蒲公英的約定數

這個，我估計已經很快了，一二十年之內就會出現。

建成環形，主要是為了提供人造重力，讓長期生活在太空的人感到舒適，並且回到地球或登陸其它星球的時候能很快重新適應有重力的環境。目前之所以沒有建設這樣的飛船或空間站，並不是技術上無法實現，而是囊中羞澀，沒有人願意出這個錢。

目前要建環形的飛船或空間站，只需直徑100多米就可比較好地模擬重力了，為了節約，可以只建一半，甚至四分之一，八分之一環形也未嘗不可。目前國際空間站的衍架有108.4米長，直接在兩端加裝橫著的太空艙，旋轉起來重力差不多就夠了，當然這只是一個玩笑，畢竟還有結構強度等各方面的要求。但即使如此，也是各國，甚至全世界航天大國聯合起來都無法承受的，飛船的結構倒不復雜，關鍵是把它們送上太空的費用太昂貴了，當初建國際空間站，光火箭發射費用就花了500多億美元，平時的營運也大多花在物資和人員運送上了。

為什麼說環形的飛船或空間站已經快了呢？因為現在出了個宇宙狂人馬斯克，而且他的星艦和獵鷹超重型火箭已經很有希望成功了，最關鍵的是，火箭是可以重複使用的，這將大大降低將貨物送到太空的成本；最最關鍵的是，他走的是商業開發的路子，拉開了太空商業化的序幕，目前已有多家公司參與進來競爭，這意味著太空開發的成本將比以前的國家行為大大降低，甚至達到數量級的減少。試想一下，假如國際空間站只需50億美元，甚至5億美元就能發射到太空，建成環形的還有什麼難度嗎？

你覺得這是天方夜譚嗎？那是你不知道馬斯克的雄心，目前星艦的設計，是要把150噸的貨物送到火星。國際空間站總質量多少？420噸，大約是星艦載荷的3倍。星艦發射一次多少錢？馬斯克的目標你根本無法想象，由於可重複使用，馬斯克認為星艦的成本最終會只有加註燃料和服務團隊的費用，就像現在的波音和空客一樣。最近馬斯克在社交媒體上稱，貨物運送到火星的成本大約會是在一噸10萬美元左右。420噸的國際空間站，只需4200萬美元就可送到火星，注意，是送到火星表面登陸，不是火星軌道！即使按這樣的價格送貨到地球軌道，未來也可以想送多少就送多少上去，不在太空建一個直徑500米的環形空間站，都對不起馬斯克辛辛苦苦開發的火星星艦。

這是從技術和費用上說的，從需求上說，建造環形空間站的動力肯定來自於商業太空旅遊，目前已有維珍銀河、藍色起源等多家公司涉足這一行業。亞馬遜老闆貝索斯的藍色起源公司，其可重複使用火箭也將在今年或明年載人升空，在這種多家公司激烈競爭的情況下，火箭發射和太空“房地產”開發費用將很快降低，足以在未來一二十年建成上百米直徑的太空商業設施。以酒店業起家的比格洛航天公司，其研發的充氣太空艙已經在國際空間站測試三年了，運行情況良好，大規模量產併發射升空應該已沒有什麼問題。按照狂人馬斯克預估的開發速度，明年星艦真的能夠進入地球軌道的話，估計二十年內應該有巨大的環形飛船在火星和地球之間進行定期的物流和航運了。

一切都寄託在星艦上，寄託在新研發的猛禽火箭發動機上，寄託在30多個發動機能不能順利綁定在獵鷹超重型火箭的屁股上，一旦成功，環形飛船就不再是科幻，而是科學了。當然，大家也別忘了現在一直很低調的藍色起源，其新格倫可重複使用運載火箭已測試飛行11次，次次成功，昨天其首席執行官鮑勃·史密斯聲稱，第一次載人飛行可能會等到明年發射，剛開始到太空旅行的費用每人可能需幾十萬美元，但商業運行後可能會降低到中產階級都能負擔的水平。

徐德文科學頻道

不是不想，實在是臣妾做不到啊。NASA在60年代做過專項研究，要在旋轉的空間站里長期生活，人又不得運動病，則空間站轉速不能超過每分鐘一轉。這樣，要生成一個g的模擬重力，空間站的直徑就要高達一公里。即便只達到十分之一個g，直徑也要上百米之多。更小的重力就沒有意義了。但即便是一百米直徑，人類目前的技術也做不出來啊。

TDEBUG

空間站為什麼不建成像科幻片裡的圓形，靠離心力模擬重力？

科學家非常想將空間站建造成能用離心作用模擬出重力來的環形,比如《極樂空間》中那龐大的空間站，當然那個太大，還是《火星救援》中的赫爾姆斯號飛船或者《星際穿越》中的永恆號，都非常不錯，人類在0.4-0.8G模擬重力下工作與生活，對於身體健康和到地面的恢復時間都可以大大縮短，既然有那麼多優勢，那麼我們為什麼不製造環形空間站呢？

