Znanstvena umetna gravitacija ne bo delovala; Govorimo G-Forces

Gravitacija je težka. Newtonu je bilo potrebno dolgo časa, da ga je razbil, in veliko newtonskih fizikov, ki so sto let potrdili Einsteinove gravitacijske teorije. In to je naravno pojavljanje. Umetna gravitacija je veliko bolj zmedena.

Mining sci-fi - ki je presenetljivo plodna za futuristično reševanje problemov - je tukaj brezupna. Razmislite Vojna zvezd lore, ki je prilepila grčevit prst v vsako luknjo srednje velikosti, ki jo je mogel. Umetna gravitacija na Millennium Falcon in vse druge komade prostora? Proizvaja ga generator za umetno gravitacijo. Wookieepedia, ki ima deset tisoč gnarnih besed na Dartu Maulu, ima na Lucasovi logiki vse dve stavki, ki premagata ničelno g:

Umetni gravitacijski generatorji so bili uporabljeni za ustvarjanje stabilnega gravitacijskega polja zunaj naravne gravitacije planeta, s čimer so pomagali življenju v vesolju. Uporabljeni so bili tudi za stiskanje predmetov - za shranjevanje z plinskimi proizvodi, včasih pa za ustvarjanje sintetičnih draguljev.

Tudi Zvezdne steze, kar naj bi bilo Vojna zvezd za otroke modela U.N. ni boljše. Ampak to ni pravično, da bi izbrali znanstveno fantastiko. Sintetična gravitacija, kot v gravitaciji, ki jo je ustvaril človek, je trenutno izven našega razumevanja.

Težava

Težava je v tem, da je gravitacija v primerjavi z drugimi silami šibka - lahko ga porazni magneti premagajo. To v praksi pomeni, da je najlažja pot za izgradnjo vesoljske ladje z umetno gravitacijo, ki je enaka zemeljski gravitaciji, da ji damo maso Zemlje. Če se ne bi pojavilo nekaj nenavadnega, nenavadnega gradiva ali nenavadne študije, se to ne bo spremenilo.

To pa ne pomeni, da ni bolj zapletenih rešitev. Umetnost navadne gravitacije ne bo ena izmed njih.

Verjetna rešitev

Če pospešite ravno pravo količino - v črti ali krogu - lahko ustvarite g-sile, ki so enake gravitaciji. Problem pri pospeševanju v eni smeri je, da se bo vaše gorivo sčasoma izčrpalo. Na srečo je prostor vakuum, tako da, ko rotacijsko pospeševanje opravi svoje delo, ni ničesar, kar bi upočasnilo zvitek vesoljske postaje. To ste videli na zaslonih v Elysium, Marsovac, in Halo - in prežema čudnejše NASA koncepte. (Ne samo star Naslednji koncepti, kot je umetnost iz leta 1969 - vrtenje vesoljskih ladij, so v načrtu NASA za leto 2015 za prihodnost.)

Tako kot vse sile se koncept skrči na množično pospeševanje. V tem primeru je krožni pospešek ω ^ 2 krat R (kje ω je kotna hitrost in R polmer ladje). Ker masa ostane ista, kjerkoli ste, ustvarjanje pravega lažnega gravitacijskega ekvivalenta postane vaja, s katero bo vaša ladja dobila ustrezno velikost in jo vrtela s pravo hitrostjo.

Problem z verjetno rešitvijo

Toda gradnja lahke ladje zlatolaska ni lahka. Če je polmer premajhen, naletite na Coriolisov učinek. Ko se notranji okvir hitro vrti, preprosta dejanja prevzamejo čudne lastnosti. Morda boste počutili udobne zemeljske g-sile, ki stojijo mirno, toda celo nagibanje glave bi lahko vrglo vaša dva notranja ušesa iz sinhronizacije. Zato ne morete metati košarke naravnost čez vrtiljak, opozarja na PBS-jevo serijo Vesoljski čas:

Če naredite ladjo dovolj veliko, vam je ni treba vrteti tako hitro - ampak boste dobili neverjetne mehanske obremenitve na vašem vesoljskem plovilu, če boste naredili ogromno. Sci-fi sladka točka, PBS Space Time je blizu obroča Halo. Glede na to, da je več deset tisoč dolarjev na kilogram, da bi dobili materiale izven planeta, "astronomske", kot je to rekel astronom iz Cornellove univerze, bi morali zgraditi stvar v vesolju. Glede na dovolj velik Kickstarter, lahko naredite to nič-g v enojne številke.