zullen instorten. En als het minder is, zullen we problemen krijgen met de afgifte van voedingsstoffen in het bloed, spiergroei, enz.
Wanneer we kolonies ontwikkelen op Mars en de maan, zullen we het probleem van verminderde zwaartekracht tegenkomen. Onze spieren atrofiëren gedeeltelijk en passen zich aan de plaatselijke zwaartekracht aan. Maar als we terugkeren naar de aarde, zullen we problemen krijgen met lopen, slepen van objecten en zelfs ademen. Dit is hoe het allemaal afhangt van de zwaartekracht.
En we hebben al een voorbeeld van hoe dit gebeurt: het internationale ruimtestation.
Promotie video:
Astronauten op het ISS en waarom er geen zwaartekracht is
Degenen die het ISS bezoeken, moeten elke dag trainen op loopbanden en simulatoren. Dit komt doordat hun spieren tijdens hun verblijf hun "grip" verliezen. Zonder zwaartekracht hoeft u uw lichaam niet op te tillen, u kunt ontspannen. Dit is hoe het lichaam denkt. Er is geen zwaartekracht op het ISS, niet omdat het in de ruimte is.
De afstand ervan tot de aarde is slechts 400 kilometer, en de zwaartekracht op deze afstand is slechts iets minder dan op het oppervlak van de planeet. Maar het ISS staat niet stil - het draait in de baan van de aarde. Het valt letterlijk constant op de aarde, maar zijn snelheid is zo hoog dat het niet kan vallen.
Dat is de reden waarom astronauten in een staat van gewichtloosheid verkeren. Maar nog steeds. Waarom kan er op het ISS geen zwaartekracht worden gecreëerd? Dit zou het leven van astronauten soms gemakkelijker maken. Ze zijn tenslotte gedwongen om meerdere uren per dag aan fysieke oefeningen te besteden om fit te blijven.
Hoe kunstmatige zwaartekracht te creëren?
In sciencefiction bestaat het concept van zo'n ruimteschip al lang. Dit is een enorme ring die constant om zijn as moet draaien. Als resultaat "duwt" de middelpuntvliedende kracht de astronaut weg van het rotatiecentrum en zal hij het als zwaartekracht waarnemen. Maar problemen ontstaan als we er in de praktijk mee te maken krijgen.
Eerst moet u rekening houden met de Coriolis-kracht - de kracht die ontstaat bij het bewegen in een cirkel. Zonder dit zal onze astronaut constant schommelen, en dit is niet erg leuk. In dit geval is het nodig om de rotatie van de ring op het ruimtevaartuig te versnellen tot 2 omwentelingen per seconde, en dit is veel, de astronaut zal zich erg onwel voelen. Om dit probleem op te lossen, moet je de straal van de ring vergroten tot 224 meter.
Het schip is een halve kilometer groot! We zijn niet ver van Star Wars. In plaats van de zwaartekracht van de aarde te creëren, zullen we eerst een schip met een lage zwaartekracht maken dat de simulatoren zal bevatten. En alleen dan zullen we schepen bouwen met enorme ringen om de zwaartekracht te behouden. Overigens gaat het ISS alleen modules bouwen om zwaartekracht te creëren.
Tegenwoordig bereiden wetenschappers van Roscosmos en NASA zich voor om centrifuges naar het ISS te sturen, die nodig zijn om daar kunstmatige zwaartekracht te creëren. Astronauten hoeven niet langer veel tijd te besteden aan trainen!
Het probleem met zwaartekracht bij hoge versnellingen
Als we naar de sterren willen vliegen, duurt het 4,2 jaar om naar de dichtstbijzijnde Alpha Centauri A te reizen met een snelheid van 99% van de lichtsnelheid. Maar om tot deze snelheid te accelereren, is een enorme acceleratie vereist. Dit betekent, en enorme overbelastingen, ongeveer 1000-4000 duizend keer meer dan de zwaartekracht van de aarde. Niemand kan hier tegen, en een ruimteschip met een draaiende ring zou gewoon gigantisch moeten zijn, honderden kilometers verderop. Je kunt dit bouwen, maar is het nodig?
Helaas begrijpen we nog steeds niet helemaal hoe de zwaartekracht werkt. En tot nu toe zijn ze er niet achter gekomen hoe ze het effect van dergelijke overbelastingen kunnen vermijden. We zullen onderzoeken, controleren, bestuderen.