《極了空間》中開放式大氣層的空間站

赫爾姆斯號的環形生活起居艙段

《星際穿越》中的飛行器則比較有趣，整就是一個環狀，個功能艙環形排開，中間的則是駕駛艙，用旋轉艙段隔離！

無疑幾個途中的離心作用模擬重力都是非常舒適的，當然這有一些要求，因為人類前庭器官對旋轉極為敏感，必須將旋轉速度控制在1.5-2轉/分以內，假如要達到0.5G的加速度的話，那麼要多大直徑的環形艙呢？

向心加速度計算公式，a為向心加速度，w為角速度，R為半徑！

0.5G即可4.9M/S^2

w要求為2轉/分，約0.2094395弧度/秒

那麼R=111.7M

即在舒適度約為2轉每分的情況下，如果要達到0.5G的重力加速度，那麼這個環狀結構的半徑要達到112M左右！

國際空間站的尺寸為長108.5M，寬72.8M，但實際國際空間站真正的主桁架長度不超過90M，簡單的說即可國際空間站整個尺寸連滿足上述半徑都無法滿足！而國際空間站還是16個國家和地區花了二十幾年的時間慢慢攢起來的，可想而知那個111M的半徑的環狀空間站有多難！更準確的說，是如下幾點：

一、成本，這個龐大的結構成本無疑是極高的！

二、運輸能力，以當前的火箭技術，組裝一個如此龐大的空間站幾乎就不允許！

三、現階段空間站要求人工重力非必須

出於以上幾點，空間站沒有采用人工重力設計完全是可以理解的，我們必須有，然後才能考慮舒適性！因此即使在未來很長的時間內，也不太可能採用這種設計，除非我們的火箭技術出現突飛猛進的提升，否則還是看ISS這種經典結構吧！

星辰大海路上的種花家

為什麼不呢，原因：科技水平還無法辦到。

科學家早已知道離心力這個虛擬的力是可以營造出人造重力的效果的，當人走在旋轉的物體中時，離心力使他有向外運動的趨勢，而物體的內壁則提供了一個大小相等、方向不同的反作用力使他不至於真的突破出去，這樣的話，就有了重力的效果了。

可是，建造這樣的圓環形狀的太空飛船，半徑需要足夠大，因為製造的人工重力的大小是與飛船的半徑成正比的，而製造出能模擬地球重力的飛船所需的半徑大小是現今人類科技水平所不能想象的。

有人說可以建造的小一些，但旋轉的速度快一些不行嗎？

不行，除非你想在那裡吐到天昏地暗，旋轉的半徑小，那麼頭部與腳部的重力差就很大，那麼上半身的血液就會往下半身聚集，從而造成頭部缺血，甚至昏迷。

總而言之，太小的旋轉半徑不適合星際航行，星際穿越中的飛船尺寸也太小了點。

對此你們有什麼看法呢？歡迎在下方留言探討。我是科幻船塢，感謝大家的閱讀與關注

本文圖片來自於網絡，侵刪

科學船塢

人類的生理結構是為了適應地球這種環境演化出來的，宇航員長期處於太空的低重力環境會對其身體機能產生不良的影響。最為顯著的就是肌肉萎縮。低重力環境還會對血液循環產生影響，使血液過多的集中於頭部。顱壓增加後會使視力受到影響，這對宇航員的工作可能是致命的。

圖：在國際太空站利用彈力繩模擬重力鍛鍊，防止肌肉萎縮

為了減輕這些症狀，長期執行太空任務的宇航員會採用各種方法鍛鍊肌肉，防止肌肉流逝。但這些方法作用有限，宇航員返回地球后，任然需要他人攙扶，數週時間後才能恢復行走能力。

有沒有方法制造人工重力呢？

當然有辦法，讓飛船旋轉起來，製造出與地球重力加速度差不多的加速度，就可以模擬出重力。

如果旋轉半徑太小，這就需要更快的旋轉速度，這會使因為慣性產生的科里奧利力增加。科里奧利力太大會使身處其間的宇航員感到頭暈目眩。所以，產生三分之一地球重力加速度的旋轉器半徑需要至少幾十米。

圖：人造重力宇航站

實際上，這樣的空間站我們人類已經可以製造出來了。但是，目前還沒有這個必要。原因如下：

其一：這樣龐大的空間站需要非常多的資金投入，裝配難度也非常大；

其二：人類之所以製造空間站，就是為了利用太空中低重力環境來進行一些地球上無法實現的實驗工作。

當然，當人類需要進行長達數月甚至數年的宇航任務時（登陸火星等），就需要可以製造人工重力的宇航器了。

遊戲人超超

在科幻小說和電影中太空船和太空城總被塑造成輪胎狀，這樣做的理由是利用“輪胎”旋轉時的離心力來代替重力，從而讓裡面的人生活在和地球一樣的重力下

用離心力來模擬重力的前提是太空站足夠大，小型空間站如果轉起來的話只會讓裡面的人感覺陣陣噁心，只有旋轉半徑達到上百米的空間站才能較好的模擬地球重力。

人類目前還處於近太空時代，距離大規模開發太空還有幾十年路要走，短時間內需要人造重力的項目看起來只有載人登陸火星這一項，然而不困是馬斯克還是NASA都沒有把自家的火星飛船造成輪輻狀。

