空間站為什麼不建成科幻片中的環形, 用離心力模擬重力?

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?

空間站為什麼不建成科幻片中的環形, 用離心力模擬重力?

《極樂空間》中開放式大氣層的空間站

空間站為什麼不建成科幻片中的環形, 用離心力模擬重力?

赫爾姆斯號的環形生活起居艙段

空間站為什麼不建成科幻片中的環形, 用離心力模擬重力?

《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?

空間站為什麼不建成科幻片中的環形, 用離心力模擬重力?

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!

空間站為什麼不建成科幻片中的環形, 用離心力模擬重力?

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!


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