輪輻狀空間站不存在的原因就是人類目前不需要它，真正需要它的人類可能在200年後才會出生，那時候會有幾百萬甚至上千萬人長期在太空中生產生活，人造重力會成為他們居住的太空城的標配。

未來很美好，但太空時代的繁榮是我們這一代人體會不到也見不到的

宇宙探索未解之迷

很多人談過了成本問題，我從另一個方面說一下，像圖片上面這種單輪胎方式是不可能的，比如直升機的螺旋槳在旋轉時會產生一個反向作用力，造成機體會反向旋轉，所以它還需要一個尾翼來平衡機身，這種單輪胎轉動起來以後也會向飛船的主體產生一個反向作用力，讓飛船主體反向旋轉，這樣會把裡面的人轉暈的，所以必須是雙輪胎結構，一個正轉一個反轉才能夠抵消。

吳昂石屏

人造重力系統，是未來星際探測的必須實現的技術。人造重力系統技術上基本沒有問題，重要是投入產出比不划算，而且也不需要！

就目前來說，人造重力技術不在理論層面，而在於實踐層面。

人造重力最簡單的方式就是依靠愛因斯坦在1911年提出來的等效原理概念。

按照等效原理，密閉的房子內的人不能分辨自己是站在地面上，還是以9.8m/s²的加速度在宇宙深空飛行。

那麼按照這種思路，我們完全可以讓宇宙飛船的加速度保持在9.8m/s²的加速度飛行。這樣宇航員就會感覺自己站在地面一樣。

不過這種方式有最大的雞肋，那就是加速過程不能持續太長時間。畢竟維持加速運動要源源不斷地消耗燃料，這種方式並不可取。

最靠譜的方式就是利用離心力模擬重力。

其實離心力就是一種虛擬力。是相對於受力物體而言的。

當你坐在一個大圓盤上旋轉的時候，在外部的觀察者看來，你之所以可以保持平衡是由於摩擦力提供了向心力。

但是作為你自己來說，你可以感受到自己受到了摩擦力，但是為什麼自己還可以保持靜止。

於是你就會假設一個與摩擦力大小相等，方向相反的力抵消了摩擦力，這個力在你看來就是離心力。

在空間站上，我們可以依靠旋轉產生的離心力來模擬重力。

不過這就需要極大的動力系統產生旋轉。

不過目前全世界沒有一個國家可以把如此笨重的離心力產生系統發射到外太空上，因為火箭載重太低了。

如果分多次發射部件再組裝，那費用就沒有任何一個國家可以承擔的。而且空間站許多實驗就是要求在微重力環境下進行。

所以目前的國際空間站沒有任何必要做成像科幻片那樣的離心力模擬重力系統。

一是經濟效應不划算，二是本身許多實驗就需要微重力。

但是在以後的星際旅行中，模擬重力系統一定會建造起來的。

科學認識論

這個挺有意思的，不考慮地球，沒有參照物的情況下，假設，機器在太空啟動了，外圈和中軸都是無重力，然後加速到一定速度，在外圈看，我沒動呀，只是中軸越轉越快了對吧，那離心力是哪裡來的？只是中軸加速，不會產生離心力，不管是地球還是太空，這個對吧。也就是肯定要有第三方進來才行，地球的衛星肯定是有力的存在，要不衛星直接飛了，就不會繞著地球轉了。可是離開地球呢，比如去個火星，或者出個太陽系，不可能隨時有個球跟著給你提供第三方的力呀，搞不懂，文化有限，繞暈了[呲牙]

門市門簾製造

空間站為什麼不建成像科幻片裡的圓形，靠離心力模擬重力？

我認為主要阻力是材料。火箭發射的發動機需要耐高溫、耐持久的材料；火箭的外殼需要硬度高、耐摩擦、耐腐蝕、耐高溫等的材料；火箭的搭載系統需要強度高、硬度高、耐高溫等的材料；理論上的電漿發動機也對材料的要求非常高；靠離心力模擬重力，我想對於材料的要求也很高，旋轉的過程中對旋轉軸、艙室強度、空間站的龍骨強度等等都要有很高的要求。

第一次工業革命是對鋼材材料的要求；第二次工業革命是對於電力傳輸與應用材料的要求；第三次工業革命是對網絡載體材料的要求（這次有非議）；第四次工業革命我想還是對新型材料的要求，對硬度、耐腐蝕、耐摩擦、強度等等都有很高的要求。

隨著科學技術的積累，我想第四次工業革命材料肯定起到翻天覆地的變化，火箭發動機有了新材料，可以研發更大動力的火箭，搭載更多貨物。運輸成本大大降低，火箭可以重複利用。旋轉式的空間站擁有高強度的材料，才能真正運轉起來。一切的發展基礎都是材料。個人拙見。

關鍵字: 重力 空間站 科學